12.图12所示的是“探究通电直导线周围磁场”的实验装置。

(1)小磁针静止时，将直导线沿（选填“东西”“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验时效果更明显。
(2)开关闭合，导线下方的小磁针会发生偏转，说明。此时若移去小磁针，上述结论是否成立？。实验中小磁针的作用是。
(3)仅将电源正、负极对调，小磁针偏转方向发生改变，这表明通电直导线周围磁场的方向与有关。

(1) 南北
(2) 通电导线周围存在磁场；是；检测磁场的存在
(3) 电流方向

【分析】
本题是探究通电直导线周围磁场的实验，即奥斯特实验的相关问题。解题思路：首先明确小磁针静止时受地磁场作用指向南北，要让电流产生的磁场对小磁针作用明显，需使直导线方向与地磁场垂直；其次，通电导线周围的磁场是客观存在的，小磁针偏转是磁场的直观体现；最后，电流方向改变时小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与电流方向有关。
【解析】
(1) 小磁针静止时受地磁场作用，指向南北方向。若直导线沿南北方向放置，通电后电流产生的磁场方向为东西方向，与地磁场方向垂直，能使小磁针偏转效果更明显；若沿东西方向放置，电流产生的磁场方向为南北方向，与地磁场方向一致，小磁针偏转不明显，故应选南北。
(2) 开关闭合后，小磁针偏转，说明通电导线周围存在磁场（即电流的磁效应）；磁场是客观存在的物质，与是否放置小磁针无关，因此移去小磁针，该结论仍然成立；由于磁场看不见、摸不着，小磁针的作用是检测磁场的存在，通过小磁针的偏转来反映磁场的有无。
(3) 仅将电源正、负极对调，导线中的电流方向发生改变，小磁针偏转方向也改变，表明通电直导线周围磁场的方向与电流方向有关。
【答案】
(1) 南北
(2) 通电导线周围存在磁场；是；检测磁场的存在
(3) 电流方向
【知识点】
电流的磁效应；通电直导线的磁场；电流方向与磁场方向的关系
【点评】
本题考查奥斯特实验的相关知识，属于初中物理电磁学的基础题，重点考查对实验现象、原理及结论的理解，难度适中，学生需掌握电流磁效应的基本内容。
【难度系数】
0.8

13.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中，某同学在螺线管周围摆放了一些小磁针。

(1)通电后，小磁针静止时的分布情况如图13甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与的磁场相似。
(2)该同学改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动°，南、北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部磁场的方向与方向有关。
(3)该同学继续实验探究，并按图13乙连接电路。他先将开关S接a，观察电流表的示数及通电螺线管吸引的大头针的数目。接着，他将开关S从a换到b，将滑动变阻器的滑片P向移动，再次观察及通电螺线管吸引的大头针的数目。此时，调节滑动变阻器是为了控制不变，从而探究通电螺线管磁性的强弱与的关系。

(1) 条形磁体
(2) 180；电流
(3) 右；电流表的示数；电流大小；线圈匝数

【分析】
本题围绕通电螺线管的磁场及电磁铁磁性的探究展开，需结合磁场分布特点、磁场方向的影响因素、电磁铁磁性强弱的控制变量法分析：
(1) 观察图甲小磁针分布，通电螺线管两端磁性强、中间弱，与条形磁体磁场分布一致，据此判断；
(2) 改变电流方向时，磁场方向反转，小磁针指向转动180°，说明磁场方向与电流方向有关；
(3) 探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系时，需控制电流不变，开关从a换到b后线圈匝数减少，需调节滑动变阻器保持电流不变，结合滑动变阻器接法判断滑片移动方向，明确实验目的。
【解析】
(1) 由图甲可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，两端磁性强、中间磁性弱，故填条形磁体；
(2) 改变通电螺线管的电流方向，其磁场方向反转，小磁针静止时的指向会转动180°，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关；
(3) 开关S从a换到b，线圈匝数减少，探究通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系时，需控制电流大小不变。开关换接b后，电路总电阻减小，电流会增大，因此需增大滑动变阻器接入电路的电阻，将滑片P向右移动，使电流表的示数保持不变，从而控制电流大小不变，探究磁性强弱与线圈匝数的关系。
【答案】
(1) 条形磁体；(2) 180；电流；(3) 右；电流表的示数；电流大小；线圈匝数
【知识点】
通电螺线管的磁场；电磁铁的磁性；控制变量法
【点评】
本题是关于通电螺线管磁场及电磁铁磁性探究的基础实验题，考查磁场分布特点、磁场方向的影响因素、电磁铁磁性强弱的探究方法，注重实验原理和控制变量法的应用，难度适中。
【难度系数】
0.7