问题的提出     初中教材中"研究通电螺线管磁性"的演示实验，按课本设计方法(图1)，一般效果不甚理想，选用何种技法才能解决这个问题呢? 图1

解决方法一——选用缺点列举法          实验中的缺点是弹簧的形变较小，学生不易观察。原因是缺乏合适的弹簧与铁块相配合，演示中螺线管产生的磁性较弱，对铁块的吸引力小，弹簧的形变达不到演示要求。若选用倔强系数小的弹簧,又会因承受不了铁块的重力而导致实验失败。针对上述缺点，可采用下述几条改进途径:增强通电螺线管磁性、选用倔强系数小的弹簧、减小铁抉质量。有人根据上述思路选用倔强系数小的弹簧，用铁皮圆筒代替铁块，并把铁筒下端伸至螺线管内，再加上指针放大，问题就迎刃而解了。     图2所示即为改进后的通电螺线管实验装置。定滑轮固定在竖直板面上，用铁片卷成的一个直径约2cm、长约l0cm的圆筒，用锡焊接封口,筒的顶部通过细线和弹簧相连，并在定滑轮小钉处固定。螺线管用Φ0.l5mm漆包线绕1000匝，在700匝处抽头，线圈的首端、抽头和末端分别与接线柱相连。弹簧倔强系数的选择要使弹簧的伸长尽可能地大些。 图2          演示时，电源串接滑动变阻器和示教电流计后与螺线管连接。调节滑动变阻器阻值以改变电流强度，增减螺线管匝数以及保持电流不变，将铁心从螺线管底端插入时，可看到指针偏转角度的明显变化。该实验装置可用来演示螺线管的磁性强弱，与电流强弱、螺线管匝数和有无铁心有关。

解决方法二——选用替代技法          在这个实验中有人利用学生熟悉的水的浮力来替代弹簧的弹力。具体装置如图3所示，量筒外套一个螺线管(用φ0.3mm漆包线绕350匝，在200匝处抽头)。另用泡沫块削一圆柱体作浮体，浮体下端粘厚约3mm圆形软铁块作铁磁物质。铁心用细线悬挂，放在量筒底部，为了使铁心容易拉动，铁心底部粘一泡沫块以增加浮力。     演示时，量筒内放水，调整水量，使浮体最下面刻度线与水面相平，再调整螺线管在量筒上的高度，使浮体下端铁块与螺线管上管口相平。接通电源后，浮体被吸入水中一定深度，改变电流强度或线圈匝数，吸入深度随着改变。当把量筒底部的铁心用细线拉起，可明显发现，在同样电流强度下浮体吸入更深，说明通电螺线管磁性强弱还与有无铁心有关。 图3

解决方法三——选用组合技法          把传感器中磁敏元件和显示器组合起来，可成为一个探测磁感强度和磁场方向的仪器。这种仪器除可作"通电螺线管的磁性"演示外，还可用作磁屏蔽等演示项目。在这里不要求学生了解磁敏元件、显示器等工作原理，只要知道其对磁感强度、方向有相应反应即可。     图4所示装置是利用霍尔传感器和电流表组合成的探测器。霍尔传感器是把霍尔元件、放大器、温度补偿电路及稳压电源做在一块芯片上。图中霍尔传感器型号为UGN-350lM，为差动输出，输出与磁场强度成线性。其l、8两脚输出与磁场的方向有关，当磁场的方向相反时输出的极性也相反。在5、6、7脚接一调整电位器，可以补偿不等位电势，并且可改善线性(但灵敏度有所降低)。 图4     整个装置把电源、传感器、电流表做成一体。为便于演示，传感器放在电表顶端如图5。 图5          演示时，把螺线管放在传感器上端，从电流表指示电流的强弱和方向,可知道通过螺线管的磁感强度、磁极方向以及磁屏蔽等。

解决方法四——希望点列举法           对研究螺线管磁性大小的演示（创造对象）提出希望，这希望无非是两方面：一是该演示本身存在不足，希望改进和解决，二是人们对该演示因教学的需要不断上升，提出更为"苛刻"的要求。      列举希望点： a.希望灵敏度高。要求螺线管的匝数增减几匝，其磁性的变化就有明显的反应。 b.希望操作简便。要求在螺线管匝数连续变化时，保持回路电流强度不变。 c.可见度好。保证螺线管在匝数变化，电流强度变化，以及有无铁芯,这些演示内容都能让学生感受到。      头脑里有一个理想化的东西，然后再思考它的细节或实施手段。要比遇事头脑中一片空白或胡思乱想要有效得多。       对上述希望点进行研究，会产生许多发明设想，图6所示就是其中一个方案。螺线管水平置于支架一侧，这样可以方便地改变线圈匝数，也便于把铁芯插入。用铁皮卷成管状衔铁用线悬挂。衔铁的水平位移采用拨叉指针机构放大。 图6           演示时先拨动衔铁，使学生理解拨叉指针放大机构的简单原理，接通电源，调整滑动变阻器，可使螺线管中电流强度有小到大。这时可观察到指针逐渐向上偏转，演示了螺线管磁性与电流大小有关。固定滑动变阻器阻值，将导线从螺线管上逐圈拆下，可看到指针向下偏转。再逐圈绕上时指针可恢复到原位，从而演示了螺线管磁性与匝数有关。调整滑动变阻器使电流保持定值，把铁芯从螺线管右端插入时，可看到指针明显向上偏转，从而演示了螺线管磁性与有无铁芯有关。此装置实现了某些希望，但从理想化的方式来看尚需努力和探索。