Question

18．小科要探究“电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关”．现有线圈匝数分别为50匝和100匝的外形相同的电磁铁，他先后将这两个电磁铁接入如图所示的电路中．闭合开关S并移动滑动变阻器的滑片P，用电磁铁吸引大头针．经过多次实验，结果记录如下：

	50匝的电磁铁			100匝的电磁铁
实验次数	1	2	3	4	5	6
电流表示数（安）	0.8	1.2	1.5	0.8	1.2	2.0
吸引大头针的 最多数目（枚）	5	8	10	10	16	25

（1）实验中小科是通过电磁铁吸引大头针数目的多少来判定其磁性强弱的．
（2）分析第1、2、3次的实验记录，能得出的实验结论匝数相同时，电流越大磁性越强．
（3）小科明白了影响电磁铁磁性强弱因素后，又根据课堂所学知识，在老师的指导下，制作了水位自动报警器．右上图为水位自动报警器，其中A、B为两个金属杆．请说出绿灯亮、红灯灭及电铃不响时，水位有无达到或超过警戒线？无（填“有”或“无”）．
（4）如表所示，是小科同学拔出通电螺线管中的铁芯后，继续实验得到的实验记录．

通电螺线管中有无铁芯	无铁芯
线圈匝数	50匝
实验次数	1	2	3
电流/A	0.8	1.2	1.5
吸引大头针的最多数目/枚	0	0	0

根据小科同学的表格可以判断得出以下结论：无铁芯时，通电螺线管周围无磁性．根据所学科学知识，小科同学对结论有疑问，猜想不能吸引大头针可能磁性太弱了．请你帮他想一种简单易行的方法，来验证没有铁芯的通电螺线管周围是否存在磁场，你用的器材是小磁针．小科也由此得到了通电螺线管中铁芯的作用增强电磁铁的磁性．

Answer 1

分析 （1）掌握转换法的应用：实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱；
（2）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．电流越大、匝数越多、有铁芯电磁铁的磁性越强；用控制变量法和转换法研究电磁铁磁性强弱的影响因素；
（3）由水位的变化导致了控制电路的通断，进一步决定了电磁铁磁性的有无，从而控制了工作电路的动触点的位置的变化，改变了工作电路的连接情况；（4）证明通电螺旋管具有磁性的方法很多，改用小磁针，吸引铁屑等等．

解答 解：
（1）电磁铁的磁性强弱无法用眼睛直接观察，通过电磁铁吸引大头针的多少来反映磁性的强弱；
（2）实验1、2、3的线圈匝数相同，电流增大，吸引的大头针越多，电磁铁磁性越强；
（3）当水位没有达到或超过警戒水位时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮，红灯灭及电铃不响；
当水位到达或超过警戒水位时，控制电路接通．电路中有了电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使动触点与左边的静触点接触，与右边的触点分开，导致了绿灯所在的电路断开，绿灯灭．红灯与电铃并联的电路接通，导致红灯亮电铃响，从而报警；
（4）无铁芯插入时，磁性比较弱，不能吸引大头针，可以把小磁针放到螺旋管的下端，断电时，小磁针一端指南一端指北，闭合开关，如果小磁针发生偏转，说明有磁性，所以需要用到的器材是小磁针；通电螺线管中铁芯的作用是增强电磁铁的磁性．
故答案为：（1）吸引大头针数目的多少；（2）匝数相同时，电流越大磁性越强；（3）无；（4）小磁针；增强电磁铁的磁性．

点评 掌握电磁铁磁性强弱的影响因素．正确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．