实验26—探究通电螺线管磁性强弱的影响因素实验（解析版）.docx

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1、实验二十六、探究通电螺线管磁性强弱的影响因素实验剖析【实验目的】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素。【实验器材】电源、滑动变阻器、导线若干、电磁铁、大头钉、开关、铁钉若干。【实验方法】控制变量法：转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。【实验原理】电流的磁效应【实验猜想】磁性强弱与线圈的匝数有关系磁性强弱与电流有关系磁性强弱与有无铁芯有关系【实验步骡（一）探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系方案：保持铁芯、线圈匝数不变，改变通过电磁铁的电流大小，观察电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱。现象：增大电流，电磁铁吸引的大头针数目增多.结论：铁芯、线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越

2、越大，电磁铁的磁性越强.电磁铁磁性强弱与电流大小有关.（二）探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系方案：保持电流、铁芯不变，改变线圈的匝数，观察电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱。现象：线圈匝数越多，电磁铁吸引的大头针数H增多.结论：当电流和铁芯不变时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强.电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关.（三）探究通电螺线管的磁性强弱与有无铁芯的关系方案：保持电流、线圈匝数不变，比较不插入铁芯和插入铁芯时,观察电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱。数据记录：现象：插入铁芯后，通电螺线管吸引的大头针数H增多.结论：当电流和线圈面数不变时，插入铁芯，通电螺线管磁性大大增强.

3、电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关.【实验结论】磁性强弱与线圈的匝数有关系：当电流和铁芯不变时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强.磁性强弱与电流有关系：铁芯、线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越越大，电磁铁的磁性越强.磁性强弱与有无铁芯有关系：当电流和线圈匝数不变时，插入铁芯，通电螺线管磁性大大增强.【考点方向】1、电磁铁的优点：电磁铁磁性有无，可用电流的通断来控制电磁铁磁性强弱，可用改变电流的大小来控制电磁铁的极性变换，可用改变电流的方向来实现。（或对调电源正负极）2、实验原理：电流的磁效应。3、实验涉及到的方法：控制变量法、转换法。4、电磁铁是一个带有铁芯的通电螺线管。5、实验得到的结论：通电螺线管

4、的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数、是否有铁芯有关。6、电磁铁的应用有哪些？答：电磁起重机、电铃、电话听筒、话筒、电磁继电器、磁悬浮列车。7、实验过程中，当插入通电螺线管后磁性大大增强的原因是什么？答：因为铁芯在通电螺线管产生的磁场中被磁化后相当于一根磁铁。8、该实验过程中改变电流的大小是通过改变滑动变阻器的阻值实现的9、该实验中滑动变阻器的作用是：保护电路、改变电流大小。10、实验过程中，记录多组数据的FI的：为了得出普遍规律，避免实验的偶然性。11、如果在实验中为了探究电流对通电螺线管磁性的强弱的影响时.，还可以增加一项仪器电流表。12、实验中用铁棒而不用钢棒的原因：钢棒被磁化后成为永磁铁

5、，断电后仍有磁性，大头针不会掉卜来。经典母题陈明和张华同学合作，探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”。选用的实验器材有：干电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉及长导线。（1）陈明将导线绕在铁钉上制成简易螺线管，利用 来显示通电螺线管磁性强弱；这种实验探究方法是 法。（2）张华连接好电路，图A所示，滑动变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，铁钉吸引一定数量的大头针；此现象说明电流具有;移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，图B所示，铁钉吸引大头针的数量增大。比较图A和B可知 图中的电流较小。可得出结论，通过通电螺线管的电流越 （选填“大”或“小”），通电螺线管磁性越强。（3）在（

6、2）中比较图A和B,探究影响通电螺线管磁性强弱的过程中采用的探究方法是;初中还学过哪些实验采用此探究方法，请举一个例子。（4）实验中滑动变阻器的作用是 和。（5）图C所示，陈明和张华将导线绕在两枚铁钉上构成两个简易通电螺线管串联的电路。实验状态由图显示的现象说明：在 相同的情况下，通电螺线管线圈的越（选填“多”或“少”），通电螺线管磁性越强。（6）陈明在实验过程中发现，被吸引的大头针之间上部一端靠近紧密，下端则是分散开来，原因是：。（7）通过上述实验可知：通电螺线管磁性的强弱与、有关；除此之外可能还与有关。为了探究该猜想可以采用以下哪种材料做成的选 oA、铜B、铁C、铝【答案】（1）吸引大头针

7、的多少；转换法；（2）磁效应；A；大；（3）控制变量法；探究影响电阻大小因素的实验；（4）保护电路；改变甩流大小；（5）电流大小；匝数；多；（6）大头针被磁化后，下端是同名磁极相互排斥；（7）电流大小、线圈匝数；是否插入铁芯；B；【解析】(1)本题采用了转换法(吸引大头针的多少)来探究影响磁性强弱的因素；实验剖析一|在磁场说明电流的磁效应，类似奥斯特实验的结论；在探究电流大小对通电螺线管磁性强弱的影响时，采用控制变量法，而电流的大小控制则是通过调节滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度来实现的，由实现现象可以得知，B图的电流较大，吸引的大头针的数量较多。(3)本实验采用的是控制变量法来探究影响通电螺

