Question

（2011?靜安區一模）為了探究通電螺線管磁場的強弱與哪些因素有關，某小組同學使用電壓相等的電源、規格相同的滑動變阻器R、大頭針和螺線管等器材進行實驗，并通過插在螺線管中鐵芯吸引大頭針的數量來比較螺線管磁場的強弱．實驗中，他們先將甲、乙兩個匝數不同的螺線管分別連入電路，并使滑動變組器接入電路的電阻不同（R_a＞R_b），其實驗現象如圖（a）、（b）所示．該小組同學在仔細觀察、比較圖（a）、（b）后，認為無法得出結論．于是在此基礎上繼續進行研究，實驗現象如圖（c）所示（R_a＞R_b＞R_c）．

①該小組同學在觀察、比較圖（a）和（b）的實驗現象后無法得出結論的理由是：

螺線管的匝數、通過的電流均不同，無法確定影響其磁場強弱的因素

；
②進行圖6（c）實驗后，是否可以得出初步結論？若可以，請寫出有關結論；若不可以，請說明理由：

由圖（b）和（c）可知，當螺線管的匝數相同時，通過螺線管的電流大，螺線管的磁場強

．

Answer 1

分析：（1）研究電磁鐵的磁性強弱的這個實驗中用到了控制變量法和轉換法．磁性的強弱是直接看不出來的，通過比較其所吸引的大頭針的數目不同來認識其磁性強弱，這就是一種轉換法．在該題中螺線管的磁性的強弱由電流大小、線圈匝數兩個物理量來決定，故利用控制變量的思維來分析即可解決．
（2）電磁鐵磁性強弱影響因素：電流大小、線圈匝數多少、有無鐵芯．

解答：解：（1）比較（a）、（b）兩圖，（a）圖滑動變阻器連入電路的電阻絲長，電阻大，電壓不變，電流變小，（a）圖中的電磁鐵匝數多；
（b）圖滑動變阻器連入電路的電阻絲短，電阻小，電壓不變，電流變大，（b）圖中的電磁鐵匝數少；
因螺線管的匝數、通過的電流均不同，故無法確定影響其磁場強弱的因素．
（2）比較（b）、（c）兩圖可看出，兩圖中螺線管的匝數相同，其所在電路的電源電壓也是相同的，但（b）圖中的滑動變阻器滑片打到了中間位置，即此時的電流較小，磁性較弱，所能吸引的大頭針較少；同理（c）圖的變阻器滑片打到了最左端的最小值，即此時電流最大，磁性最強，所吸引的大頭針最多，故據上我們能看出：當螺線管的匝數相同時，通過螺線管的電流大，螺線管的磁場強．
故答案為：①螺線管的匝數、通過的電流均不同，無法確定影響其磁場強弱的因素．
②由圖6（b）和（c）可知，當螺線管的匝數相同時，通過螺線管的電流大，螺線管的磁場強．

點評：掌握電磁鐵磁性強弱的影響因素．能利用控制變量法和轉換法探究電磁鐵磁性的影響因素．能對實驗現象進行分析總結結論．