11. (1)如图(a)所示，请根据小磁针静止时N极的指向及螺线管两端导线中的电流方向，画出螺线管的绕法。
(2)将图(b)中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内添加电源和滑动变阻器)，使得小磁针静止时的状态如图(b)所示，且滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性变弱。
(2)将图(b)中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内添加电源和滑动变阻器)，使得小磁针静止时的状态如图(b)所示，且滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性变弱。
答案：
解析：
【分析】
(1) 首先根据小磁针N极指向判断螺线管磁极：小磁针静止时N极向右，说明螺线管上方磁场方向向右，结合磁场磁感线从N极出发回到S极，可知螺线管左端为N极、右端为S极。接着用安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向N极（左端），四指弯曲方向为电流方向，结合已知的导线电流方向（左端向上、右端向下），确定绕线方向：从螺线管左端下方开始向上绕制，右端上方向下引出导线，使电流方向与四指方向一致。
(2) 先根据小磁针N极指向判断电磁铁磁极：小磁针N极向右，异名磁极相吸，故电磁铁左端为S极、右端为N极。再用安培定则判断电流方向：右手握住螺线管，大拇指指向右端N极，四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管左端流入、右端流出。然后根据滑片右滑磁性变弱的要求，磁性变弱意味着电流减小、滑动变阻器接入电阻变大，因此滑动变阻器需采用“一上一下”接法，选择左下端接线柱（滑片右滑时接入电阻丝变长），最后确定电源正负极：电流从左端流入螺线管，所以电源正极接螺线管左端侧电路，负极接右端侧电路，将电源、滑动变阻器、开关、螺线管串联。
【解析】
(1) ① 确定螺线管磁极：由小磁针N极指向可知螺线管上方磁场向右，根据磁感线走向，得出螺线管左端为N极，右端为S极；
② 应用安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向N极（左端），四指弯曲方向为电流方向，结合左端导线电流向上、右端向下的条件，绕线方式为：从螺线管左端下方开始，沿螺线管顺时针（从左向右看）绕制，至右端上方后向下引出导线，使电流方向与四指方向匹配。
(2) ① 判断电磁铁磁极：小磁针N极向右，根据异名磁极相互吸引，确定电磁铁左端为S极，右端为N极；
② 判断电流方向：用安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向右端N极，四指指向电流方向，得出电流从螺线管左端流入，右端流出；
③ 设计电路：滑动变阻器滑片右滑磁性变弱，说明电路电流减小、滑动变阻器接入电阻变大，因此滑动变阻器接左下端和上端任意接线柱（一上一下）；电源左正右负，将电源、滑动变阻器、开关、螺线管串联，满足电流方向和电阻变化要求。
【答案】
(1) 螺线管绕法如图(a)所示（从左端下方向上绕，右端上方向下引出）；
(2) 虚线框内电路：电源左正右负，滑动变阻器接左下和右上接线柱，与螺线管、开关串联，如图(b)所示。（具体图形参考标准作图）
【知识点】
安培定则应用；电磁铁磁性影响因素；电路设计
【点评】
本题综合考查磁极间相互作用、安培定则的应用以及滑动变阻器的使用，需要结合磁场方向、电流方向和电磁铁特性进行逻辑推理，注重作图的规范性和电路设计的合理性。
【难度系数】
0.6
(1) 首先根据小磁针N极指向判断螺线管磁极：小磁针静止时N极向右，说明螺线管上方磁场方向向右，结合磁场磁感线从N极出发回到S极，可知螺线管左端为N极、右端为S极。接着用安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向N极（左端），四指弯曲方向为电流方向，结合已知的导线电流方向（左端向上、右端向下），确定绕线方向：从螺线管左端下方开始向上绕制，右端上方向下引出导线，使电流方向与四指方向一致。
