Question

2．小芳同學探究通電螺線管外部磁場的實驗報告如下：
【實驗器材】螺線管、塑料板、小磁針、鐵屑、電池、開關(guān)、導線等（如圖1）
【提出問題】在我們熟悉的各種磁體中，通電螺線管外部的磁場可能與哪種磁體的相似？
【進行實驗】
（1）探究通電螺線管的磁場分布．
①了解螺線管磁場演示儀的構(gòu)造，線圈的位置等．
②閉合開關(guān)將螺線管通電，用手輕敲擊塑料板，觀察鐵屑的分布．
③把它與某些磁體磁場的分布進行對比，發(fā)現(xiàn)與條形磁體周圍的磁場相似．
（2）探究通電螺線管的磁場方向．
①將小磁針放在螺線管周圍的不同位置．
②根據(jù)小磁針N極的指向記錄通電螺線管周圍各點的磁場方向．
③通過對調(diào)電池的正負極，來改變電流方向，探究通電螺線管外部磁場方向是否發(fā)生改變．
（3）我們能不能找到一種判斷通電螺線管兩端的極性的方法呢？請大家觀察圖2中螞蟻和猴子是怎么說的，你能否受到某種啟示呢？
①螞蟻沿著電流的方向繞螺線管爬行說：“N極就在我的左邊”．
②猴子用右手把一個大螺線管夾在腋下，說：“如果電流沿著我右臂所指的方向，N極就在我前方”．
小芳同學總結(jié)出通電螺線管磁極的極性可以這樣來判斷用右手握住通電螺線管，讓彎曲的四指的方向與電流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺線管的N極．

Answer 1

分析 （1）通電螺線管周圍的鐵屑會被磁化，每一個小鐵屑都相當于一個小磁針；根據(jù)鐵屑受力轉(zhuǎn)動后的分布情況，就可以知道通電螺線管的磁場分布特點；
（2）通電螺線管周圍存在磁場，磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用；而小磁針是磁體，所以通電螺線管周圍的小磁針要受到磁場力的作用；
③電磁鐵的磁極極性與電流的方向有關(guān)，改變電流方向則磁極的極性也發(fā)生變化；
（3）安培定則的內(nèi)容是：用右手握住螺線管，彎曲的四指所指的方向是電流的方向，大拇指所指的那端是螺線管的N極．

解答 解：（1）②閉合開關(guān)將螺線管通電，用手輕敲擊塑料板，觀察鐵屑的分布；
③由于通電螺線管周圍的鐵屑會被磁化，每一個小鐵屑都相當于一個小磁針；鐵屑受到磁場的作用力而有規(guī)律地排列，分析論證得出結(jié)論：通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似；
（2）②磁場的方向是這樣規(guī)定的：放在磁場中某點的小磁針，靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向，因此根據(jù)小磁針N極的指向記錄通電螺線管周圍各點的磁場方向．
③電磁鐵的磁極極性與電流的方向有關(guān)，改變電流方向則磁極的極性也發(fā)生變化；因此通過對調(diào)電池的正負極，來改變電流方向，探究通電螺線管外部磁場方向是否發(fā)生改變．
（3）根據(jù)安培定則的內(nèi)容判定線電流的磁感線的方法：
用右手握住通電螺線管，讓彎曲的四指的方向與電流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺線管的N極．
故答案為：（1）鐵屑的分布；條形；（2）小磁針N極的指向；對調(diào)電池的正負極；（3）用右手握住通電螺線管，讓彎曲的四指的方向與電流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺線管的N極．

點評 ①磁場的基本性是同學們易懂，但又易忘的一句話，應記熟，還要注意區(qū)分磁體的基本性質(zhì)和磁場的基本性質(zhì)．
②通電螺線管的磁極極性與電流的方向有關(guān)，利用右手螺旋定則可以判斷通電螺線管的磁極極性．
③放在磁場中某點的小磁針，靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向．