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吸引大头针数目的多少
(b)、(c)
电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
电流方向
磁场方向(磁感线方向)
相反
不是
会
线圈中
【分析】
这道题是探究电磁铁磁性强弱的影响因素，解题要用到转换法和控制变量法。首先，磁性强弱不能直接观察，所以得找一个能直观体现的现象，这里用吸引大头针的数量来转换，这是第一问的思路。然后第二问，要探究电流对磁性的影响，根据控制变量法，必须保证线圈匝数相同，改变电流大小，所以要找线圈匝数一样，滑动变阻器位置不同的图，也就是(b)和(c)。第三问看(d)图，两个电磁铁串联，电流相同，匝数不同，吸引大头针数量不同，所以要从电流相同，匝数不同的角度分析磁性强弱的关系。
【解析】
(1) 电磁铁的磁性强弱无法直接用肉眼观察，实验中采用转换法，通过电磁铁吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱，吸引的大头针越多，说明磁性越强。
(2) 要探究线圈匝数相同时，电流对磁性强弱的影响，需控制线圈匝数相同，改变电流大小。观察图(b)和(c)，线圈匝数相同，滑动变阻器的滑片位置不同，(c)中滑动变阻器接入电阻更小，电路中电流更大，且(c)吸引的大头针更多，磁性更强，所以比较(b)、(c)两图可得出结论。
(3) 图(d)中两个电磁铁串联，通过它们的电流大小相同，而线圈匝数不同，匝数多的电磁铁吸引的大头针更多，磁性更强，因此可得出结论：电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
【答案】
(1) 吸引大头针数目的多少
(2) (b)、(c)
(3) 电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
【知识点】
电磁铁磁性影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查电磁铁磁性强弱的影响因素实验，重点考查转换法和控制变量法的应用，需明确控制变量法在探究实验中的核心作用，即每次只改变一个探究的变量，控制其他变量不变。
【难度系数】
0.7
【分析】
这是一道探究通电导体在磁场中受力影响因素的实验题，解题核心是运用控制变量法：
1. 首先明确实验逻辑：探究受力方向的影响因素时，需每次只改变一个变量，控制其他变量不变，通过观察受力方向的变化，判断该变量是否影响受力方向。
2. 对比图(a)和(b)：先确定不变量——磁场的N、S极位置不变，即磁场方向不变；再找变量——电源正负极接线相反，说明电流方向改变；最后观察现象：导体受力方向F的方向相反，由此可推断受力方向与电流方向有关。
3. 对比图(a)和(c)：先确定不变量——电源正负极接线相同，电流方向不变；再找变量——磁场的N、S极位置互换，磁场方向改变；最后观察现象：导体受力方向F的方向相反，进而推断受力方向与磁场方向有关。
【解析】
1. 分析(a)、(b)两组实验：
保持磁场方向（磁体N极在上、S极在下）不变，改变电源正负极接线，使导体中的电流方向反向，观察到导体的受力方向也随之反向，说明通电导体在磁场中的受力方向跟电流方向有关。
2. 分析(a)、(c)两组实验：
保持电流方向（电源正负极接线方式不变）不变，将磁体的N、S极互换，改变磁场方向，观察到导体的受力方向随之反向，说明通电导体在磁场中的受力方向还跟磁场方向（磁感线方向）有关。
【答案】
电流方向；磁场方向（磁感线方向）
【知识点】
1. 通电导体受力的影响因素
2. 控制变量法
【点评】
本题通过对比实验考查控制变量法在电磁实验中的应用，要求学生能准确识别实验中的变量与不变量，结合实验现象推导物理规律，是电磁学的基础实验题，侧重对实验探究思维的考查。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 对于第(1)问：首先根据左手定则判断磁场力方向，ab边和cd边的电流方向相反、磁场方向相同，因此受力方向相反；再依据二力平衡的条件（大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上），这两个力不在同一直线上，不满足平衡力条件，所以线圈会在这两个力的作用下转动。
2. 对于第(2)问：回忆直流电动机换向器的作用，当线圈刚转过平衡位置时，换向器会自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动。
【解析】
(1) 根据左手定则，ab边电流方向向下，cd边电流方向向上，磁场方向从N极指向S极，因此ab边和cd边受到的磁场力方向相反；这两个力大小相等、方向相反，但未作用在同一直线上，不符合二力平衡的条件，所以不是一对平衡力；在这两个力的作用下，线圈会发生转动。
(2) 直流电动机的换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，进而改变线圈的受力方向，使线圈能够持续转动下去。
【答案】
(1) 相反；不是；会
(2) 线圈中
【知识点】
直流电动机工作原理；二力平衡条件；换向器的作用
【点评】
本题考查直流电动机的核心工作机制，涉及磁场力方向判断、平衡力辨别以及换向器的作用，属于电学基础题型，需要学生理解电动机持续转动的关键，掌握相关基础概念。
【难度系数】
0.7
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