Question

小張同學(xué)在做“制作、研究電磁鐵”的實驗中，猜想電磁鐵的磁性強(qiáng)弱應(yīng)該與電流大小有關(guān)，還與線圈的匝數(shù)有關(guān)．為此他用鐵釘和漆包線繞制成匝數(shù)不同的甲、乙兩個電磁鐵，并找來了相關(guān)的實驗器材，如圖所示．請你將圖中器材連成一個電路，使該電路既能用來做探究磁性強(qiáng)弱與匝數(shù)多少有關(guān)，又能用來探究與電流大小有關(guān)的實驗．
（1）研究磁性強(qiáng)弱跟線圈的匝數(shù)關(guān)系時，閉合開關(guān)S后，通過觀察比較
________得出結(jié)論；?
（2）在（1）的基礎(chǔ)上，再研究磁性強(qiáng)弱跟線圈中的電流關(guān)系時，只需移動變阻器滑片的位置，通過觀察比較________得出結(jié)論；
（3）實驗中小張采用的研究方法是________．

Answer 1

解：電磁鐵的磁性可能跟電流大小和線圈的匝數(shù)有關(guān)．將甲、乙兩個電磁鐵串聯(lián)，可以得到相同的電流；利用滑動變阻器可以改變漆包線中電流的大�。�所以電路設(shè)計為：
從電源的正極出發(fā)，依次連接開關(guān)、滑動變阻器、甲電磁鐵、乙電磁鐵、電源的負(fù)極．如圖所示．
（1）研究磁性強(qiáng)弱跟線圈的匝數(shù)關(guān)系時，甲乙串聯(lián)，電流相等，甲乙匝數(shù)不同，甲乙吸引小鐵釘?shù)亩嗌俜从沉舜判缘膹?qiáng)弱．
（2）研究磁性強(qiáng)弱跟線圈中的電流關(guān)系時，甲或乙線圈匝數(shù)一定，移動滑動變阻器的滑片，改變電流的大小，觀察甲或乙吸引小鐵釘?shù)亩嗌伲?br/>（3）電磁鐵的磁性可能跟電流大小和匝數(shù)多少有關(guān)，研究磁性跟電流大小關(guān)系時，改變電流大小，線圈匝數(shù)是一定的．研究磁性跟匝數(shù)關(guān)系時，線圈匝數(shù)不同，電流大小一定．這種方法是控制變量法．
故答案為：（1）被甲乙兩電磁鐵吸引的小鐵釘?shù)臄?shù)目．
（2）同一電磁鐵吸引小鐵釘數(shù)目的增減情況．
（3）控制變量法．
分析：①影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：電流的大小和線圈的匝數(shù)．電流越大、線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)．
②探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟匝數(shù)的關(guān)系時，保持電流相同，所以甲乙兩個電磁鐵可以組成串聯(lián)電路，甲乙的匝數(shù)不同，通過比較甲乙吸引小鐵釘?shù)亩嗌賮硖骄看判詮?qiáng)弱跟匝數(shù)的關(guān)系．
③探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟電流大小的關(guān)系，保持匝數(shù)相同，改變滑動變阻器滑片的位置來改變電流的大小，通過比較甲或乙前后兩次吸引小鐵釘?shù)亩嗌賮硖骄看判詮?qiáng)弱跟電流大小的關(guān)系．
④用電磁鐵吸引小鐵釘?shù)亩嗌賮矸从畴姶盆F磁性強(qiáng)弱的方法是轉(zhuǎn)換法．
⑤電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟電流大小和匝數(shù)多少有關(guān)，研究磁性強(qiáng)弱跟電流大小關(guān)系時，改變電流大小，匝數(shù)一定，在研究磁性強(qiáng)弱跟匝數(shù)關(guān)系時，線圈匝數(shù)不同，電流大小一定，這種方法是控制變量法．
點評：本題涉及到的知識多、題型多，串聯(lián)電路電流處處相等、滑動變阻器的作用、電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素、電路的設(shè)計、物理的研究方法等等，綜合性很強(qiáng)，給解題帶來一定的難度．