Question

（1）某同學為探究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系，設計了如圖所示的實驗．他用相同的漆包線在相同的鐵釘上繞制成兩個電磁鐵，接通電源后，實驗現象如圖1所示．這兩個電磁鐵是______（選填“串聯”或“并聯”），這樣連接的目的是為了保證這兩個電磁鐵的______相等（選填“電壓”或“電流”），根據圖示的實驗現象，能得出的實驗結論是______．
（2）某物理興趣小組利用如圖2所示的實驗裝置做探究電磁感應現象實驗，得到如下記錄表格（實驗中磁體不運動）：

實驗 序號	磁極位置	開關 情況	導體運動情況	電流計指針偏轉情況
1	上N下S	閉合	不運動	不偏轉
2	上N下S	閉合	上、下運動	不偏轉
3	上N下S	閉合	水平向右運動	向右偏轉
4	上N下S	閉合	水平向左運動	向左偏轉
5	上N下S	斷開	水平向右運動	不偏轉
6	上S下N	閉合	水平向左運動	向右偏轉

綜合分析上述實驗記錄，回答下列問題：
①通過分析比較實驗序號為1、2（或3、或4）及3、5，可知感應電流產生的條件是______；
②通過分析比較實驗序號為3、4，可知影響感應電流的方向的一個因素是______，通過分析比較實驗序號為4、6，可知影響感應電流的方向的另一個因素是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）用電器或線圈依次連接在一起是串聯；電磁鐵的磁性跟電流大小、線圈匝數、有無鐵芯有關．在電流大小和鐵芯一定時，線圈匝數越多，電磁鐵磁性越強；在線圈匝數和鐵芯一定時，電流越大，電磁鐵的磁性越強；在電流大小和線圈匝數一定時，有鐵芯時，電磁鐵的磁性更強．
（2）①產生感應電流的條件有兩個：電路是閉合的；導體在磁場中做切割磁感線運動；兩者缺一不可．根據此理論與實驗的序號對應起來即可得到答案．
②因為感應電流的方向與導體的運動方向和磁場的方向有關，因此在探究時要用到控制變量法．找出實驗中的相同點和不同點，分析出控制哪一個量不變，從而研究的是和哪一個因素的關系，由此入手即可解決此題．
解答：解：（1）兩個電磁鐵依次連接在一起，是串聯的．串聯電路的電流處處相等，連接的目的是：控制兩個電磁鐵的電流相等；
由圖1可以看出，左邊電磁鐵吸引大頭針的數目多，可知左邊電磁鐵的磁性強．兩個電磁鐵的電流大小相等、鐵芯相同，左邊線圈匝數越多，吸引的大頭針越多，磁性越強．所以，在電流相同的情況下，電磁鐵的線圈匝數越多，磁性越強．
（2）①比較實驗序號3、5，兩者磁場方向相同、導體運動方向相同，實驗3中電路是閉合的，電路中有感應電流，實驗5中電路是斷開的，電路中沒有感應電流，由此可以得出產生感應電流的一個條件：電路是閉合的．
比較實驗序號1、2（或3、或4）可知，電路都是閉合的；1、2中導體沒有做切割磁感線運動，電路中沒有感應電流．3、4中導體或向左或向右做了切割磁感線運動，電路中產生了感應電流，由此可以得出產生感應電流的另一個條件：導體做切割磁感線運動．
綜上所述，感應電流產生的條件是：閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動；
②通過分析比較實驗序號為3、4可知，磁場的方向相同，導體的運動方向不同，感應電流的方向也不相同，根據控制變量法的思路可以得出：感應電流的方向與導體做切割磁感線運動的方向有關．
通過分析比較實驗序號為4、6可知，導體的運動方向相同，磁場的方向不同，感應電流的方向也不相同，根據控制變量法的思路可以得出：感應電流的方向與磁場的方向有關．
故答案為：（1）串聯；電流；電流相同的情況下，電磁鐵的線圈匝數越多，磁性越強；
（2）①閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動；
②導體做切割磁感線運動的方向；磁場方向．
點評：此題主要考查的是學生對電磁鐵磁性強弱的影響因素和產生感應電流條件的理解和掌握，控制變量法和轉換法在此實驗中得到了充分的應用．要解決此類問題，一定要注意變化的量和不變的量．．