Question

9．如图中的电磁铁为一个中间有抽头的电磁铁的示意图，小明为了研究外形相同的电磁铁磁性的强弱与通电电流的大小及线圈匝数的关系．他做了如下实验，实验步骤为：
（1）先连接好如图（甲）所示的电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表示数较小，记为I₁，发现电磁铁吸引住大头针的数目较少；
（2）调整滑动变阻器滑片使电流表的示数增大到I₂，发现电磁铁吸引住大头针的数目增加；
（3）再按图（乙）所示的电路图连接好电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表的示数保持为I₂，发现电磁铁吸引住大头针的数目进一步增加；
从以上实验我们得出的结论是：
①线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强
②电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
③实验中采用的研究方法是转换法和控制变量法．
在实验步骤（3）中为什么要强调电流表的示数与步骤（2）中电流表的示数（I₂）保持相同？保证在电流一定的条件下，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系．

Answer 1

分析 实验中，我们是通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱的，吸引的大头针数目多，表明电磁铁的磁性强，运用了转换法．
由（1）和（2）我们可以得出电磁铁磁性强弱与电流大小有关；由（2）和（3）我们可以得出电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少有关．
对于多因素问题，我们要采用控制变量法去研究．

解答 解：
（1）根据步骤（1）和（2）控制的是线圈匝数一定，研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系．当电流增大时，电磁铁吸引的大头针数目增多，表明磁性增强．结论：线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强；
（2）根据步骤（2）和（3）控制的是电流一定，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系．当线圈匝数增多时，电磁铁吸引的大头针数目增多，表明磁性增强．结论：电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强．
（3）实验中采用的研究方法是转换法法和控制变量法；
因为电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数都有关系，所以在研究磁性强弱与线圈匝数的关系时，就一定要保证在电流一定的条件下去研究．
故答案为：（1）线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强；
（2）电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；
（3）转换；控制变量；保证在电流一定的条件下，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系．

点评 探究电磁铁磁性强弱的因素我们采用的是控制变量法，所以对于这类实验题，我们在解答时也同样要用控制变量的思想去分析．