1. 实验小组的同学在实验室探究“通电螺线管外部磁场的方向”。

(1)首先探究“通电螺线管外部的磁场与哪种磁体的磁场相似”，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满细铁屑，闭合开关通电后，观察小磁针的指向，然后（填实验操作），观察铁屑的排列情况，如图甲所示。
(2)在螺线管的两端放上小磁针用来显示的方向，其中小磁针N极所指的方向就是该点的方向。
(3)去掉铁屑，增加小磁针的数量，接通电源后，小磁针的指向如图乙所示，再将电源的正、负极对调，小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场方向与方向有关。
(4)要探究“通电螺线管的磁场强弱与电流大小是否有关”，应在图甲装置所在的电路中串联一个（填电学实验仪器名称）。
(5)在制造精密仪器时，所用的电阻常常采用如图丁所示的双线绕法。把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。请你从电磁学的角度分析，这样缠绕电阻丝的目的是。

1. (1) 轻敲硬纸板
(2) 磁场 磁场
(3) 电流
(4) 滑动变阻器
(5) 避免螺线管两端产生磁场(或使螺线管两端产生的磁场相互抵消)

【分析】
本题围绕通电螺线管外部磁场的探究实验展开，需结合实验操作目的、磁场相关规律、滑动变阻器的作用及电流的磁效应等知识逐一分析各小问：
(1) 铁屑受摩擦力影响，无法直接按磁场排列，需减小摩擦力使其随磁场力排列；
(2) 小磁针可直观反映磁场的存在及方向，结合磁场方向的规定判断；
(3) 对调电源正负极改变了电流方向，观察小磁针指向变化可推导磁场方向的影响因素；
(4) 探究磁场强弱与电流大小的关系，需改变电路电流，选择能调节电流的电学仪器；
(5) 双线绕法中两根导线电流方向相反，结合电流的磁效应分析磁场的相互作用。
【解析】
(1) 通电后，硬纸板上的铁屑与纸板间存在摩擦力，无法自动排列成规则形状，轻敲硬纸板可减小铁屑与纸板的摩擦力，使铁屑在磁场力作用下按磁场分布排列，故操作是轻敲硬纸板；
(2) 螺线管周围存在磁场，小磁针放入后会受磁场力作用，因此小磁针用于显示磁场的方向；物理学规定，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向；
(3) 将电源正、负极对调后，螺线管中的电流方向改变，小磁针指向随之改变，说明通电螺线管周围的磁场方向与电流方向有关；
(4) 探究通电螺线管的磁场强弱与电流大小的关系，需控制其他条件不变，改变电路中的电流大小，滑动变阻器可通过改变接入电路的电阻调节电流，因此应串联滑动变阻器；
(5) 双线绕法中，两根导线的电流大小相等、方向相反，根据电流的磁效应，它们产生的磁场大小相等、方向相反，相互抵消，因此目的是避免螺线管产生磁场（或使螺线管两端产生的磁场相互抵消）。
【答案】
(1) 轻敲硬纸板；(2) 磁场；磁场；(3) 电流；(4) 滑动变阻器；(5) 避免螺线管两端产生磁场(或使螺线管两端产生的磁场相互抵消)
【知识点】
通电螺线管的磁场、滑动变阻器的作用、电流的磁效应
【点评】
本题为通电螺线管磁场相关的基础实验题，涵盖实验操作、磁场规律、仪器作用及特殊绕法原理，考查学生对电磁学基础知识点的掌握与应用能力，整体难度适中。
【难度系数】
0.6

2. 在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。

（1）实验中通过观察来判断电磁铁磁性的强弱，运用的物理方法是。下面的实验也用到了这种科学探究方法的是（填字母）。
A. 认识电压时，用水压来类比
B. 用光线来描述光通过的路径
C. 把敲响的音叉接触水面，通过观察有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
（2）闭合开关S，将滑动变阻器滑片向左移动，电磁铁甲、乙吸引大头针的数量（选填“增加”或“减少”），说明电流越，电磁铁磁性越强。
（3）根据图示的情境可知，电磁铁（选填“甲”或“乙”）的磁性更强，这说明电流一定时，，电磁铁磁性越强。
（4）请你判断出电磁铁乙的上端是极。
（5）电磁铁甲、乙吸引的大头针下端分散的原因是。
（6）小明将电磁铁甲、乙串联的目的是。
（7）电磁铁在生产、生活中应用广泛，请写出其中一个应用：。

2. (1) 电磁铁吸引大头针数量的多少 转换法 C
(2) 增加 大
(3) 甲 线圈匝数越多
(4) N
(5) 大头针被磁化,下端的磁极是同名磁极,因同名磁极相互排斥而分散
(6) 控制线圈中的电流相等
(7) 电磁起重机(合理即可)

【分析】
本题围绕“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验展开，解题思路如下：
1. 磁性强弱的判断：利用转换法，通过观察吸引大头针的数量体现磁性强弱，需区分转换法、类比法、模型法的应用差异；
2. 电流对磁性的影响：滑动变阻器滑片左移，接入电阻变小，电路电流变大，电磁铁磁性增强，吸引大头针数量增加；
3. 串联电路的作用：甲乙串联时电流相等，结合线圈匝数不同，探究磁性与匝数的关系；
4. 磁极判断：用安培定则（右手螺旋定则），结合电流方向判断乙的磁极；
5. 大头针分散原因：磁化后同名磁极相互排斥；
6. 串联目的：控制电流相同，探究匝数对磁性的影响；
7. 电磁铁应用：结合生活实例列举即可。
【解析】
（1）实验中，电磁铁磁性越强，吸引的大头针数量越多，因此通过观察电磁铁吸引大头针数量的多少判断磁性强弱，这种将不易观察的物理量转换为易观察物理量的方法是转换法；
选项A是类比法（用水压类比电压），选项B是模型法（用光线描述光），选项C是转换法（通过水花判断音叉振动），故选C。
（2）闭合开关，滑动变阻器滑片向左移动，接入电路的电阻减小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，因此吸引大头针的数量增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。
（3）由图可知，甲吸引的大头针数量更多，说明电磁铁甲的磁性更强；甲乙串联，电流相同，甲的线圈匝数更多，因此电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
（4）根据安培定则：右手握住电磁铁乙，四指指向电流方向，大拇指指向N极，可判断乙的上端为N极。
（5）大头针被电磁铁磁化后，下端的磁极是同名磁极，同名磁极相互排斥，因此大头针下端分散。
（6）将甲乙串联，是为了控制线圈中的电流相等，这样才能探究线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响。
（7）电磁铁的应用有电磁起重机、电铃、电磁继电器等，写出一个即可，如电磁起重机。
【答案】
(1) 电磁铁吸引大头针数量的多少；转换法；C
(2) 增加；大
(3) 甲；线圈匝数越多
(4) N
(5) 大头针被磁化，下端的磁极是同名磁极，因同名磁极相互排斥而分散
(6) 控制线圈中的电流相等
(7) 电磁起重机（合理即可）
【知识点】
电磁铁磁性强弱、安培定则、磁化现象
【点评】
本题是电磁学经典实验题，考查转换法、控制变量法、安培定则等核心知识点，涵盖电磁铁磁性强弱的影响因素、磁极判断、磁化等内容，注重实验原理与方法的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6