Question

實驗桌上有如下器材：滿足實驗要求的電源、用大鐵釘和漆包線自制的匝數為100匝的電磁鐵、電流表、滑動變阻器和開關各一個、導線與大頭針若干；小明想利用實驗桌上的器材，設計一個實驗探究：“電磁鐵吸引大頭針的個數與電流的關系”．請根據上述要求幫助小明在圖所示的虛線框內畫出實驗電路圖，并寫出實驗步驟．

Answer 1

【答案】分析：（1）用電磁鐵吸引大頭針的多少來反映電磁鐵磁性的強弱，這種方法是轉換法，用控制變量法研究電磁鐵磁性強弱跟匝數、電流大小的關系．
（2）電磁鐵磁性的強弱跟電流大小、線圈匝數、有無鐵芯有關，電流越大，匝數越多，有鐵芯時，電磁鐵的磁性越強；
解答：解：（1）電磁鐵通電后具有磁性，磁性的大小通過吸引大頭針的個數來體現，電磁鐵的磁性與電流大小、線圈匝數、有無鐵芯有關，要研究磁性強弱與電流的關系必須控制線圈匝數和鐵芯不變，只改變電流的大小，因此需要串聯滑動變阻器來改變電路中的電流，故電路圖如下：

（2）實驗步驟：①將電源、電磁鐵、滑動變阻器、電流表和開關串聯，組成串聯電路；
②閉合開關，調節滑動變阻器，使電流表的示數為I₁，用電磁鐵吸引大頭針，記錄電磁鐵吸引的大頭針數目n₁；
③閉合開關，調節滑動變阻器，使電流表的示數為I₂，用電磁鐵吸引大頭針，記錄電磁鐵吸引的大頭針的個數n₂；
④仿照步驟③，繼續調節滑動變阻器，使電流表的示數分別為I₃、I₄、I₅、I₆，用電磁鐵吸引大頭針，分別記錄電磁鐵吸引的大頭針的個數n₃、n₄、n₅、n₆．
點評：知道電磁鐵磁性強弱的影響因素，并能用控制變量的思維去分析是解決該題的關鍵．