Question

（1）某同学为探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系，设计了如图所示的实验．他用相同的漆包线在相同的铁钉上绕制成两个电磁铁，接通电源后，实验现象如图1所示．这两个电磁铁是______（选填“串联”或“并联”），这样连接的目的是为了保证这两个电磁铁的______相等（选填“电压”或“电流”），根据图示的实验现象，能得出的实验结论是______．
（2）某物理兴趣小组利用如图2所示的实验装置做探究电磁感应现象实验，得到如下记录表格（实验中磁体不运动）：

实验 序号	磁极位置	开关 情况	导体运动情况	电流计指针偏转情况
1	上N下S	闭合	不运动	不偏转
2	上N下S	闭合	上、下运动	不偏转
3	上N下S	闭合	水平向右运动	向右偏转
4	上N下S	闭合	水平向左运动	向左偏转
5	上N下S	断开	水平向右运动	不偏转
6	上S下N	闭合	水平向左运动	向右偏转

综合分析上述实验记录，回答下列问题：
①通过分析比较实验序号为1、2（或3、或4）及3、5，可知感应电流产生的条件是______；
②通过分析比较实验序号为3、4，可知影响感应电流的方向的一个因素是______，通过分析比较实验序号为4、6，可知影响感应电流的方向的另一个因素是______．

Answer 1

解：（1）两个电磁铁依次连接在一起，是串联的．串联电路的电流处处相等，连接的目的是：控制两个电磁铁的电流相等；
由图1可以看出，左边电磁铁吸引大头针的数目多，可知左边电磁铁的磁性强．两个电磁铁的电流大小相等、铁芯相同，左边线圈匝数越多，吸引的大头针越多，磁性越强．所以，在电流相同的情况下，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强．
（2）①比较实验序号3、5，两者磁场方向相同、导体运动方向相同，实验3中电路是闭合的，电路中有感应电流，实验5中电路是断开的，电路中没有感应电流，由此可以得出产生感应电流的一个条件：电路是闭合的．
比较实验序号1、2（或3、或4）可知，电路都是闭合的；1、2中导体没有做切割磁感线运动，电路中没有感应电流．3、4中导体或向左或向右做了切割磁感线运动，电路中产生了感应电流，由此可以得出产生感应电流的另一个条件：导体做切割磁感线运动．
综上所述，感应电流产生的条件是：闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动；
②通过分析比较实验序号为3、4可知，磁场的方向相同，导体的运动方向不同，感应电流的方向也不相同，根据控制变量法的思路可以得出：感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关．
通过分析比较实验序号为4、6可知，导体的运动方向相同，磁场的方向不同，感应电流的方向也不相同，根据控制变量法的思路可以得出：感应电流的方向与磁场的方向有关．
故答案为：（1）串联；电流；电流相同的情况下，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；
（2）①闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动；
②导体做切割磁感线运动的方向；磁场方向．
分析：（1）用电器或线圈依次连接在一起是串联；电磁铁的磁性跟电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关．在电流大小和铁芯一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；在线圈匝数和铁芯一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；在电流大小和线圈匝数一定时，有铁芯时，电磁铁的磁性更强．
（2）①产生感应电流的条件有两个：电路是闭合的；导体在磁场中做切割磁感线运动；两者缺一不可．根据此理论与实验的序号对应起来即可得到答案．
②因为感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关，因此在探究时要用到控制变量法．找出实验中的相同点和不同点，分析出控制哪一个量不变，从而研究的是和哪一个因素的关系，由此入手即可解决此题．
点评：此题主要考查的是学生对电磁铁磁性强弱的影响因素和产生感应电流条件的理解和掌握，控制变量法和转换法在此实验中得到了充分的应用．要解决此类问题，一定要注意变化的量和不变的量．．