Question

小張同學在做“制作、研究電磁鐵”的實驗中，猜想：電磁鐵的磁性強弱應該與電流大小有關，還與線圈的匝數有關．為此他用鐵釘和漆包線繞制成匝數不同的甲、乙兩個電磁鐵，并找來了相關的實驗器材，如圖所示．請你將圖中器材連成一個電路，使該電路既能用來做探究磁性強弱與匝數多少有關，又能用來探究與電流大小有關的實驗．
（1）在這個實驗中小鐵釘所起的作用是

通過小鐵釘的數目多少顯示磁性的強弱

．
（2）六次實驗中電磁鐵吸引小鐵釘的數目記錄如下，研究電磁鐵磁性強弱跟電流大小關系時，可以通過

調節滑動變阻器連入電路的電阻，改變電流的大小

來實現，得出的結論是：

當線圈匝數相同時，電流越大，電磁鐵磁性越強

．
（3）研究磁性強弱跟線圈的匝數關系時，閉合開關S后，通過觀察比較

甲、乙線圈下吸引的鐵釘數目

得出結論．
（4）當線圈的匝數和電流大小都相同的時候，電磁鐵的磁性還會和什么有關？你的猜想是：

電磁鐵的磁性與線圈中是否有鐵芯有關

．利用本題電路說出你驗證猜想的方法：

將甲、乙線圈里的鐵芯抽去，閉合開關，觀察吸引的小鐵釘數目，與插入鐵芯時的數目對比

．
（5）電磁鐵在生活和實際中有著廣泛的應用．以下利用電磁鐵特點工作的是

C

（填寫序號）．
A．電子驗鈔機   B．模型電動機   C．電磁繼電器   D．手搖發電機

電流/A鐵釘數匝數	0.8	1.2	1.5
50匝	5	8	10
100匝	7	11	14

Answer 1

分析：電磁鐵磁性強弱不能直接觀察，用電磁鐵吸引小鐵釘的多少來顯示電磁鐵磁性強弱．
電磁鐵磁性強弱猜測跟電流大小、線圈匝數有關．探究電磁鐵磁性強弱跟電流大小的關系時，控制線圈的匝數相同，用滑動變阻器改變電流大小，可以用同一個電磁鐵前后兩個過程吸引小鐵釘的多少來比較；探究電磁鐵磁性跟線圈匝數的關系時，控制電流相同，可以讓兩個電磁鐵串聯在電路中保持電流相等．
開關控制整個電路，開關要串聯在電路中．
電磁鐵的磁性強弱跟電流大小和線圈匝數有關，跟有無鐵芯還有關系，在電流大小和線圈匝數相同時，抽去鐵芯之后，觀察線圈吸引小鐵釘的多少和插入時吸引小鐵釘的多少進行對比．
電磁鐵在生活中有廣泛的應用：電磁起重機、電磁繼電器、電鈴等．

解答：解：兩個線圈串聯能控制電流相等，可以探究電磁鐵磁性強弱跟線圈匝數的關系；線圈匝數一定時，滑動變阻器串聯在電路中能改變電路中的電流，可以探究電磁鐵磁性強弱跟電流大小關系；開關串聯在電路中控制整個電路．如圖．

（1）實驗中用電磁鐵吸引小鐵釘的多少來顯示電磁鐵磁性的強弱．
（2）移動滑動變阻器的滑片，改變連入電路的電阻大小，改變電路中電流的大小．
根據表格數據知，線圈匝數相等時，電流越大，電磁鐵吸引小鐵釘越多，電磁鐵磁性越強．所以當線圈匝數相同時，電流越大，電磁鐵磁性越強．
（3）由表格數據知，電流相等，線圈匝數不同，吸引小鐵釘不同，磁性強弱不同，所以通過比較甲、乙線圈下吸引的鐵釘數目來比較電磁鐵磁性強弱．
（4）電磁鐵的磁性強弱跟電流大小和線圈匝數有關，還跟有無鐵芯有關系．將甲、乙線圈里的鐵芯抽去，閉合開關，觀察吸引的小鐵釘數目，與插入鐵芯時的數目對比，來比較電磁鐵磁性強弱跟有無鐵芯的關系．
（5）A．電子驗鈔機是根據紫外線能使熒光物質發光的性質制成的．
B．模型電動機是根據通電線圈在磁場中受力而轉動的原理制成的．
C．電磁繼電器是根據電磁鐵有電流有磁性來工作的．
D．手搖發電機是根據電磁感應來工作的．
故答案為：如上圖．
（1）通過小鐵釘的數目多少顯示磁性的強弱；
（2）調節滑動變阻器連入電路的電阻，改變電流的大小；當線圈匝數相同時，電流越大，電磁鐵磁性越強；
（3）甲、乙線圈下吸引的鐵釘數目；
（4）電磁鐵的磁性與線圈中是否有鐵芯有關；將甲、乙線圈里的鐵芯抽去，閉合開關，觀察吸引的小鐵釘數目，與插入鐵芯時的數目對比；
（5）C．

點評：本題主要探究了電磁鐵磁性強弱的影響因素，學生首先要掌握電磁鐵磁性強弱的影響因素，利用控制變量法和轉換法去探究．