Question

为了探究通电螺线管磁场的强弱与哪些因素有关，某小组同学使用电压相等的电源、规格相同的滑动变阻器R、大头针和螺线管等器材进行实验，并通过插在螺线管中铁芯吸引大头针的数量来比较螺线管磁场的强弱．实验中，他们先将甲、乙两个匝数不同的螺线管分别连入电路，并使滑动变组器接入电路的电阻不同（R_a＞R_b），其实验现象如图（a）、（b）所示．该小组同学在仔细观察、比较图（a）、（b）后，认为无法得出结论．于是在此基础上继续进行研究，实验现象如图（c）所示（R_a＞R_b＞R_c）．

①该小组同学在观察、比较图（a）和（b）的实验现象后无法得出结论的理由是：    ；
②进行图6（c）实验后，是否可以得出初步结论？若可以，请写出有关结论；若不可以，请说明理由：    ．

Answer

（1）研究电磁铁的磁性强弱的这个实验中用到了控制变量法和转换法．磁性的强弱是直接看不出来的，通过比较其所吸引的大头针的数目不同来认识其磁性强弱，这就是一种转换法．在该题中螺线管的磁性的强弱由电流大小、线圈匝数两个物理量来决定，故利用控制变量的思维来分析即可解决．
（2）电磁铁磁性强弱影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．
【解析】
（1）比较（a）、（b）两图，（a）图滑动变阻器连入电路的电阻丝长，电阻大，电压不变，电流变小，（a）图中的电磁铁匝数多；
（b）图滑动变阻器连入电路的电阻丝短，电阻小，电压不变，电流变大，（b）图中的电磁铁匝数少；
因螺线管的匝数、通过的电流均不同，故无法确定影响其磁场强弱的因素．
（2）比较（b）、（c）两图可看出，两图中螺线管的匝数相同，其所在电路的电源电压也是相同的，但（b）图中的滑动变阻器滑片打到了中间位置，即此时的电流较小，磁性较弱，所能吸引的大头针较少；同理（c）图的变阻器滑片打到了最左端的最小值，即此时电流最大，磁性最强，所吸引的大头针最多，故据上我们能看出：当螺线管的匝数相同时，通过螺线管的电流大，螺线管的磁场强．
故答案为：①螺线管的匝数、通过的电流均不同，无法确定影响其磁场强弱的因素．
②由图6（b）和（c）可知，当螺线管的匝数相同时，通过螺线管的电流大，螺线管的磁场强．