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实验18 探究通电螺线管外部磁场的分布
知识点一、电生磁
1.奥斯特实验
实验探究 在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。
现象分析 （1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场→小磁针是否发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场； （2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。
研究归纳 （1）通电导线周围存在着磁场； （2）电流的磁场方向与电流方向有关。
2.电流的磁效应
通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。
知识点二、探究通电螺线管外部磁场的分布
1.螺线管
（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
2.探究通电螺线管外部的磁场分布
实验探究1：通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系 （1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向； （2）改变电流方向，再次观察实验现象。
实验现象 （1）通电后小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不同，如图所示； （2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。
现象分析 （1）从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说明通电螺线管有两个磁极且在两端。 （2）小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由此可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
实验探究2：通电螺线管外部的磁场的分布特征 在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。实验现象如图所示。
现象分析 从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
归纳总结 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关； （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极； （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。
（2023 济南）实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似。
（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的 。
（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是 。
（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议： 。
（2023 云南）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示 。
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，则通电螺线管的右端为 极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
（2023 长春模拟）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，亮亮利用干电池、导线和小磁针进行实验。
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
②世界上第一个发现电和磁是有联系的科学家是 。
（2）亮亮又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。
①通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似；
②为了进一步判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系，接下来的操作是 。
（2023 二道区校级模拟）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）闭合开关，小磁针的N极（涂黑部分）指向如图所示，请在图中标出通电螺线管N极。
（2）当把电源的正负极对调，闭合开关，发现小磁针的N、S极也对调了，这说明通电螺线管外部的磁场方向跟 有关。
（3）实验时现象不明显，为了增大磁场强度，请提出一种可行的方法： 。
（4）悬挂着的自由转动的小磁针静止后S极总是指向地理南极，这是因为小磁针受到 的作用。
（2023 项城市三模）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小胡在通电螺线管周围摆上小磁针后发现：同一个小磁针在磁场中不同位置指向不同；不同小磁针放在磁场同一位置时指向相同，这表明磁场具有 性；磁场中某点小磁针静止时N极的指向即为该点的 ；由图甲可得：通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的相似。
