《探究“通電螺線管磁場分布”實驗考向》

探究“通電螺線管磁場分布”實驗考向【考點(diǎn)解讀】【設(shè)計與進(jìn)行實驗】1.實驗主要器材及其作用：①在通電螺線管周圍不同位置放置小磁針的目的（便于觀察磁場的方向）；②螺線管中插入鐵棒的目的（使通電螺線管的磁場加強(qiáng)）。2.轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用（根據(jù)小磁針的指向，判斷通電螺線管的極性，通過鐵屑的密集程度判斷磁場的強(qiáng)弱）。3.實驗操作：①在嵌入螺線管的玻璃板上均勻撒些細(xì)鐵屑，通電后輕敲玻璃板的目的（減小鐵屑與玻璃板的摩擦，使鐵屑受到磁場的作用力有規(guī)律地排列）；②電池正負(fù)極對調(diào)的目的（探究通電螺線管的磁場方向是否與電流方向有關(guān)）。4.安培定則的應(yīng)用（判斷通電螺線管的極性）。【分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，總結(jié)結(jié)論】5.根據(jù)玻璃板上鐵屑分布情況判斷磁場強(qiáng)弱（兩端磁場強(qiáng)，中間磁場弱）。6.通電螺線管外部的磁場方向（磁感線從N極出發(fā)，最后回到S極）。7.通電螺線管外部的磁場特點(diǎn)（與條形磁體相似）。8.通電螺線管的極性與環(huán)繞通電螺線管的電流方向有關(guān)，電流方向改變，通電螺線管的極性也改變?！窘涣髋c反思】9.通電螺線管與小磁針之間是通過磁場產(chǎn)生力的作用。10.為描述磁場而引入的磁感線不是（選填“是”或“不是”）真實存在的。11.不能用懸掛且可自由旋轉(zhuǎn)的大頭針代替小磁針的原因（大頭針不能指示磁場方向）。12.磁極間的相互作用（同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引）?！緦嶒灲Y(jié)論】13.通電螺線管的磁場和條形磁體的磁場相似。14.通電螺線管的磁場方向與環(huán)繞螺線管的電流方向有關(guān)。【注意事項】15.實驗中，螺線管周圍應(yīng)盡可能多放一些小磁針，以便于觀察磁場的方向。16.實驗中，注意觀察環(huán)繞螺線管的電流方向。17.為了使實驗效果更明顯，應(yīng)增大通電螺線管中的電流。【典型例題】例1.在做“探究通電螺線管外部的磁場分布”實驗中：（1）閉合開關(guān)后，觀察到螺線管周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明此時通電螺線管周圍存在_________；小磁針由于受到_________（選填“磁場”或“重力”）的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)；（2）在嵌入螺線管的玻璃板上均勻撒滿細(xì)鐵屑，閉合開關(guān)后_________（填寫操作方法）玻璃板，細(xì)鐵屑的排列如圖甲所示；（3）把小磁針放到螺線管四周不同位置，螺線管通電后記錄小磁針_______極的方向，這個方向就是該點(diǎn)的磁場方向；（4）通電螺線管周圍的小磁針N極指向如圖乙所示，由圖可知在通電螺線管外部，磁感線是從_______極出發(fā)，最后回到_______極；（5）由此可以判斷，通電螺線管外部的磁場分布與_________磁體的磁場分布相似；（6）在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵，下列設(shè)備中沒有用到電磁鐵的是_________；A.大型發(fā)電機(jī)B.電磁起重機(jī)C.電爐（7）在螺線管外部A、B兩處放置小磁針，如圖丙所示，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)A處小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而B處小磁針不偏轉(zhuǎn)，試說明B處小磁針不偏轉(zhuǎn)的可能原因：________________________________________；（8）如果想探究通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系，接下來的操作是_______________________；并觀察小磁針的指向。對于通電螺線管的極性跟電流方向之間的關(guān)系，我們可以用____________來表述?！敬鸢浮浚?）磁場；磁場；（2）輕敲；（3）N；（4）北；南；（5）條形；（6）C；（7）小磁針N極的指向與磁場方向相同；⑩見解析；?安培定則。例2.小明在課外社團(tuán)活動中進(jìn)行了一系列的實驗探究。（1）小明連接了如圖甲所示的電路，發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)，當(dāng)電流通過導(dǎo)線時，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)，無電流通過導(dǎo)線時，小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由此，他初步得出的結(jié)論是_________________________；（2）小明將導(dǎo)線繞成螺線管，在周圍灑滿鐵屑。閉合開關(guān)，輕輕敲動后，發(fā)現(xiàn)鐵屑分布和小磁針靜止時的指向如圖乙所示，由此判斷，通電螺線管外部的磁場分布與_________磁鐵周圍的磁場分布是相似的；斷開開關(guān)，小明將電源正負(fù)極對調(diào)，閉合開關(guān)后，小磁針的北極指向_________（選填“改變”或“不改變”），此操作的目的是探究通電螺線管外部的磁場方向與______________是否有關(guān)；（3）小明猜想通電螺線管磁場強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)和電流大小有關(guān)，他按圖丙連接電路。實驗中，他將開關(guān)S從a換到b上時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，觀察電流表示數(shù)及吸引鐵釘數(shù)目，此時調(diào)節(jié)滑動變阻器是為了______________________，從而探究通電螺線管磁場強(qiáng)弱與______________的關(guān)系?！敬鸢浮浚?）電流周圍存在磁場；（2）條形；改變；電流方向；（3）控制電流大小不變；（4）線圈匝數(shù)。三、對點(diǎn)演練1.（2023河北）如圖所示，用甲裝置探究通電螺線管外部的磁場分布，用乙裝置探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)。下列說法正確的是（）A.通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似B.改變通電螺線管中電流方向，小磁針N極指向不變C.匝數(shù)一定時，通入的電流越小，電磁鐵的磁性越強(qiáng)D.電流一定時，減少鐵釘上線圈的匝數(shù)，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱不變【答案】A2.（2023四川瀘州）如圖所示，請根據(jù)通電螺線管上方小磁針靜止時的指向，在虛線框內(nèi)用箭頭標(biāo)出相應(yīng)的電流方向和磁場方向?！敬鸢浮?..在探究通電螺線管外部磁場的實驗中，采用了圖1所示的實驗裝置。（1）當(dāng)閉合開關(guān)S后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)________（填“會”或“不會”），說明通電螺線管與小磁針之間是通過________發(fā)生力的作用。（2）用鐵屑來做實驗，得到了圖2所示的情形，它與________磁鐵的磁場分布相似。為描述磁場而引入的磁感線________真實存在的。（3）為了研究通電螺線管的磁極性質(zhì)，老師與同學(xué)們一起對螺線管可能的電流方向和繞線方式進(jìn)行了實驗，得到了如圖3所示的四種情況。實驗說明通電螺線管的磁極極性只與它的_____________有關(guān)，且這個關(guān)系可以用___________________判斷。（4）閉合開關(guān)S，通電螺線管周圍的小磁針N極指向如圖4所示，由圖可知：在通電螺線管外部，磁感線是從________極發(fā)出，最后回到_