Question

18．两个线圈匝数分别为60匝和120匝，且外形相同的电磁铁分别接入如图1所示的电路中．闭合开关S后，用电磁铁吸引大头针，并移动滑动变阻器的滑片P，重复上述实验，记录了如下表所示的数据．

	60匝的电磁铁			120匝的电磁铁
实验次数	1	2	3	4	5	6
电流表示数/A	0.6	0.8	1.0	0.6	0.8	1.0
吸引大头针的最大数目/枚	8	10	12	16	20	24

（1）分析第1、2、3次的实验记录发现：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强．
（2）分析第1与4（或2与5或3与6）次的实验记录发现：电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强．
（3）探究物理问题的方法通常有控制变量法、等效替代法、类比法、建模法等．本探究实验所用的主要方法有控制变量法和转换法．
（4）实验中使电流表的示数变大时，是在将滑片向左移动（选填“左”或“右”）．
（5）电磁知识在生产与生活实践中被广泛应用．例如在医学中，医生对病人进行脑部手术时，需要用到心肺机，心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏博动，推动血液循环．如图2所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，使血液定向流动；阀门K₁、K₂都只能单向开启，反向则封闭管路．当线圈中的电流从a流向b时，请判断活塞将向右（选填“左”或“右”）运动，“动力泵”处于送血（选填“抽血”或“送血”）状态．

Answer 1

分析 （1）电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、是否有铁芯；在匝数一定时，电流越大、电磁铁磁性越强；
（2）要探究磁性强弱与线圈匝数一定时，要控制电流大小一定；
（3）电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数和有无铁芯有关，在探究过程中，用控制变量法；要知道电磁铁磁性的强弱是看不见的，通过电磁铁吸引大头针的数量可以间接知道电磁铁磁性的强弱，这就是转化的思想；
（4）电源电压一定，电路中电流变大，由欧姆定律判断电路中电阻大小和滑动变阻器滑片移动的方向；
（5）由右手螺旋定则可知电磁铁的磁极，由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向，则可知血液的流动方向；

解答 解：（1）由第1次、第2次和第3次的数据分析可知，线圈匝数相同，随着电流的增大，吸引大头针的数量逐渐增多，所以可以得出线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强的结论；
（2）由第1次和第4次（或第2次和第5次、或第3次和第6次）实验数据可知，电流是一样的，但线圈匝数越多，吸引大头针的数量越多，说明磁性越强，所以可以得出电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强的结论；
（3）电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数和有无铁芯有关，在探究过程中运用控制变量法；通过电磁铁吸引大头针的数量可以间接知道电磁铁磁性的强弱，在探究过程中运用转换法；
（4）电源电压一定，由欧姆定律可知，电路中电流表示数变大，则电路中电阻变小，所以滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故滑片P向左移动；
（5）由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时同名磁极相对，故活塞右移，K₂关闭，K₁打开，故处于送血状态．
故答案为：（1）电流；（2）1与4（或2与5或3与6）；（3）控制变量法；（4）左；（5）右；送血．

点评 本题考查了电磁铁磁性强弱的影响因素的探究实验，以及在生活的实际应用；要掌握如何使用控制变量法和转换法研究电磁铁磁性强弱的影响因素．