（2）接着在图乙所示的实验中，由现象可得出：通电螺线管的磁极极性与 方向有关。
（2023 分宜县校级模拟）小明在做测小灯泡电功率的实验时，发现挂在脖子上的钥匙靠近滑动变阻器时，钥匙被通电的滑动变阻器吸引，小明认为通电的滑动变阻器可能有磁性，便组装器材进行探究。
（1）小明认为通电的滑动变阻器可能有磁性的依据是滑动变阻器由电阻丝绕制而成，通电后相当于 。
（2）从实验室中找来一些器材，按图连接好电路。在选择变阻器时，作为研究对象的滑动变阻器乙的最大阻值应越 越好，原因是 。
（3）在滑动变阻器乙附近摆放好小磁针，在开关没有闭合前，小磁针（涂有黑色的一端为N极）静止时如图所示，则图中地球的北极在 （选填“左”或“右”）边。
（4）闭合开关后，发现只有最左侧的小磁针的指向反转过来，上下的小磁针几乎不动；将滑动变阻器乙上下的接线互换，上下的小磁针指向反转过来，而左侧的小磁针几乎不动。由此可看出滑动变阻器外部的磁场与 磁体的磁场相似，同时发现滑动变阻器两端的磁极与 有关。
（5）在图中，如果要使乙滑动变阻器的磁性变强，你的操作是 （写出一种即可）。
（2023 历城区三模）利用我们所掌握的磁学知识，寻找“从指南针到磁悬浮列车”学习过程中的各实验间的联系。
（1）通过观察分析实验乙组图与甲组图的现象可知，条形磁铁和通电螺线管都能吸引大头针、使小磁针偏转并有一定的规律，我们推测电流和磁铁的周围都存在着一种相同的看不见、摸不着的物质，将其称为 ，乙组图中的f图是著名的 （填科学家名称）实验。
（2）在探究通电螺线管外部磁场特点的实验g中用铁屑的目的是将 显示出来，而实验h中使用小磁针除了可以达到该目的，还可以 。
（3）乙组图h图中通电螺线管右端相当于条形磁铁的 （选填“N”或“S”）极。
（4）当将条形磁铁远离小磁针或断开电源，小磁针都最终静止且指示南北方向，说明此时小磁针应该受到一个力，这个力是来自 场。
（5）通电导线使小磁针发生偏转，由于力的作用是相互的，因此我们可以认为，小磁针对通电导线也应有力的作用，受此启发发明了 （选填“发电机”或“电动机”）。
（2023 柳州一模）某实验小组利用如图甲的装置探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）在嵌有螺线管的有机玻璃上均匀地撒满铁屑，连接电路并给螺线管通电，轻敲玻璃板，可观察到铁屑分布如图乙。这是由于铁屑在磁场中被 成一个个小磁针，在磁场力作用下重新排列所致。实验表明通电螺线管外部的磁场分布与 的磁场相似。
（2）对调电源正负极，可以改变通过螺线管的电流 ，移动滑动变阻器的滑片，则可以改变通过螺线管的电流 ，同时记录放在螺线管两端的小磁针的指向。（选填“大小”或“方向”）
（3）分析实验现象可知，通电螺线管磁场的极性与螺线管中电流的 有关。
（2023 光山县校级二模）实验小组的同学们用一块安装在有机玻璃上的螺线管，小磁针、铁屑、电源、导线、开关等器材来探究通电螺线管周围的磁场分布，实验装置如图。
（1）先将电源、开关、螺线管用导线依次连接起来，将多个小磁针放到螺线管周围，如图甲所示。闭合开关，螺线管周围的小磁针发生了明显偏转，如图乙所示，该现象说明： ，小明同学发现放在A、B两处的小磁针在开关闭合后不发生偏转，则小磁针不偏转的
原因是： ；
（2）小云同学发现小磁针体积较大，放在螺线管周围的数量有限，不能细致地探究通电螺线管周围的磁场分布，于是建议小明改为在螺线管周围撒上铁屑来观察，当小明在玻璃板上均匀撒上铁屑并接通电路后，并没有发现铁屑出现有规律的分布，这时应进行的操作是 ；
（3）实验完成后，老师提问：通电螺线管两端的磁性与电流方向是否有关，请你帮他们设计可行的方案进行验证： 。
（2023 丹江口市一模）在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图甲，小磁针显示的是 （选填“本地的南北方位”或“螺线管周围的磁场”），闭合开关后观察到如图乙的现象，说明通电螺线管周围存在 （选填“磁场”“磁力”或“电场”）；在图丙螺线管的中间插入铁芯，便做成 （选填“电磁铁”“电动机”）。
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实验18 探究通电螺线管外部磁场的分布
知识点一、电生磁
1.奥斯特实验
实验探究 在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。
现象分析 （1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场→小磁针是否发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场； （2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。
研究归纳 （1）通电导线周围存在着磁场； （2）电流的磁场方向与电流方向有关。
2.电流的磁效应
通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。
知识点二、探究通电螺线管外部磁场的分布
1.螺线管
（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
2.探究通电螺线管外部的磁场分布
