Question

3．小张同学在做“制作、研究电磁铁”的实验中，猜想：电磁铁的磁性强弱应该与电流大小有关，还与线圈的匝数有关．为此他用铁钉和漆包线绕制成匝数不同的甲、乙两个电磁铁，并找来了相关的实验器材，如图所示．请你将图中器材连成一个电路，使该电路既能用来做探究磁性强弱与匝数多少有关，又能用来探究与电流大小有关的实验．
（1）在这个实验中小铁钉所起的作用是通过电磁铁吸引小铁钉的数目多少显示磁性的强弱．
（2）六次实验中电磁铁吸引小铁钉的数目记录如表，研究电磁铁磁性强弱跟电流大小关系时，可以通过调节滑动变阻器连入电路的电阻来实现．

电流/A	0.8	1.2	1.5
50匝	5	8	10
100匝	7	11	14

（3）当线圈的匝数和电流大小都相同的时候，电磁铁的磁性还会和什么有关？你的猜想是：电磁铁的磁性与线圈中是否有铁芯有关．

Answer 1

分析 电磁铁磁性强弱不能直接观察，用电磁铁吸引小铁钉的多少来显示电磁铁磁性强弱．
电磁铁磁性强弱猜测跟电流大小、线圈匝数有关．探究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系时，控制线圈的匝数相同，用滑动变阻器改变电流大小，可以用同一个电磁铁前后两个过程吸引小铁钉的多少来比较；探究电磁铁磁性跟线圈匝数的关系时，控制电流相同，可以让两个电磁铁串联在电路中保持电流相等．
开关控制整个电路，开关要串联在电路中．
电磁铁的磁性强弱跟电流大小和线圈匝数有关，跟有无铁芯还有关系，在电流大小和线圈匝数相同时，抽去铁芯之后，观察线圈吸引小铁钉的多少和插入时吸引小铁钉的多少进行对比．

解答 解：
两个线圈串联能控制电流相等，可以探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系；线圈匝数一定时，滑动变阻器串联在电路中能改变电路中的电流，可以探究电磁铁磁性强弱跟电流大小关系；开关串联在电路中控制整个电路．如图．

（1）实验中用电磁铁吸引小铁钉的多少来显示电磁铁磁性的强弱；
（2）研究电磁铁磁性强弱跟电流大小关系时，移动滑动变阻器的滑片，改变连入电路的电阻大小，改变电路中电流的大小，
（3）电磁铁的磁性强弱跟电流大小和线圈匝数有关，还跟有无铁芯有关系．将甲、乙线圈里的铁芯抽去，闭合开关，观察吸引的小铁钉数目，与插入铁芯时的数目对比，来比较电磁铁磁性强弱跟有无铁芯的关系．
故答案为：如上图．
（1）通过电磁铁吸引小铁钉的数目多少显示磁性的强弱；
（2）调节滑动变阻器连入电路的电阻；
（3）电磁铁的磁性与线圈中是否有铁芯有关．

点评 本题主要探究了电磁铁磁性强弱的影响因素，学生首先要掌握电磁铁磁性强弱的影响因素，利用控制变量法和转换法去探究．