(2) 先根据小磁针N极指向判断电磁铁磁极：小磁针N极向右，异名磁极相吸，故电磁铁左端为S极、右端为N极。再用安培定则判断电流方向：右手握住螺线管，大拇指指向右端N极，四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管左端流入、右端流出。然后根据滑片右滑磁性变弱的要求，磁性变弱意味着电流减小、滑动变阻器接入电阻变大，因此滑动变阻器需采用“一上一下”接法，选择左下端接线柱（滑片右滑时接入电阻丝变长），最后确定电源正负极：电流从左端流入螺线管，所以电源正极接螺线管左端侧电路，负极接右端侧电路，将电源、滑动变阻器、开关、螺线管串联。
【解析】
(1) ① 确定螺线管磁极：由小磁针N极指向可知螺线管上方磁场向右，根据磁感线走向，得出螺线管左端为N极，右端为S极；
② 应用安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向N极（左端），四指弯曲方向为电流方向，结合左端导线电流向上、右端向下的条件，绕线方式为：从螺线管左端下方开始，沿螺线管顺时针（从左向右看）绕制，至右端上方后向下引出导线，使电流方向与四指方向匹配。
(2) ① 判断电磁铁磁极：小磁针N极向右，根据异名磁极相互吸引，确定电磁铁左端为S极，右端为N极；
② 判断电流方向：用安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向右端N极，四指指向电流方向，得出电流从螺线管左端流入，右端流出；
③ 设计电路：滑动变阻器滑片右滑磁性变弱，说明电路电流减小、滑动变阻器接入电阻变大，因此滑动变阻器接左下端和上端任意接线柱（一上一下）；电源左正右负，将电源、滑动变阻器、开关、螺线管串联，满足电流方向和电阻变化要求。
【答案】
(1) 螺线管绕法如图(a)所示（从左端下方向上绕，右端上方向下引出）；
(2) 虚线框内电路：电源左正右负，滑动变阻器接左下和右上接线柱，与螺线管、开关串联，如图(b)所示。（具体图形参考标准作图）
【知识点】
安培定则应用；电磁铁磁性影响因素；电路设计
【点评】
本题综合考查磁极间相互作用、安培定则的应用以及滑动变阻器的使用，需要结合磁场方向、电流方向和电磁铁特性进行逻辑推理，注重作图的规范性和电路设计的合理性。
【难度系数】
0.6
12. 如图所示，将导线绕在铁钉上做成的电磁铁接入电路。闭合开关后，小磁针的S极指向铁钉的A端。由此判断：电磁铁的A端是极，电源的D端是极。
答案：N
正
正
解析：
【分析】
首先根据磁极间的相互作用规律判断电磁铁的磁极：小磁针S极指向铁钉A端，说明A端与小磁针S极相互吸引，由此可确定A端的磁极；再利用安培定则判断螺线管中的电流方向，结合电路中电流从电源正极流出的规律，进而确定电源D端的极性。
【解析】
1. 判断电磁铁A端的磁极：
根据磁极间“异名磁极相互吸引”的规律，闭合开关后小磁针的S极指向铁钉A端，说明电磁铁A端与小磁针S极相互吸引，因此电磁铁的A端是N极。
2. 判断电源D端的极性：
运用安培定则（右手螺旋定则）：右手握住电磁铁，大拇指指向N极（A端），四指弯曲的方向为电流在螺线管中的流动方向，可知电流从电磁铁的B端流入、A端流出。
在电路中，电流从电源的正极流出，经用电器后流回负极，因此电流从电源D端流出，故电源的D端是正极。
【答案】
N；正
【知识点】
磁极间相互作用；安培定则；电流流向规律
【点评】
本题考查电磁学基础规律的综合应用，需要学生熟练掌握磁极间相互作用和安培定则，并结合电路电流流向分析问题，是电磁学入门的典型基础题型。
【难度系数】
0.7
首先根据磁极间的相互作用规律判断电磁铁的磁极：小磁针S极指向铁钉A端，说明A端与小磁针S极相互吸引，由此可确定A端的磁极；再利用安培定则判断螺线管中的电流方向，结合电路中电流从电源正极流出的规律，进而确定电源D端的极性。
【解析】
1. 判断电磁铁A端的磁极：
根据磁极间“异名磁极相互吸引”的规律，闭合开关后小磁针的S极指向铁钉A端，说明电磁铁A端与小磁针S极相互吸引，因此电磁铁的A端是N极。
2. 判断电源D端的极性：