实验探究1：通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系 （1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向； （2）改变电流方向，再次观察实验现象。
实验现象 （1）通电后小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不同，如图所示； （2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。
现象分析 （1）从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说明通电螺线管有两个磁极且在两端。 （2）小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由此可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
实验探究2：通电螺线管外部的磁场的分布特征 在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。实验现象如图所示。
现象分析 从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
归纳总结 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关； （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极； （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。
（2023 济南）实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似。
（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的 。
（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是 。
（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议： 。
【解答】解：（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；
（2）小磁针涂黑部分为N极，在图中，根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极，只有B图所示小磁针N极指向一致，左侧小磁针N极都指向外侧，右侧小磁针N极都指向内侧，其它三个图示小磁针N极指向均有不同方向之处；
（3）根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的那一端，是电磁铁N极，另一端为S极；但此方案中无法从图示判断出电流的方向确定四指指向，且铁屑静止时也不能够通过铁屑的分布判断通电螺线管外部磁场的方向，故无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；
（4）根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极，小磁针与铁屑相比，能更好地显示出各点的磁场方向，增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
故答案为：（1）条形磁体；（2）B；（3）无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；（4）增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置。
（2023 云南）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示 。
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，则通电螺线管的右端为 极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
【解答】解：（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示磁场的分布情况。
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，根据磁极间的相互作用规律，则通电螺线管的右端为N极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
故答案为：（1）条形；磁场的分布情况；（2）N；电流。
（2023 长春模拟）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，亮亮利用干电池、导线和小磁针进行实验。
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
②世界上第一个发现电和磁是有联系的科学家是 。
（2）亮亮又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。
①通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似；
②为了进一步判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系，接下来的操作是 。
【解答】解：（1）①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，这说明通电导线的周围存在磁场；
