Question

13．小瑞學(xué)習(xí)了電磁知識后，利用一塊安裝在有機(jī)玻璃板上的螺線管，菱形小磁針，鐵屑，電源，導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器，開關(guān)等器材來探究通電螺旋管周圍的磁場．

（1）小瑞首先選用了一個(gè)小磁針如圖甲，當(dāng)小磁針靜止時(shí)，由于地磁場的作用，小磁針A端大致指向北方，則A端為小磁針的N （N/S）極．
（2）然后小瑞將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺線管用導(dǎo)線依次連接起來．8個(gè)小磁針放到通電螺旋管周圍如圖乙所示，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直到放在通電螺線管周圍的小磁針發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)如圖丙．則通電螺旋管上部A點(diǎn)磁場方向是向右（選填“向左”或“向右”）．
（3）利用小磁針探究看不見、摸不著的磁場，這種方法在物理學(xué)中經(jīng)常用到，下列事例中應(yīng)用相同方法的是B
A．用光線形象地描述光的傳播路徑與方向
B．在探究影響動(dòng)能大小因素的實(shí)驗(yàn)中，用滾動(dòng)的小球推動(dòng)木塊
C．探究電阻大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，用電流表示數(shù)顯示電阻大小
D．探究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)，使用兩支一樣大小的蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
（4）小磁針由于體積較大的關(guān)系，放在通電螺線管周圍時(shí)數(shù)量有限，不方便探究通電螺旋管周圍的磁場分布情況，請寫出你的改進(jìn)方法．
（5）觀察到有機(jī)玻璃板上的鐵屑分布后，小梅有了新的思考，為了研究通電螺旋管周圍的磁場空間分布，可以調(diào)整（改變）有機(jī)玻璃板面的方向和位置，多次實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步探究．

Answer 1

分析 （1）小磁針靜止時(shí)，指向北的一端為北極（N極），指南的一端為南極（S極）；
（2）在磁體外部，磁感線是由北極出發(fā)回到南極；在磁場中，小磁針靜止時(shí)北極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向；
（3）要解答本題需掌握：物理學(xué)研究中常常用到的物理學(xué)法--轉(zhuǎn)化法．
（4）小磁針由于體積比較大，可以換成體積較小的碎鐵屑來做實(shí)驗(yàn)；
（5）一次實(shí)驗(yàn)具有偶然性，為得到普遍規(guī)律，應(yīng)多次試驗(yàn)．

解答 解：（1）如圖甲所示，在地磁場的作用下，小磁針靜止時(shí)，指向北方的磁針A端即為磁體的北極（N極）；
（2）如圖乙所示，通電螺旋管周圍磁場與條形磁體周圍的磁場相似；圖中通電螺旋管中上部A點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極指向右方，該點(diǎn)的磁場方向與小磁針靜止時(shí)北極所指的方向一致，故A點(diǎn)的磁場方向是向右的；
（3）磁場是一種看不見的特殊物質(zhì)，我們可以通過磁場對小磁針作用的效果來認(rèn)識它．這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法”．
A．用光線形象地描述光的傳播路徑與方向，這是應(yīng)用模型法；
B．小球具有的動(dòng)能越大，它能將木塊撞得更遠(yuǎn)，這是把小球的動(dòng)能大小轉(zhuǎn)換為推動(dòng)木塊的遠(yuǎn)近來認(rèn)識，利用轉(zhuǎn)換法；
C．探究電流與電壓關(guān)系時(shí)，保證電阻不變，這是應(yīng)用控制變量法；
D．探究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)，用一樣大小的蠟燭代替，這是應(yīng)用等效替代法．
綜上分析，選項(xiàng)B用的是轉(zhuǎn)換法；
（4）小磁針由于體積比較大，可以換成體積較小的碎鐵屑來做實(shí)驗(yàn)．具體做法是：在玻璃板上撒上碎鐵屑后，把玻璃板放在磁體上面，輕敲玻璃板，根據(jù)碎鐵屑的排布情況可以觀察到各點(diǎn)的磁場分布情況．
（5）為了研究通電螺旋管周圍的磁場空間分布，可以調(diào)整（改變）有機(jī)玻璃板面的方向和位置，多次實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步探究．
故答案為：（1）N；（2）向右；（3）B；（4）在玻璃板上撒上細(xì)鐵屑后，把玻璃板放在磁體上面，輕敲玻璃板，根據(jù)細(xì)鐵屑的分布情況可以觀察到各點(diǎn)的磁場分布情況；（5）調(diào)整（改變）有機(jī)玻璃板面的方向和位置，多次實(shí)驗(yàn)．

點(diǎn)評 此題為一道電磁綜合題，既考查了磁場方向的認(rèn)識，又考查了轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，還考查了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析處理能力和總結(jié)歸納能力，對學(xué)生的能力要求較高，有一定難度．