Question

如圖是某學習小組同學設計的研究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖．
（1）要改變電磁鐵線圈中的電流大小，可通過

改變滑動變阻器的阻值

來實現；實驗中還巧妙地通過

電磁鐵吸引鐵釘的多少

來顯示電磁鐵磁性的強弱．
（2）下表是該組同學所做實驗的記錄：

電磁鐵（線圈）	50匝			100匝
實驗次數	1	2	3	4	5	6
電流/A	0.8	1.2	1.5	0.8	1.2	1.5
吸引鐵釘的最多數目/（枚）	5	8	10	7	11	14

①比較實驗中的1、2、3（或4、5、6），可得出的結論是：

線圈匝數相同，電流越大，磁性越強

；
②比較實驗中的1和4（或2和5或3和6），可得出的結論是：

在電流相同時，線圈匝數越多，磁性越強

；
（3）在與同學們交流討論時，另一組的一個同學提出一個問題：“當線圈中的電流和匝數一定時，電磁鐵的磁性強弱會不會還與線圈內的鐵芯大小有關？”
①你對此猜想是：

電磁鐵的磁性強弱與線圈內的鐵芯大小有關

；
②現有大小不同的兩根鐵芯，利用本題電路說出你驗證猜想的方法：

在線圈中的電流和匝數一定的前提下，分別裝上大小不同的鐵芯，比較吸引鐵釘的數目是否相同，驗證猜想正確與否

．

Answer 1

分析：（1）電磁鐵的磁性強弱無法直接觀察到，故可以通過電磁鐵吸引鐵釘的多少反映出來，這種研究問題的方法為轉換法；由實驗電路圖可以獲取信息，要想改變電磁鐵線圈中的電流大小，可通過滑動變阻器滑片的滑動來實現．
（2）電磁鐵的磁性強弱有電流大小、線圈匝數兩個物理量來決定，因此要用到控制變量法這個研究方法．研究與電流大小的關系時，要控制線圈匝數不變，改變電流大小；研究與線圈匝數的關系時，要控制電流不變，改變線圈匝數．
（3）由于磁性的強弱已經知道與電流大小、線圈匝數有關．因此探究與鐵芯的大小是否有關時，要控制電流大小、線圈匝數都相同，讓鐵芯的大小不同．

解答：解：（1）要判斷電磁鐵的磁性強弱，可觀察電磁鐵吸引鐵釘的多少；
電磁鐵與滑動變阻器串聯，要想改變通過電磁鐵的電流，可以通過移動滑動變阻器的滑片來實現．
（2）①實驗中的1、2、3（或4、5、6），線圈匝數相同，電流越大，磁性越強；
②比較實驗1和4（或2與5或3與6）可以發現，在電流相同時，線圈匝數越多，磁性越強．
（3）①加入鐵芯后，電磁鐵的磁性會大大增強，可知電磁鐵的磁性應該與鐵芯的大小有關；
②按本題電路圖接好電路，調節滑動變阻器的滑片于一定的位置，首先放入大的鐵芯，觀察吸引大頭針最多的數目，記錄數據；再放入小的鐵芯，觀察吸引大頭針最多的數目，記錄數據，兩者進行比較．
故答案為：（1）改變滑動變阻器的阻值；電磁鐵吸引鐵釘的多少；
（2）①線圈匝數相同，電流越大，磁性越強；
②在電流相同時，線圈匝數越多，磁性越強；
（3）①電磁鐵的磁性強弱與線圈內的鐵芯大小有關；
②在線圈中的電流和匝數一定的前提下，分別裝上大小不同的鐵芯，比較吸引鐵釘的數目是否相同，驗證猜想正確與否．

點評：（1）電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數、有無鐵芯有關，在研究與其中某一個因素的關系時，采用控制變量法的思想；
（2）電磁鐵的磁性強弱是通過吸引鐵釘的多少來體現的，這里采用的是轉換法的思想．