题文

如图所示，把电磁铁连入你设计的电路中（在方框中完成），要求： ①电路能改变电磁铁磁性的强弱； ②使小磁针静止时如图所示．

题型：问答题  难度：中档

答案

要使小磁针在图示位置静止，就要保证电磁铁的左端为N极，右端为S极．结合线圈绕向利用安培定则可以确定电流方向：从电磁铁的左端流入，右端流出，进而确定了电源正负极在电路中的位置关系； 要改变电磁铁的磁性，只能改变电磁铁中电流的大小，所以要在电路中按装一个滑动变阻器． 故设计电路如下图所示：

据专家权威分析，试题“如图所示，把电磁铁连入你设计的电路中（在方框中完成），要求：①电..”主要考查你对  通电螺线管的磁场，影响电磁铁磁性的因素  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

通电螺线管的磁场影响电磁铁磁性的因素

考点名称：通电螺线管的磁场

• 通电螺旋管：
      通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出并回到南极。但是，在通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极。通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。

•  

• 通电螺线管的磁极极性可用安培定则(右手螺旋定则)来判定：
     用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极，如图所示。
  

  记忆方法：
  以通电螺线管正面电流为例，电流向上，N极在左端，电流向下，N极在右端，便于记忆，可简化为”上左，下右”。

  通电螺线管绕线方法及其画法：
      要画通电螺线管的绕线，需要抓住两点：
  第一点：找准起点
       起点非常重要，如果第一根线画错了，那么答案正好相反。在绕制时，可按“正上左N，正下右N”的原则，意思是如果向上的电流在螺线管正面，那么左边是 N极；如果向下的电流在螺线管正面，那么右边是 N极。
  第二点：抓住终点
       最后一根线是从正面绕过去接导线，还是从反面绕过去接导线，如果画错了，会导致导线衔接不上，出现错误。解决结尾问题，可采用“二一，一二”原则。
  ①意思是出线和入线在螺线管的两侧(即螺线管上下都有导线)，则在同一面上(同正面或同反面)，如甲图所示。
  ②如乙图所示，出线和人线在螺线管的一个侧面上(都在上面或都在下面)，则出线和入线会分布在螺线管两个面上(一个正面，一个反面)。
  

考点名称：影响电磁铁磁性的因素

• 影响电磁铁磁性的因素：
  电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯

• 影响电磁铁磁性强弱的因素：
  
  猜想：电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关？
  A、线圈中电流的大小
  B、有无铁芯
  C、线圈的匝数
  
  
  实验方法：
  控制变量法：影响电磁铁磁性的因素可能有多个方面，当研究其中某方面的影响时，应当保持其他方面的状态不变。
  ①保证线圈匝数不变，改变通过电磁铁的电流大小，观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。（如图）
  
  移动滑动变阻器改变电流的大小，探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；
  结论：当电磁铁线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性就越强。
  
  ②保证线圈匝数和电流大小不变,使电磁铁有无铁心，观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
  
  结论：当电磁铁线圈的匝数和通过的电流一定时，有铁心的电磁铁磁性更强。
  
  ③用两个同样的铁心，让线圈串联起来，保证通过电磁铁的电流不变（相等），改变电磁铁线圈的匝数，观察电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。（如图）
  
  结论：当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性就越强。
  
  归纳总结：影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流大小、线圈的匝数、有无铁芯。电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强；有铁芯比没有铁芯磁性强。

• 控制变量法在探究“影响电磁铁磁性强弱”中的运用：
      由于电磁铁的磁性强弱与铁芯的有无、电流的强弱、线圈的匝数多少有关。因此，在比较电磁铁磁性强弱时，必须同时控制某几个变量不变来进行比较。例为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小琴同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
  
  (1)当开关闭合后，请在甲图中标出磁体的N极；
  (2)比较图____和____可知：匝数相同时，电流越大磁性越强；
  (3)由图____可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强。

  解析：由题中乙、丙两图可看出，磁铁外形和匝数相同，当接入电路的电阻减小，即电流增大时，吸引大头针越多表明电磁铁磁性越强。由丁图可看出两外形相同的电磁铁是串联，故通过它们的电流相等，匝数越多的吸引大头针越多，其磁性越强。

  答案：(1)如图所示(2)乙丙(3)丁