题文

请设计一个实验，探究电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁线圈中的电流是否有关． （1）给出的器材有：大头针几百个、大铁钉一个、表面涂有绝缘漆的细铜丝三根，导线若干，还需要补充的器材有：______． （2）写出实验步骤：______ （3）实验分析与结论______．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）要形成电路，所以还需电源及开关，为改变电路中的电流，实验中还需滑动变阻器； （2）首先将一根表面涂有绝缘漆的细铜丝缠绕在大铁钉组成电磁铁，然后将其与滑动变阻器、开关组成串联电路，移动滑片改变电路中的电流，观察现象得出结论； （3）电流增大，吸引大头针变多，说明电磁铁的磁性与电流大小有关，电流越大，磁性越强． 故答案为：（1）电源、开关、滑动变阻器； （2）①将一根表面涂有绝缘漆的细铜丝缠绕在大铁钉组成电磁铁； ②将电磁铁与滑动变阻器、开关组成串联电路，闭合开关前，将滑片移至最右端，如图所示： ； ③闭合开关，观察其吸引大头针的多少； ④将滑片向左滑动，观察电磁铁吸引大头针的多少； ⑤比较现象得出结论； （3）当将滑片向左滑动时，电路中的电流变大，电磁铁吸引大头针数量增多，说明电磁铁的磁性与电流大小有关，其它条件不变，电流越大，磁性越强．

据专家权威分析，试题“请设计一个实验，探究电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁线圈中的电流..”主要考查你对  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：

影响电磁铁磁性的因素

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