问题标题:
小明同学受奥斯特实验的启发,产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣.探究过程的一部分如下:A.让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板,以导线为中心在纸板上任意做直线.在直
问题描述:
小明同学受奥斯特实验的启发,产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣.探究过程的一部分如下:
A.让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板,以导线为中心在纸板上任意做直线.在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针,发现小磁针静止时N极指向都与直线垂直;
B.直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反;
C.改变电流大小时,小磁针指向不变;
D.通过查阅资料得知,通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比,与这一点到直导线的距离成反比.
(1)做实验时,纸板的俯视图如下,若其中“”表示电流方向垂直纸面向外,“⊕”表示电流方向垂直纸面向里,小磁针涂黑部分为N极.请根据探究过程结合自己学过的知识,在右边的纸板的俯视图上作出通电长直导线周围的磁感线分布图.(分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向).
(2)若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论,应控制___不变.
(3)同一通电长直导线周围,离通电导线距离为r和2r的两点.磁场强弱的比值为___.
孟垂茁回答:
(1)据作图可知,小磁针的指向均与过电流的直线垂直,即磁场方向是逆时针的,而右图中的电流方向与左图电流方向相反,所以磁场方向是顺时针的,如下图:
(2)磁场强弱与电流的大小及离电流的远近有关,故要想探究磁场强弱与其到通电长直导线的距离成反比,应控制变量电流大小不变;
(3)由已知得,磁场强弱与到通电长直导线的距离成反比,则两点的磁场强弱之比等于距离的反比,即2:1.
故答案为:(2)电流大小;(3)2:1.
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