Question

10．小哲在去辦公室問(wèn)老師磁場(chǎng)問(wèn)題時(shí)，看到一個(gè)如圖1所示的儀器，通過(guò)自學(xué)知道這是通電螺線管，在得到老師的允許和幫助下，他和同學(xué)一起探究其磁場(chǎng)特點(diǎn)．

（1）他們首先探究通電螺線管周圍是否存在磁場(chǎng)．連接好電路后，他們將1個(gè)小磁針?lè)謩e放在螺線管外部的不同位置，發(fā)現(xiàn)小磁針都不動(dòng)．閉合開(kāi)關(guān)后，重新放置小磁針，發(fā)現(xiàn)無(wú)論小磁針?lè)旁诼菥�管周圍的那個(gè)位置，均發(fā)生偏轉(zhuǎn)．于是他們得出結(jié)論：通電后的螺線管周圍存在磁場(chǎng)．此時(shí)，如果移走小磁針，該結(jié)論則成立（選填“成立”或“不成立”）．
（2）細(xì)心的小哲還發(fā)現(xiàn)通電后，小磁針不但偏轉(zhuǎn)，而且在不同位置N極指向各不相同，他猜想此現(xiàn)象是因?yàn)橥�電螺線管磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)造成的．于是他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：先將鐵屑均勻地灑滿玻璃板，再通電，鐵屑會(huì)被磁化，每一個(gè)小鐵屑都相當(dāng)于一個(gè)小磁針，根據(jù)鐵屑受力轉(zhuǎn)動(dòng)后的分布情況，就可以知道通電螺線管的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)了．但在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電后，大多數(shù)鐵屑并沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，他們輕輕敲擊玻璃板面，才觀察到了如圖2所示的鐵屑分布情況，輕輕敲擊玻璃板面的目的是為了減小摩擦力．他們分析論證后得出結(jié)論：通電螺線管周圍的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似．
（3）同學(xué)小煒仔細(xì)研究了鐵屑分布情況之后，他提出我們前面學(xué)習(xí)磁場(chǎng)時(shí)，有關(guān)磁感線的方向規(guī)定是：在磁體外部，磁感線總是從磁體的N極發(fā)出，最后回到S極．但從我們的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看，好像在磁體內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，那么磁體內(nèi)部的磁場(chǎng)方向是怎樣的？請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用本實(shí)驗(yàn)的器材和裝置，進(jìn)一步探究磁體內(nèi)部的磁場(chǎng)方向情況．你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：在螺線管內(nèi)部放置小磁針，通電后觀察小磁針靜止時(shí)N極的指向．

Answer 1

分析 （1）通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)看不到，摸不著，通過(guò)放置周圍的小磁針的偏轉(zhuǎn)反映磁場(chǎng)的存在；
（2）周圍鐵屑會(huì)被磁化，但由于其與紙板的摩擦力太大，它不能自己轉(zhuǎn)動(dòng)，因此實(shí)驗(yàn)中輕敲紙板；
（3）磁感線是一閉合曲線，在磁體的內(nèi)部從S極回到N極，與外部相反．

解答 解：（1）探究通電螺線管周圍是否存在磁場(chǎng)．連接好電路后，將1個(gè)小磁針?lè)謩e放在螺線管外部的不同位置，發(fā)現(xiàn)小磁針都不動(dòng)．閉合開(kāi)關(guān)后，重新放置小磁針，發(fā)現(xiàn)無(wú)論小磁針?lè)旁诼菥�管周圍的那個(gè)位置，均發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)，電流周圍存在的磁場(chǎng)是真實(shí)的，不會(huì)由于小磁針的有無(wú)而消失；
（2）通電螺線管周圍的鐵屑會(huì)被磁化，每一個(gè)小鐵屑都相當(dāng)于一個(gè)小磁針；根據(jù)鐵屑受力轉(zhuǎn)動(dòng)后的分布情況，就可以知道通電螺線管的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)；
由于周圍鐵屑會(huì)被磁化，但由于其與紙板的摩擦力太大，它不能自己轉(zhuǎn)動(dòng)，因此實(shí)驗(yàn)中輕敲紙板的目的是減小鐵屑與紙板的摩擦，使鐵屑受到磁場(chǎng)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(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似；
（3）利用本實(shí)驗(yàn)的器材和裝置，進(jìn)一步探究磁體內(nèi)部的磁場(chǎng)方向情況，實(shí)驗(yàn)方案為：在螺線管內(nèi)部放置小磁針，通電后觀察小磁針靜止時(shí)，N極的指向．
故答案為：（1）磁場(chǎng)；成立；
（2）小磁針；摩擦力；
（3）在螺線管內(nèi)部放置小磁針，通電后觀察小磁針靜止時(shí)N極的指向．

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)螺線管周圍小磁針的北極指向確定了螺線管周圍的磁場(chǎng)方向，再利用建立模型法畫出了其周圍的磁感線形狀．與學(xué)過(guò)的條形、蹄形磁體周圍磁感線的形狀對(duì)比即可解決此題．