Question

5．為了探究通電螺線(xiàn)管磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)，某小組同學(xué)使用電壓相等的電源，規(guī)格相同的滑動(dòng)變阻器、大頭針和螺線(xiàn)管等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)插在螺線(xiàn)管中鐵芯吸引大頭針的數(shù)量來(lái)比較螺線(xiàn)管磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．實(shí)驗(yàn)中，他們先將甲、乙兩個(gè)匝數(shù)不同的螺線(xiàn)管分別連入電路，其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖（a）、（b）所示．該小組同學(xué)在仔細(xì)觀(guān)察、比較圖（a）、（b）后，決定在此基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖（c）所示．

（1）觀(guān)察圖（b），鐵釘?shù)纳隙耸荖極．
（2）要研究通電螺母管磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與線(xiàn)圈匝數(shù)的，觀(guān)察、比較（a）、（b）的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后能不能得出結(jié)論？不能．你的理由是沒(méi)有控制控制電流大小一定．
（3）通過(guò)比較圖b和c兩次實(shí)驗(yàn)，可知通電螺線(xiàn)管的磁性強(qiáng)弱電流大小有關(guān)．
（4）在與同學(xué)們交流討論時(shí)，另一組的同學(xué)通過(guò)觀(guān)察提出一個(gè)新問(wèn)題：“當(dāng)線(xiàn)圈中的電表和匝數(shù)一定時(shí)，通電螺線(xiàn)管的磁性強(qiáng)弱是滯與線(xiàn)圈內(nèi)的鐵芯大小（粗細(xì)）有關(guān)？”現(xiàn)有大小不同的兩根鐵芯，請(qǐng)根據(jù)你的猜想并利用本題器材，寫(xiě)出你驗(yàn)證猜想的簡(jiǎn)要操作方案：選用圖a裝置，不調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片；取出鐵釘，分別插入粗細(xì)不同的鐵芯；閉合開(kāi)關(guān)后記錄吸引大頭針的數(shù)量；分析比較得出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）由右手螺旋定則可知螺線(xiàn)管的極性；右手螺旋定則的內(nèi)容為：右手握住螺線(xiàn)管，四指指向電流方向，大拇指向指的方向?yàn)镹極方向；
（2）電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響因素：電流大小、線(xiàn)圈匝數(shù)多少、有無(wú)鐵芯；要研究通電螺母管磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與線(xiàn)圈匝數(shù)關(guān)系時(shí)，要控制電流大小和鐵芯一定；
（3）探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟電流關(guān)系時(shí)，控制線(xiàn)圈匝數(shù)和鐵芯一定；根據(jù)電磁鐵吸附鐵釘?shù)亩嗌倥袛啻判缘膹?qiáng)弱；
（4）探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟電流關(guān)系時(shí)，控制線(xiàn)圈匝數(shù)和鐵芯一定；探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟線(xiàn)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(xiàn)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）由右手螺旋定則可知，鐵釘上端為N極；
（2）運(yùn)用控制變量法研究通電螺母管磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與線(xiàn)圈匝數(shù)關(guān)系時(shí)，要控制電流大小和鐵芯一定；比較（a）、（b）的實(shí)驗(yàn)可知，圖b中滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻較小，電路中電流較大；所以?xún)纱螌?shí)驗(yàn)鐵芯一定，電流大小不同，線(xiàn)圈匝數(shù)不同，因沒(méi)有控制控制電流大小一定，所以不能得出結(jié)論；
（3）比較圖b、c兩次實(shí)驗(yàn)可以看出，在線(xiàn)圈的匝數(shù)相同時(shí)，圖才中滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻小，電路中電流大，電磁鐵吸引鐵釘?shù)臄?shù)量多，說(shuō)明在線(xiàn)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)；
（4）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(xiàn)圈匝數(shù)不變，改變鐵芯大小；
驗(yàn)證方案：選用圖a裝置，不調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保證兩次電路中的線(xiàn)圈匝數(shù)和電流相同；
取出鐵釘，分別插入粗細(xì)不同的鐵芯；閉合開(kāi)關(guān)后記錄吸引大頭針的數(shù)量；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）N；
（2）不能；沒(méi)有控制控制電流大小一定；
（3）b；c；
（4）選用圖a裝置，不調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片；取出鐵釘，分別插入粗細(xì)不同的鐵芯；閉合開(kāi)關(guān)后記錄吸引大頭針的數(shù)量；分析比較得出結(jié)論．

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．