Question

1．如圖（a）所示為某同學(xué)“用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”的電路實(shí)物圖，電流從接線柱A流入螺線管，從接線柱B流出螺線管．

（1）實(shí)驗(yàn)操作正確，得到螺線管中心軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的分布如圖（b）中的圖線1，從圖中可以看出，螺線管中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度特點(diǎn)是勻強(qiáng)磁場．
（2）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)螺線管是由很細(xì)的導(dǎo)線緊密繞制而成，其右側(cè)還有一個(gè)接線柱C．為了探究螺線管導(dǎo)線的繞線方式及其如何與三個(gè)接線柱A、B、C相連，他接著做了以下探究性實(shí)驗(yàn)：保持其它條件不變，僅使電流從接線柱A流入，從接線柱C流出螺線管，得到螺線管中心軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布如圖（b）中的圖線2，且發(fā)現(xiàn)圖線2中間部分的磁感應(yīng)強(qiáng)度比圖線1中間部分的磁感強(qiáng)度的一半值略大些．保持其它條件不變，僅使電流從接線柱C流入，從接線柱B流出螺線管，得到螺線管中心軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布與圖線2相似，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果猜測螺線管繞線可能是圖（c）中的丙（選填“甲”、“乙”或“丙”）．
（3）該同學(xué)通過理論分析，認(rèn)為第2次實(shí)驗(yàn)結(jié)果中通電螺線管中心處的磁感強(qiáng)度應(yīng)該是第1次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一半，而實(shí)際測量結(jié)果卻存在差異，最可能的原因是第2次實(shí)驗(yàn)與第1次相比，線圈匝數(shù)少了一半，線圈電阻減小，通過的電流變大．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，螺線管內(nèi)部的磁場為勻強(qiáng)磁場；
（2）分析三種線圈的繞制方法，再結(jié)合圖中的現(xiàn)象進(jìn)行分析，從而明確哪一種繞法是可能的；
（3）分析實(shí)驗(yàn)中螺線管內(nèi)阻的影響，從而明確實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因．

解答 解：（1）螺線管內(nèi)部的磁場為勻強(qiáng)磁場，螺線管管口向外，磁場減弱．有該性質(zhì)可知，B隨x的變化是先增大，后不變，再減�。�故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．
故選C．
（2）由圖可知，甲圖中，A到C與B到C的繞法相同，屬于同向雙股線的繞法，此情況下，電流由A到B時(shí)，A到C的電流與C到B的電流產(chǎn)生的磁場相互抵消，總磁感應(yīng)強(qiáng)度是0．故甲錯(cuò)誤；
圖乙中，B到C一匝線圈也沒有，顯然不符合實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，故乙錯(cuò)誤；
丙圖中，A到C與B到C的繞法相反，而A與C與C到B的繞法是相同的，屬于單股線的繞法，此情況下，電流由A到B時(shí)，A到C的電流與C到B的電流產(chǎn)生的磁場相互疊加，總磁感應(yīng)強(qiáng)度是A到C的電流產(chǎn)生的磁場的2倍．故丙是正確的．
故選：丙
（3）因?yàn)殡娏髟酱�，產(chǎn)生的磁場越強(qiáng)，若考慮到螺線管導(dǎo)線存在電阻，第2次實(shí)驗(yàn)與第1次相比，線圈匝數(shù)少了一半，線圈電阻減小，通過的電流變大，則會使實(shí)驗(yàn)中測量的結(jié)果產(chǎn)生差別．
故答案為：（1）勻強(qiáng)磁場；（2）丙；（3）第2次實(shí)驗(yàn)與第1次相比，線圈匝數(shù)少了一半，線圈電阻減小，通過的電流變大

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵能識別線圈的繞法明確實(shí)驗(yàn)中的基本原理，并知道通電螺線管周圍磁場的特點(diǎn)，以及知道電流越大，周圍的磁場越強(qiáng)．