运用安培定则（右手螺旋定则）：右手握住电磁铁，大拇指指向N极（A端），四指弯曲的方向为电流在螺线管中的流动方向，可知电流从电磁铁的B端流入、A端流出。
在电路中，电流从电源的正极流出，经用电器后流回负极，因此电流从电源D端流出，故电源的D端是正极。
【答案】
N；正
【知识点】
磁极间相互作用；安培定则；电流流向规律
【点评】
本题考查电磁学基础规律的综合应用，需要学生熟练掌握磁极间相互作用和安培定则，并结合电路电流流向分析问题，是电磁学入门的典型基础题型。
【难度系数】
0.7
13. 为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小华作出以下猜想。
猜想1：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
猜想2：对同一电磁铁来说，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
猜想3：电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
为了检验上述猜想，小华用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕了若干匝，制成简易的电磁铁，然后用它吸引大头针，如图所示是在实验中观察到的四种情况。
请根据实验中观察到的现象，回答下列问题。
（1）根据吸引大头针的数目，可以判断电磁铁不同。
(2)比较图所示的两种情况，可以验证“猜想1”是正确的。
(3)比较图所示的两种情况，可以验证“猜想2”是正确的。
(4)由图(d)所示的实验可知，“猜想3”基本是正确的，但应补充的条件是。
猜想1：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
猜想2：对同一电磁铁来说，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
猜想3：电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
为了检验上述猜想，小华用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕了若干匝，制成简易的电磁铁，然后用它吸引大头针，如图所示是在实验中观察到的四种情况。
请根据实验中观察到的现象，回答下列问题。
（1）根据吸引大头针的数目，可以判断电磁铁不同。
(2)比较图所示的两种情况，可以验证“猜想1”是正确的。
(3)比较图所示的两种情况，可以验证“猜想2”是正确的。
(4)由图(d)所示的实验可知，“猜想3”基本是正确的，但应补充的条件是。
答案：磁性强
弱
(a)和(b)
(b)和(c)
通过的电流相同
弱
(a)和(b)
(b)和(c)
通过的电流相同
解析：
【分析】
1. 对于问题（1）：电磁铁的磁性强弱无法直接观察，我们可以通过它吸引大头针的数目来间接判断，这是转换法的应用。吸引的大头针越多，说明磁性越强，所以根据吸引大头针的数目能判断电磁铁磁性强弱不同。
2. 对于问题（2）：猜想1是“电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性”，所以需要对比通电和断电两种状态下电磁铁的表现。观察四幅图，图(a)中开关断开，电磁铁断电，没有吸引大头针；图(b)中开关闭合，电磁铁通电，能吸引大头针，这两者的对比可以验证猜想1。
3. 对于问题（3）：猜想2是“对同一电磁铁来说，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强”，需要控制电磁铁的匝数相同（即同一电磁铁），改变电流大小。图(b)和图(c)是同一个电磁铁，滑动变阻器的滑片位置不同，图(c)中滑动变阻器接入电阻更小，电路中电流更大，吸引的大头针更多，符合猜想2的验证条件。
4. 对于问题（4）：猜想3是“电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强”，探究匝数的影响时，需要控制通过两个电磁铁的电流相同。图(d)中甲乙两个电磁铁串联，电流相同，甲的匝数多，吸引的大头针更多，说明匝数多磁性强，所以该猜想成立的前提是通过的电流相同，这是控制变量法的要求。
