Question

小明同学利用如图所示装置研究电磁铁磁场的强弱与哪些因素有关．
（1）当指针指示的数值增大时，表示电磁铁的磁性增强，则电磁铁的A端为

 

极（填“南”或“北”）．E为电源的

 

极（填“正”或“负”）．
（2）小明将开关S打到a点，并向下调节变阻器的滑片，他发现指针指示的数值越来越大．由此可以得出结论：电磁铁线圈匝数一定时，

 

，电磁铁的磁性越强．
（3）小明为了验证电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关时，将开关S从a点换到b点，同时观察并比较两次指针指示的数值，他发现两次指针指示的数值几乎相同．你认为导致出现这种错误情况的主要原因是

 

（各实验器材均完好）．
（4）电磁铁的原理主要应用到了电流的磁效应，电磁的磁效应最先是由科学家

 

（填人名）发现的，请你再举出一个生活或生产应用到电磁铁的设备

 

．

Answer 1

分析：（1）具当指针指示的数值增大时，表示通电螺线管的磁性增强能看出，此时的指针应向左偏，故该通电螺线管应排斥小磁片，故能判断该螺线管的N、S极；
根据右手螺旋定则判断出电流的方向，从而可得出电源的正负极；
（2）当向下调节滑片时，滑动变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，根据指针的示数变化得出电磁铁磁性的变化，从而得出电磁铁磁性与电流的关系；
（3）当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小，因此导致得出错误结论；
（4）奥斯特实验第一个揭示了电和磁之间是有联系的，是丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的；
电磁起重机、电铃、电磁继电器都是利用电流的磁效应工作的．

解答：解：（1）据图能看出，此时的指针应向左偏，故该通电螺线管应排斥小磁片，据同名磁极相互排斥可知，该螺线管的左端是S极，右端是N极，故A端是S极；
根据安培定则，电流应从电磁铁的右端流入，左端流出，所以电源的右端为正极，左端为负极；
（2）滑片向下移动，滑动变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，指针指示的数值越来越大．说明电磁铁的磁性增强，可得：电磁铁线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强．
（3）验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，即需要在电流一定的情况下，改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可；当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小，由于没有调节滑动变阻器，保持电流不变，所以得出了错误的结果；
（4）电磁铁的原理主要应用到了电流的磁效应，电磁的磁效应最先是由科学家奥斯特发现的，生活或生产应用到电磁铁的设备有：电铃、空气开关、电磁起重机、电话听筒、自动水位报警器等．
故答案为：（1）南；正；（2）电流越大；（3）没有调节滑动变阻器，保持电流不变；（4）奥斯特；电铃（或空气开关、电磁起重机、电话听筒、自动水位报警器．）

点评：此题是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，实验中通过指针的偏角来反映电磁铁磁性强弱，用到了控制变量法，同时要注意控制变量法的应用，实验中还涉及到了安培定则、磁极间的作用、电源极性的判断及电磁铁的应用，考查得很全面．