Question

小张同学在做“制作、研究电磁铁”的实验中，猜想：电磁铁的磁性强弱应该与电流大小有关，还与线圈的匝数有关．为此他用铁钉和漆包线绕制成匝数不同的甲、乙两个电磁铁，并找来了相关的实验器材，如图所示．请你将图中器材连成一个电路，使该电路既能用来做探究磁性强弱与匝数多少有关，又能用来探究与电流大小有关的实验．
（1）在这个实验中小铁钉所起的作用是________．
（2）六次实验中电磁铁吸引小铁钉的数目记录如下，研究电磁铁磁性强弱跟电流大小关系时，可以通过________来实现，得出的结论是：________．
（3）研究磁性强弱跟线圈的匝数关系时，闭合开关S后，通过观察比较________得出结论．
（4）当线圈的匝数和电流大小都相同的时候，电磁铁的磁性还会和什么有关？你的猜想是：________．利用本题电路说出你验证猜想的方法：________．
（5）电磁铁在生活和实际中有着广泛的应用．以下利用电磁铁特点工作的是________（填写序号）．
A．电子验钞机　 B．模型电动机　 C．电磁继电器 D．手摇发电机

电流/A铁钉数匝数	0.8	1.2	1.5
50匝	5	8	10
100匝	7	11	14

Answer 1

解：两个线圈串联能控制电流相等，可以探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系；线圈匝数一定时，滑动变阻器串联在电路中能改变电路中的电流，可以探究电磁铁磁性强弱跟电流大小关系；开关串联在电路中控制整个电路．如图．

（1）实验中用电磁铁吸引小铁钉的多少来显示电磁铁磁性的强弱．
（2）移动滑动变阻器的滑片，改变连入电路的电阻大小，改变电路中电流的大小．
根据表格数据知，线圈匝数相等时，电流越大，电磁铁吸引小铁钉越多，电磁铁磁性越强．所以当线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强．
（3）由表格数据知，电流相等，线圈匝数不同，吸引小铁钉不同，磁性强弱不同，所以通过比较甲、乙线圈下吸引的铁钉数目来比较电磁铁磁性强弱．
（4）电磁铁的磁性强弱跟电流大小和线圈匝数有关，还跟有无铁芯有关系．将甲、乙线圈里的铁芯抽去，闭合开关，观察吸引的小铁钉数目，与插入铁芯时的数目对比，来比较电磁铁磁性强弱跟有无铁芯的关系．
（5）A．电子验钞机是根据紫外线能使荧光物质发光的性质制成的．
B．模型电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的．
C．电磁继电器是根据电磁铁有电流有磁性来工作的．
D．手摇发电机是根据电磁感应来工作的．
故答案为：如上图．
（1）通过小铁钉的数目多少显示磁性的强弱；
（2）调节滑动变阻器连入电路的电阻，改变电流的大小；当线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强；
（3）甲、乙线圈下吸引的铁钉数目；
（4）电磁铁的磁性与线圈中是否有铁芯有关；将甲、乙线圈里的铁芯抽去，闭合开关，观察吸引的小铁钉数目，与插入铁芯时的数目对比；
（5）C．
分析：电磁铁磁性强弱不能直接观察，用电磁铁吸引小铁钉的多少来显示电磁铁磁性强弱．
电磁铁磁性强弱猜测跟电流大小、线圈匝数有关．探究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系时，控制线圈的匝数相同，用滑动变阻器改变电流大小，可以用同一个电磁铁前后两个过程吸引小铁钉的多少来比较；探究电磁铁磁性跟线圈匝数的关系时，控制电流相同，可以让两个电磁铁串联在电路中保持电流相等．
开关控制整个电路，开关要串联在电路中．
电磁铁的磁性强弱跟电流大小和线圈匝数有关，跟有无铁芯还有关系，在电流大小和线圈匝数相同时，抽去铁芯之后，观察线圈吸引小铁钉的多少和插入时吸引小铁钉的多少进行对比．
电磁铁在生活中有广泛的应用：电磁起重机、电磁继电器、电铃等．
点评：本题主要探究了电磁铁磁性强弱的影响因素，学生首先要掌握电磁铁磁性强弱的影响因素，利用控制变量法和转换法去探究．