张平柯

小學科学课堂里，“电磁铁”内容的一个主要环节是研究电磁铁的磁性强弱与线圈圈数和电流强度的关系，实验中常通过电磁铁吸引大头针的个数来进行判断。

在探究完“电磁铁的磁性强弱与线圈圈数关系”后，教师根据教材提出新的问题：通过电池串联，研究增加电池节数对电磁铁磁性的影响。

但是，实际教学中往往效果很不明显——随着电池节数的增加，电磁铁吸引大头针的个数几乎不变，这样的结果让学生感到迷惑，相当一部分一线科学教师也觉得很奇怪。有好几位一线教师向我反映了这个情况，问这是为什么，有没有办法改进这个实验。

我们来分析一下其中的道理。

取电池电动势为1.5 V，内阻为0.5Ω，可以算得使用1节电池时，流过线圈的电流约为2.75 A；使用2节电池时，电池电动势变为3 V，但内阻也变为1Ω，代入数据计算，此时流过线圈的电流为2.87 A；使用3节电池时，流过线圈的电流为2.91 A。随着串联电池的增加，导致增加微小电流，自然不会出现教材和教师预想的“电磁铁磁性明显增强”。实际上，很多实验过程中用到的导线截面积远远大于0.2 mm2，电池几乎工作在短路状态，这种情况下，随着串联电池的增加，通过线圈的电流几乎不变，不管串联几节电池，流过线圈的电流都是3 A左右，也不会导致电磁铁磁性的变化。

教材意识到这个实验中电池几乎工作在短路状态，因此在后面的内容中特别提醒“因为用的导线较短，这个电磁铁是很耗电的，不要把它长时间接在电池上”。……