Question

19．“大膽猜想與小心求證”是科學(xué)研究的基本要求．甲乙兩同學(xué)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：在靜止的小磁針上方平行地放一根直導(dǎo)線，閉合開關(guān)，原來(lái)靜止的小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了．對(duì)于小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的原因，兩同學(xué)有著不同的假設(shè)：
甲：是因?yàn)閷?dǎo)線通電發(fā)熱，造成導(dǎo)線周圍空氣溫度升高，空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)使磁針偏轉(zhuǎn)
乙：是因?yàn)殡娏髦車�產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)磁針產(chǎn)生了力的作用
（1）沒(méi)通電時(shí)，靜止的小磁針的N極指向北方．（填“南方”或“北方”）
（2）兩同學(xué)討論后，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證哪一個(gè)觀點(diǎn)是正確的：他們調(diào)換電池的正負(fù)極，改變電流的方向，閉合開關(guān)，如果甲同學(xué)的假設(shè)是正確的，預(yù)計(jì)應(yīng)該看到的現(xiàn)象是磁針偏轉(zhuǎn)的方向不變．
（3）老師在其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，把小磁針從直導(dǎo)線下方移到了直導(dǎo)線上方，閉合開關(guān)后，小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⒏淖儯ㄟx填“不改變”或“改變”）．
（4）在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是B
A．電流沿東西方向放置在磁針的正上方
B．電流沿南北方向放置在磁針的正上方
C．沿電流方向放置小磁針，使磁針在導(dǎo)線的正下方
D．沿電流方向放置小磁針，使磁針在導(dǎo)線的延長(zhǎng)線上．

Answer 1

分析 （1）通電導(dǎo)線周圍有磁場(chǎng)；地球是一個(gè)巨大的磁體，地理的南極是地磁場(chǎng)的北極，地理的北極是地磁場(chǎng)的南極，即導(dǎo)致靜止的小磁針的N極指向北方；
（2）（3）磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān)．
（4）地球的磁場(chǎng)方向是從地理的南極指向北極，所以為了避免地磁場(chǎng)對(duì)該實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)該將導(dǎo)線南北放置．

解答 解：（1）沒(méi)通電時(shí)，通電導(dǎo)線周圍沒(méi)有磁場(chǎng)；由于地球是一個(gè)巨大的磁體，地理的南極是地磁場(chǎng)的北極，地理的北極是地磁場(chǎng)的南極，所以沒(méi)通電時(shí)，小磁針在地磁場(chǎng)的作用下N極指向北方；
（2）如果乙正確，他們調(diào)換電池的正負(fù)極，改變電流的方向，磁場(chǎng)方向改變，小磁針偏轉(zhuǎn)方向改變，如果甲同學(xué)的假設(shè)是正確的，磁針偏轉(zhuǎn)的方向不變．
（3）由于電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)線上、下方的方向相反，當(dāng)小磁針從下方移到上方之后，小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向會(huì)相反．
（4）地球的磁場(chǎng)方向是從地理的南極指向北極，所以若將導(dǎo)線東西放置，導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)有很多電話南北方向的，所以此時(shí)很多的磁場(chǎng)方向與地球的磁場(chǎng)方向可能一致，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，但若將導(dǎo)線南北放置，此時(shí)導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向是東西方向的，所以此時(shí)小磁針會(huì)在導(dǎo)線磁場(chǎng)的作用下指示東西，故現(xiàn)象更為明顯．
故答案為：（1）北方；（2）磁針偏轉(zhuǎn)的方向不變；（3）改變；（4）B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的原因和電流的磁效應(yīng)的知識(shí)，是一道實(shí)驗(yàn)探究題，有一定的難度．