Question

请设计一个实验，探究电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁线圈中的电流是否有关．
给出的器材有：大头针几百个、大铁钉一个、表面涂有绝缘漆的细铜丝一根，导线若干，3V的电源一个，滑动变阻器一个，小灯泡一个，电流表一个，电压表一个，开关一个．
（1）需要的实验器材是：

大头针若干、大铁钉一个、涂有绝缘漆的细铜丝一根、导线若干、电流表一块、滑动变阻器一个、3V的电源一个、开关一个；

；
（2）写出实验步骤：
（3）实验分析与结论：

Answer 1

分析：（1）要掌握影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数及有无铁芯；
要探究电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁线圈中的电流是否有关，需保持电磁铁的线圈匝数和铁芯不变，改变电路中的电流，根据前面分析判断需要的器材；
（2）首先组成电路，改变滑动变阻器的阻值使通过电磁铁的磁性发生变化，观察电磁铁吸引大头针的变化，便可得出结论．

解答：解：（1）所需要的实验器材有：大头针若干、大铁钉一个、涂有绝缘漆的细铜丝一根、导线若干、电流表一块、滑动变阻器一个、3V的电源一个、开关一个；
（2）实验步骤：
①将细铜丝缠绕在大铁钉上，制成电磁铁；
②将电源、电磁铁、滑动变阻器、电流表和开关串联，组成串联电路；
③闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流为I，用电磁铁吸引大头针，记下吸引的大头针数目n₁；
④闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流为I′（I′≠I），用电磁铁吸引大头针，记下吸引的大头针的数目n₂．
（3）实验分析与结论：
两次实验电流I′≠I，若吸引大头针的数目n₁≠n₂，则说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，若n₁=n₂，则说明电磁铁的磁性强弱与电流无关．
故答案为：（1）大头针若干、大铁钉一个、涂有绝缘漆的细铜丝一根、导线若干、电流表一块、滑动变阻器一个、3V的电源一个、开关一个；（2）（3）步骤和结论如上．

点评：此题是探究电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁线圈中的电流是否有关的实验，考查了控制变量法和转换法在实验中的应用，同时考查了学生对实验的设计及实验结论的得出．