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探究通电螺线管外部磁场的方向 说明：本探究题目包括以下两个方面内容。 1、通电螺线管外部的磁场是怎样分布的？ 2、通电螺线管外部磁场的方向跟哪些因素有关？ 探究一 通电螺线管外部的磁场分布 一、提出问题： 在我们熟悉的磁体的磁场中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似？ 二、猜想假设： 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 三、设计实验 （一）实验器材： 通电螺线管磁场演示器、条形磁体、菱形小磁针（2个）、铁屑、干电池、开关、导线 （二）实验步骤： 1、开关断开，如图所示连接电路。 2、在通电螺线管的两端各放一个菱形小磁针，并在螺线管的周围均匀撒铁屑。 3、闭合开关，观察菱形小磁针的指向，轻敲面板，观察铁屑的排列情况。用数码相机将铁屑的排列情况和小磁针的指向照相，断开开关。 4、在条形磁体的两端各放一个菱形小磁针，观察菱形小磁针的指向，并在条形磁体的周围均匀撒铁屑，轻敲面板后，观察铁屑的排列情况。用数码相机将铁屑的排列情况和小磁针的指向照相。 四、进行实验 按照实验步骤操作，做好实验。 通电螺线管周围铁屑的排列情况及小磁针指向如下图所示。 条形磁铁周围铁屑的排列情况及小磁针指向如下图所示。 五、分析论证 比较通电螺线管周围和条形磁铁周围铁屑的排列情况，分析实验现象，可知通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 评价要求 分数 实际 得分 扣分原因 实 验 操 作 选择实验器材，连接电路 10分 缺一项扣2分 不按要求组装扣5分 通电螺线管两端放置小磁针 5分 不放置小磁针扣5分 通电螺线管周围均匀撒铁屑 5分 不撒扣5分 不均匀扣2分 闭合开关，轻敲面板，观察小磁针指向和通电螺线管外部磁场分布情况 10分 不轻敲面板扣5分 断开开关 5分 不断开开关扣5分 条形磁体两端放置小磁针 5分 不放置小磁针扣5分 条形磁体周围均匀撒铁屑 5分 不撒扣5分 不均匀扣2分 轻敲面板，观察小磁针指向和条形磁体周围磁场分布情况 10分 不轻敲面板扣5分 整理仪器 5分 不整理器材扣5分 实 验 报 告 问题明确具体，可探究，并能用用科学术语表述问题 10分 问题不具体，不便探究扣5分 问题表述不科学扣5分 假设可检验，表述科学准确 10分 假设不便检验扣5分 设计实验步骤可操作 10分 设计实验步骤不便操作扣5分 结论正确，表述科学 10分 结论不正确扣10分 探究通电螺线管外部磁场的分布情况评价表 探究二 影响通电螺线管外部磁场方向的因素 一、提出问题： 通电螺线管外部磁场方向跟哪些因素有关？ 二、猜想假设： 通电螺线管外部的磁场方向跟环绕螺线管的电流方向有关。 三、设计实验 （一）实验器材： 通电螺线管磁场演示器、菱形小磁针（2个）、干电池、开关、导线 （二）实验步骤： 1．按照图1甲所示电流方向，连接如图2所示电路。 图1 图2 2．在通电螺线管的两端各放一个菱形小磁针，闭合开关，观察菱形小磁 针的指向，将电流方向和小磁针指向记录在表格中。 3．断开开关，改变接入螺线管电源的正负极。 4．闭合开关，观察到菱形小磁针的指向，将电流方向和小磁针指向记录在表格中。 5.改变螺线管的环绕方向，按照图1丙所示电流方向，连接如图2所示电路。 6．在通电螺线管的两端各放一个菱形小磁针，闭合开关，观察菱形小磁 针的指向，将电流方向和小磁针指向记录在表格中。 7．断开开关，改变接入螺线管电源的正负极。 8．闭合开关，观察到菱形小磁针的指向，将电流方向和小磁针指向记录在表格中。 （三）实验数据表 通电螺线管中电流方向 通电螺线管左右端小磁针的指向 四、进行四四、进行实验 按照实验步骤操作，记录实验现象如下表所示 通电螺线管中电流方向 通电螺线管左右端小磁针的指向 图1甲所示方向 通电螺线管左端小磁针的N极指向左，右端小磁针的N极指向左 图1乙所示方向 通电螺线管左端小磁针的N极指向右，右端小磁针的N极指向右 图1丙所示方向 通电螺线管左端小磁针的N极指向左，右端小磁针的N极指向左 图1丁所示方向 通电螺线管左端小磁针的N极指向右，右端小磁针的N极指向右 五、分析论证 根据上面实验数据表，归纳结论： 通电螺线管外部的磁场方向跟环绕螺线管的电流方向有关。 探究影响通电螺线管外部磁场方向因素评价表 评价要求 分数 实际 得分 扣分原因 实 验 操 作 选择实验器材，连接电路 10分 缺一项扣2分 不按要求组装扣5分 通电螺线管两端放置小磁针 10分 不放置小磁针扣10分 闭合开关，观察通电螺线管两端小磁针指向 10分 不观察扣10分 断开开关 5