Question

如图是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图．
（1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过

改变滑动变阻器的阻值

来实现；实验中还巧妙地通过

电磁铁吸引铁钉的多少

来显示电磁铁磁性的强弱．
（2）下表是该组同学所做实验的记录：

电磁铁（线圈）	50匝			100匝
实验次数	1	2	3	4	5	6
电流/A	0.8	1.2	1.5	0.8	1.2	1.5
吸引铁钉的最多数目/（枚）	5	8	10	7	11	14

①比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：

线圈匝数相同，电流越大，磁性越强

；
②比较实验中的1和4（或2和5或3和6），可得出的结论是：

在电流相同时，线圈匝数越多，磁性越强

；
（3）在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”
①你对此猜想是：

电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关

；
②现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法：

在线圈中的电流和匝数一定的前提下，分别装上大小不同的铁芯，比较吸引铁钉的数目是否相同，验证猜想正确与否

．

Answer 1

分析：（1）电磁铁的磁性强弱无法直接观察到，故可以通过电磁铁吸引铁钉的多少反映出来，这种研究问题的方法为转换法；由实验电路图可以获取信息，要想改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过滑动变阻器滑片的滑动来实现．
（2）电磁铁的磁性强弱有电流大小、线圈匝数两个物理量来决定，因此要用到控制变量法这个研究方法．研究与电流大小的关系时，要控制线圈匝数不变，改变电流大小；研究与线圈匝数的关系时，要控制电流不变，改变线圈匝数．
（3）由于磁性的强弱已经知道与电流大小、线圈匝数有关．因此探究与铁芯的大小是否有关时，要控制电流大小、线圈匝数都相同，让铁芯的大小不同．

解答：解：（1）要判断电磁铁的磁性强弱，可观察电磁铁吸引铁钉的多少；
电磁铁与滑动变阻器串联，要想改变通过电磁铁的电流，可以通过移动滑动变阻器的滑片来实现．
（2）①实验中的1、2、3（或4、5、6），线圈匝数相同，电流越大，磁性越强；
②比较实验1和4（或2与5或3与6）可以发现，在电流相同时，线圈匝数越多，磁性越强．
（3）①加入铁芯后，电磁铁的磁性会大大增强，可知电磁铁的磁性应该与铁芯的大小有关；
②按本题电路图接好电路，调节滑动变阻器的滑片于一定的位置，首先放入大的铁芯，观察吸引大头针最多的数目，记录数据；再放入小的铁芯，观察吸引大头针最多的数目，记录数据，两者进行比较．
故答案为：（1）改变滑动变阻器的阻值；电磁铁吸引铁钉的多少；
（2）①线圈匝数相同，电流越大，磁性越强；
②在电流相同时，线圈匝数越多，磁性越强；
（3）①电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关；
②在线圈中的电流和匝数一定的前提下，分别装上大小不同的铁芯，比较吸引铁钉的数目是否相同，验证猜想正确与否．

点评：（1）电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关，在研究与其中某一个因素的关系时，采用控制变量法的思想；
（2）电磁铁的磁性强弱是通过吸引铁钉的多少来体现的，这里采用的是转换法的思想．