②世界上第一个发现电和磁是有联系的科学家奥斯特；
（2）①通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，根据现象可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似；
②判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系时，采用的是控制变量法，实验中需要改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向是否发生变化；故操作是：对调电源正负极，观察小磁针的指向。
故答案为：（1）①通电导线周围存在磁场；②奥斯特；（2）①条形磁体；②对调电源正负极，观察小磁针的指向。
（2023 二道区校级模拟）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）闭合开关，小磁针的N极（涂黑部分）指向如图所示，请在图中标出通电螺线管N极。
（2）当把电源的正负极对调，闭合开关，发现小磁针的N、S极也对调了，这说明通电螺线管外部的磁场方向跟 有关。
（3）实验时现象不明显，为了增大磁场强度，请提出一种可行的方法： 。
（4）悬挂着的自由转动的小磁针静止后S极总是指向地理南极，这是因为小磁针受到 的作用。
【解答】解：（1）闭合开关，小磁针的N极指向左侧，因为同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此通电螺线管的左端为N极，右端为S极。如图所示：
（2）当把电源的正负极对调，闭合开关，发现小磁针的N、S极也对调了，这说明通电螺线管外部的磁场方向跟螺线管线圈中的电流方向有关；
（3）实验时现象不明显，为了增大磁场强度，可以增加螺线管线圈的匝数；
（4）由于受地磁场的影响，悬挂着的自由转动的小磁针静止后S极总是指向地理南极。
故答案为：（1）见解答图；
（2）螺线管线圈中的电流方向；
（3）增加螺线管线圈的匝数；
（4）地磁场。
（2023 项城市三模）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小胡在通电螺线管周围摆上小磁针后发现：同一个小磁针在磁场中不同位置指向不同；不同小磁针放在磁场同一位置时指向相同，这表明磁场具有 性；磁场中某点小磁针静止时N极的指向即为该点的 ；由图甲可得：通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的相似。
（2）接着在图乙所示的实验中，由现象可得出：通电螺线管的磁极极性与 方向有关。
【解答】解：（1）磁场是有方向的，在磁场的不同位置，其磁场方向一般不同。不同小磁针放在磁场同一位置时指向相同，这表明磁场具有方向性；小磁针在磁场中某点静止时，N极的指向为该点磁场的方向；通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似；
（2）将电源正、负极对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
故答案为：（1）方向；磁场的方向；条形；（2）电流。
（2023 分宜县校级模拟）小明在做测小灯泡电功率的实验时，发现挂在脖子上的钥匙靠近滑动变阻器时，钥匙被通电的滑动变阻器吸引，小明认为通电的滑动变阻器可能有磁性，便组装器材进行探究。
（1）小明认为通电的滑动变阻器可能有磁性的依据是滑动变阻器由电阻丝绕制而成，通电后相当于 。
（2）从实验室中找来一些器材，按图连接好电路。在选择变阻器时，作为研究对象的滑动变阻器乙的最大阻值应越 越好，原因是 。
（3）在滑动变阻器乙附近摆放好小磁针，在开关没有闭合前，小磁针（涂有黑色的一端为N极）静止时如图所示，则图中地球的北极在 （选填“左”或“右”）边。
（4）闭合开关后，发现只有最左侧的小磁针的指向反转过来，上下的小磁针几乎不动；将滑动变阻器乙上下的接线互换，上下的小磁针指向反转过来，而左侧的小磁针几乎不动。由此可看出滑动变阻器外部的磁场与 磁体的磁场相似，同时发现滑动变阻器两端的磁极与 有关。
（5）在图中，如果要使乙滑动变阻器的磁性变强，你的操作是 （写出一种即可）。
【解答】解：（1）通电的滑动变阻器可能有磁性的依据是滑动变阻器由电阻丝绕制而成，通电后相当于螺线管。
（2）选择变阻器时，作为研究对象的滑动变阻器乙的最大阻值应越小越好，原因是电阻越小，通过的电流越大，磁性越强。
（3）根据小磁针静止时，N指向左侧，图中地球的北极在左边。
（4）实验表明：滑动变阻器外部的磁场与条形磁体的磁场相似，同时发现滑动变阻器两端的磁极与电流的方向有关。
（5）要使乙滑动变阻器的磁性变强，下一步操作是在瓷管中插入一根铁芯。
故答案为：（1）螺线管；（2）小；电阻越小，通过的电流越大，磁性越强；（3）左；（4）条形；电流的方向；（5）在瓷管中插入一根铁芯。
（2023 历城区三模）利用我们所掌握的磁学知识，寻找“从指南针到磁悬浮列车”学习过程中的各实验间的联系。
（1）通过观察分析实验乙组图与甲组图的现象可知，条形磁铁和通电螺线管都能吸引大头针、使小磁针偏转并有一定的规律，我们推测电流和磁铁的周围都存在着一种相同的看不见、摸不着的物质，将其称为 ，乙组图中的f图是著名的 （填科学家名称）实验。
（2）在探究通电螺线管外部磁场特点的实验g中用铁屑的目的是将 显示出来，而实验h中使用小磁针除了可以达到该目的，还可以 。
（3）乙组图h图中通电螺线管右端相当于条形磁铁的 （选填“N”或“S”）极。
