Question

4．如圖所示，是某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的研究電磁鐵的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，小磁針將向順時(shí)針（選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
（2）要改變電磁鐵線圈中的電流大小，可通過(guò)滑動(dòng)變阻器滑片的滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；要判斷電磁鐵磁性強(qiáng)弱，可觀察吸引大頭針的多少來(lái)確定．
（3）如表是該組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)的記錄：

電磁鐵（線圈）	50匝	100匝
實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電流/A	0.8	1.2	1.5	0.8	1.2	1.5
吸引鐵釘?shù)淖疃鄶?shù)目/枚	5	8	10	7	11	14

①比較實(shí)驗(yàn)1、2、3（或4、5、6），可得出的結(jié)論是電磁鐵的匝數(shù)一定時(shí)，通過(guò)電磁鐵線圈中的電流越大，磁性越強(qiáng)；
②比較實(shí)驗(yàn)1和4（或“2和5”或“3和6”），可得出的結(jié)論是電磁鐵線圈中的電流一定時(shí)，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)．
（4）在與同學(xué)們交流討論時(shí)，另一組的一個(gè)同學(xué)提出了一個(gè)問(wèn)題：“當(dāng)線圈中的電流和匝數(shù)一定時(shí)，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱會(huì)不會(huì)還與線圈內(nèi)的鐵芯大小有關(guān)？”
①你對(duì)此的猜想：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能與線圈內(nèi)的鐵芯大小有關(guān)；
②現(xiàn)有兩根大小不同的鐵芯，利用本題電路說(shuō)出驗(yàn)證你猜想的方法：保證兩次電路中的線圈匝數(shù)和電流相同，讓兩次插入的鐵芯的大小不一樣，看吸引的鐵釘數(shù)目的多少，如果兩次吸引的數(shù)目不一樣，則說(shuō)明磁性的強(qiáng)弱與鐵芯的大小有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流方向由安培定則可判定磁極方向，由磁場(chǎng)的分布可判斷小磁針的運(yùn)動(dòng)；
（2）由影響電磁鐵強(qiáng)弱的因素可判斷磁性的變化．滑動(dòng)變阻器的作用：通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變連人電路電阻大小，來(lái)改變電路中的電流；磁性的大小是通過(guò)吸引物體的多少；
（3）電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響因素：電流大小、線圈匝數(shù)多少、有無(wú)鐵芯．在電流和鐵芯一定時(shí)，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強(qiáng)；在線圈和鐵芯一定時(shí)，電流越大，電磁鐵磁性越強(qiáng)；在線圈和電流一定時(shí)，有鐵芯時(shí)電磁鐵磁性越強(qiáng)；
（4）探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟電流關(guān)系時(shí)，控制線圈匝數(shù)和鐵芯一定；探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)關(guān)系時(shí)，控制鐵芯和電流大小一定；探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟鐵芯大小關(guān)系時(shí)，要控制電流和線圈匝數(shù)一定．這種方法是控制變量法．通過(guò)電磁鐵吸引鐵釘多少來(lái)反映，電磁鐵吸引鐵釘越多，電磁鐵磁性越強(qiáng)，這種方法是轉(zhuǎn)換法．

解答 解：（1）開(kāi)關(guān)閉合后，由安培定則可知螺線管上方為N極，故小磁針S極會(huì)向下轉(zhuǎn)動(dòng)，N極向上轉(zhuǎn)動(dòng)，故小磁針順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可以改變電路中的電流大小；要判斷電磁鐵磁性強(qiáng)弱，可觀察吸引大頭針的多少；
（3）①比較實(shí)驗(yàn)中的1、2、3（或4、5、6）可以看出，在線圈的匝數(shù)相同時(shí)，電流從0.8A增加到1.5A時(shí)，吸引鐵釘?shù)膫�(gè)數(shù)由5枚增大到10枚，說(shuō)明在線圈的匝數(shù)一定時(shí)，通過(guò)電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；
②比較實(shí)驗(yàn)中的1和4（或2和5或3和6）可以得出通過(guò)電磁鐵的電流都為0.8A時(shí)，線圈匝數(shù)50匝的吸引5枚鐵釘，線圈匝數(shù)為100匝的吸引鐵釘7枚，說(shuō)明在通過(guò)電磁鐵的電流相同時(shí)，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)．
（4）①電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能跟鐵芯大小有關(guān)．探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟鐵芯大小關(guān)系時(shí)，控制電流和線圈匝數(shù)不變，改變鐵芯大�。�
②驗(yàn)證方案：保證兩次電路中的線圈匝數(shù)和電流相同，讓兩次插入的鐵芯的大小不一樣，看吸引的鐵釘數(shù)目的多少，如果兩次吸引的數(shù)目不一樣，則說(shuō)明磁性的強(qiáng)弱與鐵芯的大小有關(guān)．
故答案為：（1）順時(shí)針；（2）滑動(dòng)變阻器滑片的滑動(dòng)；吸引大頭針的多少；（3）①越大；②磁性越強(qiáng)；（4）①電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能與線圈內(nèi)的鐵芯大小有關(guān)；②保證兩次電路中的線圈匝數(shù)和電流相同，讓兩次插入的鐵芯的大小不一樣，看吸引的鐵釘數(shù)目的多少，如果兩次吸引的數(shù)目不一樣，則說(shuō)明磁性的強(qiáng)弱與鐵芯的大小有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 掌握電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素，利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟各因素之間的關(guān)系．