侯要權(quán)

一、提出問題

家里的電冰箱、吸塵器等都有電磁鐵，它們工作時磁性強弱（即吸引能力）不同，磁性強弱可能與哪些因素有關(guān)呢？

二、作出猜想

1．平時見到的電磁鐵線圈的匝數(shù)有多有少，故猜想：電磁鐵的磁性強弱可能與線圈匝數(shù)有關(guān).

2．電磁鐵中一般都插入鐵芯，故猜想：電磁鐵的磁性強弱可能與鐵芯的有無有關(guān).

3．通電導(dǎo)線周圍有磁場，磁場強弱與電流大小有關(guān)，故猜想：電磁鐵的磁性強弱可能與電流的大小有關(guān).

4．電磁鐵的線圈直徑大小不同，故猜想：電磁鐵的磁性強弱可能與線圈直徑有關(guān).

三、設(shè)計實驗

我們小組計劃根據(jù)本章學過的“磁體能夠吸引大頭針，磁性越強吸引的大頭針越多”進行實驗.由于電磁鐵的磁性強弱可能與猜想中的這些因素均有關(guān)，故應(yīng)采用“控制變量法”：設(shè)計實驗方案時，只改變需要探究的因素，而控制其他因素不變.本小組設(shè)計實驗如下.

猜想1：電磁鐵磁性強弱可能與線圈匝數(shù)有關(guān).

實驗器材：電源、開關(guān)、線圈（2個，型號相同匝數(shù)不同）、大頭針．

實驗步驟：（1）按圖1所示電路圖連接好電路.

（2）閉合開關(guān)，觀察兩電磁鐵吸引大頭針的多少，并記錄吸引大頭針的數(shù)量.斷開開關(guān).

實驗現(xiàn)象：甲電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量比乙吸引大頭針的數(shù)量少許多，現(xiàn)象明顯.

猜想2：電磁鐵磁性強弱可能與鐵芯的有無有關(guān).

實驗器材：電源、開關(guān)、線圈（2個，型號相同）、鐵芯．

實驗步驟：（1）按下頁圖2所示電路圖連接好電路.

（2）閉合開關(guān)，觀察兩電磁鐵吸引大頭針的多少，并記錄吸引大頭針的數(shù)量.斷開開關(guān).

實驗現(xiàn)象：甲電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量比乙吸引大頭針的數(shù)量多，現(xiàn)象明顯.

猜想3：電磁鐵磁性強弱可能與電流大小有關(guān).

實驗器材：電源、開關(guān)、滑動變阻器、線圈、電流表、大頭針．

實驗步驟：（1）按圖3所示電路圖連接好電路.

（2）閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到適當位置，觀察電流表的示數(shù)及電磁鐵吸引大頭針的多少，記錄結(jié)果.

（3）改變滑動變阻器的阻值（阻值改變應(yīng)較大．注意改變滑動變阻器的阻值時不要使電流過大，以免損壞電流表），觀察電流表的示數(shù)及電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量，記錄結(jié)果.斷開開關(guān).

實驗現(xiàn)象：電流大時電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量比電流小時吸引大頭針的數(shù)量要多，現(xiàn)象明顯.

猜想4：電磁鐵磁性強弱可能與線圈直徑有關(guān).

實驗器材：電源、開關(guān)、線圈（2個，匝數(shù)相同，直徑不同）、大頭針．

實驗步驟：（1）按圖4所示電路圖連接好電路.

（2）閉合開關(guān)，觀察兩電磁鐵吸引大頭針的多少，記錄大頭針的數(shù)量.斷開開關(guān).

實驗現(xiàn)象：兩電磁鐵吸引大頭針數(shù)量幾乎相同（相差1、2個），現(xiàn)象不明顯.

四、分析與評估

通過分析實驗1的現(xiàn)象可知：電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)有關(guān)，其他條件一定時，匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強.

通過分析實驗2的現(xiàn)象可知：電磁鐵磁性強弱與鐵芯的有無有關(guān)，其他條件一定時，有鐵芯時磁性強.

通過分析實驗3的現(xiàn)象可知：電磁鐵磁性強弱與電流大小有關(guān)，其他條件一定時，電流大時磁性強.

通過分析實驗4的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)無法判斷電磁鐵磁性強弱與線圈直徑的關(guān)系，還需進一步改進實驗進行探究.

綜上所述，電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)有關(guān)，與鐵芯的有無有關(guān)，與線圈中電流大小有關(guān).

（指導(dǎo)老師 錢 潔）責任編輯程哲

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