（4）当将条形磁铁远离小磁针或断开电源，小磁针都最终静止且指示南北方向，说明此时小磁针应该受到一个力，这个力是来自 场。
（5）通电导线使小磁针发生偏转，由于力的作用是相互的，因此我们可以认为，小磁针对通电导线也应有力的作用，受此启发发明了 （选填“发电机”或“电动机”）。
【解答】解：
（1）电流和磁铁的周围都存在着一种相同的看不见、摸不着的物质，这种物质被称为磁场；
乙组图中的f图是著名的奥斯特实验；
（2）在探究通电螺线管外部磁场特点的实验g中用铁屑目的是将磁场直观的显示出来；
而实验中小磁针的作用既可以显示磁场，同时也可以显示磁场方向；
（3）根据安培定则可知，图h中通电螺线管的左端为N极，右端为S极，因为通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，由此乙组图h图中通电螺线管右端相当于条形磁铁的S极；
（4）由于地磁场是南北极方向，因此当将条形磁铁远离小磁针或断开电源，小磁针都最终静止且指示南北方向，是因为受地磁场作用；
（5）受小磁针对通电导线也应有力的作用的启发，发明了利用通电导体在磁场中受力运动这一原理工作的电动机。
故答案为：（1）磁场；奥斯特；（2）磁场；显示磁场方向；（3）S；（4）地磁；（5）电动机。
（2023 柳州一模）某实验小组利用如图甲的装置探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）在嵌有螺线管的有机玻璃上均匀地撒满铁屑，连接电路并给螺线管通电，轻敲玻璃板，可观察到铁屑分布如图乙。这是由于铁屑在磁场中被 成一个个小磁针，在磁场力作用下重新排列所致。实验表明通电螺线管外部的磁场分布与 的磁场相似。
（2）对调电源正负极，可以改变通过螺线管的电流 ，移动滑动变阻器的滑片，则可以改变通过螺线管的电流 ，同时记录放在螺线管两端的小磁针的指向。（选填“大小”或“方向”）
（3）分析实验现象可知，通电螺线管磁场的极性与螺线管中电流的 有关。
【解答】解：（1）在嵌有一个通电螺线管的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，然后轻敲玻璃板；铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明铁屑被磁化了；根据铁屑的分布情况可知通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场是相似的；
（2）对调电源正负极，可以改变通过螺线管的电流方向；移动滑动变阻器的滑片，则可以改变通过螺线管的电流大小；
（3）分析实验现象可知，通电螺线管磁场的极性与螺线管中电流的方向有关。
故答案为：（1）磁化；条形；（2）方向；大小；（3）方向。
（2023 光山县校级二模）实验小组的同学们用一块安装在有机玻璃上的螺线管，小磁针、铁屑、电源、导线、开关等器材来探究通电螺线管周围的磁场分布，实验装置如图。
（1）先将电源、开关、螺线管用导线依次连接起来，将多个小磁针放到螺线管周围，如图甲所示。闭合开关，螺线管周围的小磁针发生了明显偏转，如图乙所示，该现象说明： ，小明同学发现放在A、B两处的小磁针在开关闭合后不发生偏转，则小磁针不偏转的
原因是： ；
（2）小云同学发现小磁针体积较大，放在螺线管周围的数量有限，不能细致地探究通电螺线管周围的磁场分布，于是建议小明改为在螺线管周围撒上铁屑来观察，当小明在玻璃板上均匀撒上铁屑并接通电路后，并没有发现铁屑出现有规律的分布，这时应进行的操作是 ；
（3）实验完成后，老师提问：通电螺线管两端的磁性与电流方向是否有关，请你帮他们设计可行的方案进行验证： 。
【解答】解：（1）先将电源、开关、螺线管用导线依次连接起来，将多个小磁针放到螺线管周围，如图甲所示。闭合开关，螺线管周围的小磁针发生了明显偏转，如图乙所示，该现象说明：通电螺线管周围存在磁场；小明同学发现放在A、B两处的小磁针在开关闭合后不发生偏转，则小磁针不偏转的原因可能是此处的磁场方向与地磁场的磁场方向一致；
（2）当在玻璃板上均匀地撒上铁屑并接通电路后，并没有发现铁屑出现有规律的分布，是因为小铁屑与玻璃板之间存在摩擦力，这时应轻敲玻璃板，使接触面分离减小摩擦，从而使小铁屑能灵活运动；
（3）探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，应该改变通电螺线管线圈中的电流方向，如果观察到小磁针的N极指向与原来相反，则能证明通电螺线管的极性与电流方向有关。
故答案为：（1）通电螺线管周围存在磁场；此处的磁场方向与地磁场的磁场方向一致；
（2）轻敲玻璃板；
（3）对调电源正、负极，改变通电螺线管线圈中的电流方向，如果观察到小磁针的N极指向与原来相反，则能证明通电螺线管的极性与电流方向有关。
（2023 丹江口市一模）在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图甲，小磁针显示的是 （选填“本地的南北方位”或“螺线管周围的磁场”），闭合开关后观察到如图乙的现象，说明通电螺线管周围存在 （选填“磁场”“磁力”或“电场”）；在图丙螺线管的中间插入铁芯，便做成 （选填“电磁铁”“电动机”）。
【解答】解：（1）开关没有闭合时，螺线管没有通电，没有产生磁场，小磁针在地磁场的作用下，显示的是本地的南北方位；
闭合开关后小磁针发生了偏转，观察到如图b所示的现象，说明通电螺线管周围存在磁场；
如果在螺线管的中间插入铁芯，便做成了电磁铁。
故答案为：本地的南北方位；磁场；电磁铁。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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