Question

为了探究电流磁场的强弱与通过的电流、螺线管的匝数的关系，某小组同学使用电压相同的电源、规格相同的滑动变阻器、甲和乙两个匝数不同的螺线管、大头针等器材，做了如图（a）、（b）、（c）所示的实验．实验中，他们通过插在螺线管中铁芯吸引大头针的数量来比较电流磁场的强弱．
 
①比较（a）图甲、乙两个螺线管及相关条件可知：    ；
②比较（b）、（c）两图可知：    ．

Answer

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．
【解析】
（1）在（a）图中，甲乙两个螺线管是串联的，即电流是相同的，由于结果我们发现甲中螺线管的匝数多，其下面所吸引的大头针的数目也多，即表明该装置中甲的磁性强，故据此可得出：当通过螺线管的电流相同时，螺线管的匝数多，螺线管的磁场强；
（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最右端的最大值，即此时的电流最小，磁性最弱，所能吸引的大头针最少；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）当通过螺线管的电流相同时，螺线管的匝数多，螺线管的磁场强；（2）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．