电磁铁磁性强弱的探究

王书玲

电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质，其磁性大小和磁极方向都可以控制，因此具有广泛的应用，如电磁起重机、电铃、电磁继电器、磁悬浮列车等。那么電磁铁的磁性大小与哪些因素有关呢？下面我们通过一道例题来探究一下。

例 如图所示是某学习小组同学设计的研究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验电路图。

（1）增大通电螺线管的电流，滑动变阻器的滑片应向_______________（选填“左”或“右”）移动。

（2）下表是该组同学所做实验的记录：

同学们发现无铁芯组实验中没有吸引起大头针，那么通电螺线管到底有没有磁性呢？他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是_________________。（写出一种即可）

（3）在与同学们交流讨论时，另一组的同学提出一个新问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小（粗细）有关？”现有大小不同的两根铁芯，请根据你的猜想并利用本题电路，写出你验证猜想的简要操作方案：_________________。

解析：（1）分析电路图可知，电磁铁与滑动变阻器串联在电路中，要增大通电螺线管中的电流，应减小电路中的电阻值大小，所以应将滑片向左移动。

（2）当螺线管中的电流较小，线圈匝数较少，且没有铁芯时，螺线管的磁性较弱，可能吸引不动大头针。在磁性很弱的情况下，要验证磁场的存在，应该选用更加轻小的物体来做实验，如可取一个能自由转动的小磁针，利用磁极间的相互作用，观察小磁针是否偏转来判断。

（3）要探究通电螺线管的磁性强弱是否与线圈内的铁芯大小有关，必须采用控制变量法，即控制线圈中的电流和匝数相同，改变线圈内部铁芯的大小，观察螺线管吸引大头针的数目多少进行比较，得出结论。

答案：（1）左;（2）将大头针换成小磁针（或者用细铁屑）;（3）按本题电路图接好电路，调节滑动变阻器的滑片于一定的位置，首先放入大的铁芯，观察被吸引的数目，记录数据，再放入小的铁芯，观察被吸引的数目，记录数据，两者进行比较

点评：在探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关时，采用了两个重要的探究方法：（1）转换法，即由于电磁铁磁性的强弱无法直接观察，实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来加以判断;（2）控制变量法，即探究电磁铁的磁性强弱与某一个影响因素的关系时，必须控制其他因素相同。