8、线管磁性强弱的，控制变量法主要用于为了研究某一项因素对实验或结论的影响时.，需要控制其他的条件保持一致，才能确保是此因素对实验的影响。初中阶段控制变量法的应用非常广泛，例如探究电阻的大小影响因素，液体压强的特点，滑动摩擦力的影响因素等。(4)本实验中为了研究电流大小对通电螺线管磁性的强弱，是利用滑动变阻器能够改变电阻，从而改变电流来完成的。同时在实验中避免电流过大，而可能出现的损坏电路问题，通过增大阻值，降低电流还起到保护电路的作用。(5)通过实验可以得知，影响通电螺线管磁性强弱的因素有电流大小，线圈的匝数。其他条件一定的情况下线圈匝数越多，磁性越强，吸引的大头针也就越多。(6)被吸引的大头针

9、过段时间后，被磁化，使得大头针下端带有相同的磁极，同极之间会发生排斥，因此,下端会分散开来。(7)通电螺线管的磁性主要和电流大小、线圈匝数有关，同时会受到是否有铁芯的影响，当有铁芯插入螺线管中时，铁芯是软磁铁，很快被磁化，然后产生和通电螺线管类似的磁场，使得二者磁场相互叠加，使得磁性加强。(5)练习1. (2020陕西)如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。(1)送电线圈是利用电流的 效应工作的，与受电线圈产生电流的原理相同的是 ；

10、(选填“电动机”或“发电机”)(2)受电线圈中电流大小可以通过灯泡 来反映;(3)在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下，该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素，猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料，他们了解到了受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着他们用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同、直径不同的线圈,对其余两个猜想进行探究。实验数据如下表：（送电线圈直径为70.0mm）实验次数受电线圈的直径D/mm两线圈之间的距离d/mm受电线圈两端的电压U/V170.022.08.6270.011.014.1370.05.520.54145.05.510

11、.35105.05.516.9645.05.513.9732.05.55.4分析 三次实验数据可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大；分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论：在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，受电线圈直径增大时，其两端电压;（4）通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 的缺点尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景，如部分手机和电动牙刷的无线充电【答案】（1）磁；发电机；（2）亮度（或明暗程度、两端的电压）；（3） 1、2、3；先增大后减小（或先变大后变小）；（4）小（或近、短）。【解析

12、】（1）送电线圈利用电流产生磁场，故送电线圈是利用电流的磁效应工作的。送电线圈的工作原理是电流的磁效应，和受电线圈产生电流的原理相同的是发电机，电动机的工作原理通电线圈受到磁场的作用。利用转换法通过灯泡的亮度（或明暗程度、两端的电压）来反映受电线圈中电流大小。要探究受电线圈两端电压与两个线圈之间距离的关系，需要在改变两个线圈之间距离的同时，保持受电线圈的直径等其他条件不变，所以需要分许1、2、3三次实验数据。3、4、5、6、7五次实验，两个线圈之间的距离不变，只改变了受电线圈的直径，所以探究的是受电线圈两端电压与受电线圈直径的关系，分析数据可以发现，在两个线圈之间距离和线圈匝数相同的情况下，受

13、电线圈直径增大时，其两端电压先增大后减小。（4）通过实验可以发现，在受电线圈直径和匝数不变时，两线圈之间距离增大时，受电线圈两端电压显著减小，所以电能无线传输存在输送距离小的缺点。练习2.（2020贵港）为了探究通电螺线管外部磁场的方向，小明设计了如图甲所示实验。甲乙（1）闭合开关，小磁针转动到如图乙所示位置；断开开关，小磁针又回到原来位置（指向南北），这说明通电螺线管周围有,通电螺线管的a端为 极。（2）调换电源正负极接线后再闭合开关，发现小磁针转动情况与图乙所示相反。这说明通电螺线管的磁场方向与电流的 有关。【答案】（1）磁场；S； （2）方向。【解析】（1）由图乙可知，闭合开关，小磁针发

14、生偏转，断开开关，小磁针又回到原来位置，说明通电螺线管周围磁场，使小磁针发生了偏转。左边小磁针的右端是N极，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的a端为S极。（2）将电源的正负极对调，电流的方向发生了改变，闭合开关后发现小磁针偏转的方向发生了改变，这说明磁场的方向与电流方向有关。练习3. （2020九上凌云期末）（1）如图所示，闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有,这是丹麦物理学家 首先发现的甩与磁之间有联系的；调换电源正负极，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与 有关。（2）如图所示，是某同学探究电磁铁磁性强弱跟电流大小关系的电路图。闭合开关S后，当滑动变阻器滑片P向a端移动时，电磁铁

15、磁性越强；结论：当线圈匝数不变，通过线圈的电流，电磁铁磁性越强。生活中，常用到此设备工作的是 oA.电镀锅 B.电烙铁 C.电磁起重机【答案】（1）磁场；奥斯特；电流方向；（2）越大；C。【解析】（1）如图所示的实验，闭合开关前，小磁针静止且能指向南北；闭合开关后，小磁针的指向发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，这是丹麦物理学家奥斯特首先发现的，调换电源正负极，即改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时N极所指方向与原来相反，说明磁场方向与螺线管中的电流方向有关。（2）线圈中的电流越大，电磁铁的磁性越强。当滑片向a端移动时，滑动变阻器的电阻减小，电路中的电流变大，螺线管的磁性增强。故可得结论：结论：当线圈匝数不变，通过线圈的电流越大，电磁铁磁性越强。电磁铁利用了电流的磁效应，生活中，常用到此设备工作的是电磁起重机，故答案为：Co练习4.（2020九上滦县期末）在探究“影