探究通电螺线管的磁场特性

实验目的

探究通电螺线管外部磁场的分布特点，以及磁极方向与电流方向的关系。

实验原理

电流周围存在磁场。通电螺线管各匝导线产生的磁场叠加，使管外磁场与条形磁体相似，两端分别相当于N极和S极。磁极方向跟电流方向有关，可用安培定则判断：用右手握住螺线管，让四指弯向电流方向，大拇指所指的一端就是螺线管的N极。

实验器材

• 通电螺线管（穿过玻璃板或硬纸板）
• 学生电源
• 开关
• 滑动变阻器
• 导线若干
• 小磁针若干
• 铁屑

实验步骤

1. 按图连接电路，使螺线管穿过板面，开关保持断开。
2. 在板面均匀撒上铁屑，闭合开关，轻敲板面，观察铁屑的排列。
3. 断开开关，在螺线管周围和两端放上小磁针。
4. 闭合开关，记录各处小磁针N极的指向，画出磁感线的大致形状。
5. 对调电源正负极，观察小磁针偏转方向的变化。
6. 用安培定则判断螺线管的N极，与小磁针的结果对照。

实验现象与结论

通电后铁屑排列成与条形磁体相似的曲线，小磁针的指向表明螺线管两端分别是N极和S极。对调电流方向后，小磁针偏转方向相反。说明通电螺线管外部磁场与条形磁体相似，磁极方向由电流方向决定。

注意事项

• 通电时间不宜过长，以免导线和线圈发热。
• 铁屑不要入口入眼，实验后及时清理。
• 电流不要调得过大。

常见问题

安培定则怎样判断通电螺线管的N极？

用右手握住螺线管，四指弯向线圈中的电流方向，大拇指所指的一端就是N极。

实验时为什么要轻敲板面？

轻敲能减小铁屑与板面的摩擦，铁屑被磁化后更容易沿磁场方向排列，图样更清楚。