Question

某学校课外科技兴趣小组在物理老师的指导下设计了一个实验装置 如图所示，用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”， 它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管（线圈电阻忽略不计）和自制的针式刻度板组成，通过观察指针偏转角度的大小，来判断电磁铁磁性的强弱。用竹片削制的指针下方加装固定一物体 E，导线a与接线柱 2相连。

（制定计划与设计实验）

(1)为了使指针在受磁场力的作用在能绕O点转动，需在E处加装________（选填“铜块”、“铝块”或“铁块”），加装物体后，为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度，老师在O点转轴处涂抹润滑油，目的是_________，使指针转动更灵活；

(2)按图所示连接好电路，闭合开关。调节变阻器滑片P到某一位置，记下此时指针偏转的角度，保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连，可以探究电磁铁磁性强弱与__________的关系；保持接线方式不变，移动变阻器滑片P可以探究电磁铁磁性强弱与_________的关系；

（进行实验与收集证据）

(3)保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连时，闭合开关后，指针偏转的角度将会______；当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，指针偏转的角度将会____（选填“增大”、“不变”或“减小”）；

（评估交流）

(4)细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转，只是偏转角度不同，该同学向老师提出能否让指针向左偏转，老师马上将一块小磁铁换装在如图的E 处，且让磁铁的右端为_______极，闭合开关后，同学们发现指针果然向左偏转。

(5)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与______有关（写出一个即可）。

Answer

铁块 减小摩擦 线圈匝数 电流大小 增大 减小 N 见详解

【解析】

(1)[1]磁铁可以吸引铁块，不吸引铜、铝物质，故需要加装铁块。

[2]在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑，减小了摩擦。

(2)[3]保持滑片P位置不变，也就是电流不变，导线a改为与接线柱1相连，增加了线圈匝数，因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。

[4]保持接线方式不变，也就是线圈匝数不变，移动变阻器滑片P，可以改变电流，因此可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。

(3)[5]保持滑片P位置不变，即电流不变，导线a改为与接线柱1相连时，线圈匝数增多闭合开关后，电磁铁磁性增强，指针偏转的角度将会增大。

[6]当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，接入电路电阻增大，电流减小，磁性减弱，所以指针偏转的角度将会减小。

(4)[7]由题图中通电线圈电流流入方向，利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极，右端为S极，在E处放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时，通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥，指针就会向左偏转。

(5)[8]该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响，所以可以改变铁芯的大小来改变磁性，也可以改变竹片削制的指针质量，这样摆动起来更轻松。