Question

小明同學利用如圖所示裝置研究電磁鐵磁場的強弱與哪些因素有關．
（1）當指針指示的數(shù)值增大時，表示電磁鐵的磁性增強，則電磁鐵的A端為

 

極（填“南”或“北”）．E為電源的

 

極（填“正”或“負”）．
（2）小明將開關S打到a點，并向下調節(jié)變阻器的滑片，他發(fā)現(xiàn)指針指示的數(shù)值越來越大．由此可以得出結論：電磁鐵線圈匝數(shù)一定時，

 

，電磁鐵的磁性越強．
（3）小明為了驗證電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)有關時，將開關S從a點換到b點，同時觀察并比較兩次指針指示的數(shù)值，他發(fā)現(xiàn)兩次指針指示的數(shù)值幾乎相同．你認為導致出現(xiàn)這種錯誤情況的主要原因是

 

（各實驗器材均完好）．
（4）電磁鐵的原理主要應用到了電流的磁效應，電磁的磁效應最先是由科學家

 

（填人名）發(fā)現(xiàn)的，請你再舉出一個生活或生產應用到電磁鐵的設備

 

．

Answer 1

分析：（1）具當指針指示的數(shù)值增大時，表示通電螺線管的磁性增強能看出，此時的指針應向左偏，故該通電螺線管應排斥小磁片，故能判斷該螺線管的N、S極；
根據(jù)右手螺旋定則判斷出電流的方向，從而可得出電源的正負極；
（2）當向下調節(jié)滑片時，滑動變阻器的電阻變小，電路中的電流變大，根據(jù)指針的示數(shù)變化得出電磁鐵磁性的變化，從而得出電磁鐵磁性與電流的關系；
（3）當將開關S從a點換到b點時，由于接入電路的螺線管變長，即電阻變大，所以電路中的電流變小，因此導致得出錯誤結論；
（4）奧斯特實驗第一個揭示了電和磁之間是有聯(lián)系的，是丹麥物理學家奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)的；
電磁起重機、電鈴、電磁繼電器都是利用電流的磁效應工作的．

解答：解：（1）據(jù)圖能看出，此時的指針應向左偏，故該通電螺線管應排斥小磁片，據(jù)同名磁極相互排斥可知，該螺線管的左端是S極，右端是N極，故A端是S極；
根據(jù)安培定則，電流應從電磁鐵的右端流入，左端流出，所以電源的右端為正極，左端為負極；
（2）滑片向下移動，滑動變阻器的電阻變小，電路中的電流變大，指針指示的數(shù)值越來越大．說明電磁鐵的磁性增強，可得：電磁鐵線圈匝數(shù)一定時，電流越大，電磁鐵的磁性越強．
（3）驗證通電螺線管的磁性與線圈匝數(shù)有關，即需要在電流一定的情況下，改變線圈的匝數(shù)看電磁鐵的磁性有何變化即可；當將開關S從a點換到b點時，由于接入電路的螺線管變長，即電阻變大，所以電路中的電流變小，由于沒有調節(jié)滑動變阻器，保持電流不變，所以得出了錯誤的結果；
（4）電磁鐵的原理主要應用到了電流的磁效應，電磁的磁效應最先是由科學家奧斯特發(fā)現(xiàn)的，生活或生產應用到電磁鐵的設備有：電鈴、空氣開關、電磁起重機、電話聽筒、自動水位報警器等．
故答案為：（1）南；正；（2）電流越大；（3）沒有調節(jié)滑動變阻器，保持電流不變；（4）奧斯特；電鈴（或空氣開關、電磁起重機、電話聽筒、自動水位報警器．）

點評：此題是探究影響電磁鐵磁性強弱因素的實驗，實驗中通過指針的偏角來反映電磁鐵磁性強弱，用到了控制變量法，同時要注意控制變量法的應用，實驗中還涉及到了安培定則、磁極間的作用、電源極性的判斷及電磁鐵的應用，考查得很全面．