Question

小金設計了一個如圖所示的線圈指南針，將它放入盛有食鹽水的水槽中（銅片和鋅片分別與線圈兩端相連后放入食鹽水構成了化學電池，銅片為正極，鋅片為負極），浮在液面上的線圈就能指示方向了．關于該裝置的分析錯誤的是（ ）
A．線圈周圍的磁場與條形磁鐵的磁場相似
B．線圈能夠指示方向是因為存在地磁場
C．利用該裝置可以判斷磁鐵的南北極
D．交換銅片和鋅片位置不會改變線圈的磁極

Answer 1

【答案】分析：（1）據電流的磁效應可知，通電螺線管相當于一個磁體，其外部的磁場方向與條形磁鐵的磁場相類似；
（2）地球是一個巨大的磁場，地理的南極是地磁的北極，地理的北極是地磁場的南極；
（3）據磁極間的作用規律可知，若兩個磁極相互吸引，由兩種可能：即可能是異名磁極，也可能一個有磁性，另一個是一個沒有磁性的但能被磁體吸引的物質；但若兩磁極相互排斥，即可斷定這一定是同名磁極．
（4）通電螺線管的磁極與電流的方向和線圈的繞法有關．
解答：解：（1）銅片和鋅片分別與線圈兩端相連后放入食鹽水構成了化學電池，銅片為正極，鋅片為負極，而與上面的線圈相連時，該線圈相當于一個通電螺線管，故其外部磁場與條形磁鐵的外部磁場向類似；故A不符合題意；
（2）同時據安培定則能看出，此時該線圈的右端是N極，左端是S極，故在地磁場的作用下，其會指示南北，故線圈能夠指示方向是由于地磁場造成的；故B不符合題意；
（3）在地磁場的作用下，線圈的S極會指示南方，線圈的N極會指示北方；故C不符合題意；
（4）通電螺線管的磁極與電流的方向和線圈的繞法有關，故交換銅片和鋅片位置，相當于改變了電流的方向，故該線圈的磁極方向會改變，故D選項符合題意．
故選D．
點評：該題考查了通電螺線管外部磁場的特點、地磁場的理解和判斷、影響通電螺線管磁極方向的因素的理解等知識點，是一道綜合題．