Question

20．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路．
（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流增大（填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越大，电磁铁磁性越强．
（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是南（或S）极；电磁铁乙（填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，同名磁极相互排斥．
（3）实验结束后，小明发现电池使用说明中有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”．他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢？于是，他做了如下探究，他用一节新电池代替图中原来的电源，闭合开关后，用电压表测出电路的总电压，并观察电磁铁吸引大头针的数量，记录在下表中，然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来，替换原来的电源，重复上述实验，实验记录如下表所示．

电源	电路的总电压/V	吸引大头针数量
一个新电池	1.5	较多
两个新电池串联	3.0	最多
一新一旧电池串联	1.3	较少

分析表中数据可知，串联的一新一旧电池给电路提供是电压小于（填“大于”、“等于”或“小于”）一节新电池提供的电压，原因是：根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个电阻，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器阻值越小，电流越大；匝数一定时，电磁铁中电流增大时，磁性增强．
（2）利用安培定则判断电磁铁的极性；通过吸引大头钉的个数可以判断磁性的强弱；影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小和匝数多少；同名磁极排斥，异名磁极吸引．
（3）旧电池内部电阻增大，内部分去更多的电压．

解答 解：（1）由图可知：甲乙串联，乙的匝数比甲的多，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流增大，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越大，电磁铁磁性越强．
（2）甲的线圈上的电流方向向左，根据安培定则可知：甲的上端为 S，下端为 N；乙吸引的大头针数多，说明乙的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散．
（3）从表中可以看到：串联的一新一旧电池电路提供的电压小于一节新电池提供的电压，这是因为在用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个电阻，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量．
故答案为（1）增大；大；（2）南或 S；乙；越多；同名磁极相互排斥；（3）小于；电阻．

点评 在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验时采用控制变量法，即在研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，要保证线圈匝数等其他条件不变，只通过移动变阻器的滑片来改变线圈中的电流大小．在研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，要保证电流的大小、两个螺线管外形等因素相同，通过更换线圈匝数不同的螺线管来分析比较．