【解析】
（1）电磁铁磁性强弱不能直接测量，采用转换法，用吸引大头针的数目反映磁性强弱，数目不同则磁性强弱不同，所以填“磁性强弱”。
（2）验证猜想1，需对比通电、断电状态：图(a)断电，无磁性；图(b)通电，有磁性，因此选(a)和(b)。
（3）验证猜想2，需控制匝数相同（同一电磁铁），改变电流：图(b)和(c)是同一电磁铁，滑动变阻器改变了电流大小，(c)中电流大，磁性更强，吸引大头针更多，因此选(b)和(c)。
（4）图(d)中甲乙串联，电流相同，甲匝数多磁性更强，说明探究匝数对磁性的影响时，要控制通过的电流相同，所以补充条件为“通过的电流相同”。
【答案】
（1）磁性强弱
（2）$\boldsymbol{(a)}$和$\boldsymbol{(b)}$
（3）$\boldsymbol{(b)}$和$\boldsymbol{(c)}$
（4）通过的电流相同
【知识点】
1. 电磁铁磁性的影响因素
2. 控制变量法
3. 转换法
【点评】
本题是探究电磁铁磁性强弱影响因素的经典实验题，核心是熟练运用控制变量法控制单一变量，同时利用转换法将不可直接观察的磁性强弱转换为可观察的吸引大头针数目。题目覆盖了三个猜想的验证，需要准确区分每个猜想对应的变量控制要求，是对电磁学实验方法和知识点的综合考查。
【难度系数】
0.7
1. 对于问题（1）：电磁铁的磁性强弱无法直接观察，我们可以通过它吸引大头针的数目来间接判断，这是转换法的应用。吸引的大头针越多，说明磁性越强，所以根据吸引大头针的数目能判断电磁铁磁性强弱不同。
2. 对于问题（2）：猜想1是“电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性”，所以需要对比通电和断电两种状态下电磁铁的表现。观察四幅图，图(a)中开关断开，电磁铁断电，没有吸引大头针；图(b)中开关闭合，电磁铁通电，能吸引大头针，这两者的对比可以验证猜想1。
3. 对于问题（3）：猜想2是“对同一电磁铁来说，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强”，需要控制电磁铁的匝数相同（即同一电磁铁），改变电流大小。图(b)和图(c)是同一个电磁铁，滑动变阻器的滑片位置不同，图(c)中滑动变阻器接入电阻更小，电路中电流更大，吸引的大头针更多，符合猜想2的验证条件。
4. 对于问题（4）：猜想3是“电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强”，探究匝数的影响时，需要控制通过两个电磁铁的电流相同。图(d)中甲乙两个电磁铁串联，电流相同，甲的匝数多，吸引的大头针更多，说明匝数多磁性强，所以该猜想成立的前提是通过的电流相同，这是控制变量法的要求。
【解析】
（1）电磁铁磁性强弱不能直接测量，采用转换法，用吸引大头针的数目反映磁性强弱，数目不同则磁性强弱不同，所以填“磁性强弱”。
（2）验证猜想1，需对比通电、断电状态：图(a)断电，无磁性；图(b)通电，有磁性，因此选(a)和(b)。
（3）验证猜想2，需控制匝数相同（同一电磁铁），改变电流：图(b)和(c)是同一电磁铁，滑动变阻器改变了电流大小，(c)中电流大，磁性更强，吸引大头针更多，因此选(b)和(c)。
（4）图(d)中甲乙串联，电流相同，甲匝数多磁性更强，说明探究匝数对磁性的影响时，要控制通过的电流相同，所以补充条件为“通过的电流相同”。
【答案】
（1）磁性强弱
（2）$\boldsymbol{(a)}$和$\boldsymbol{(b)}$
（3）$\boldsymbol{(b)}$和$\boldsymbol{(c)}$
（4）通过的电流相同
【知识点】
1. 电磁铁磁性的影响因素
2. 控制变量法
3. 转换法
【点评】
本题是探究电磁铁磁性强弱影响因素的经典实验题，核心是熟练运用控制变量法控制单一变量，同时利用转换法将不可直接观察的磁性强弱转换为可观察的吸引大头针数目。题目覆盖了三个猜想的验证，需要准确区分每个猜想对应的变量控制要求，是对电磁学实验方法和知识点的综合考查。
【难度系数】
0.7