侯要權(quán)

一、提出問(wèn)題

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

二、作出猜想

1．平時(shí)見(jiàn)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(qiáng)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(qiáng)弱可能與鐵芯的有無(wú)有關(guān).

3．通電導(dǎo)線周?chē)写艌?chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)，故猜想：電磁鐵的磁性強(qiáng)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(qiáng)弱可能與線圈直徑有關(guān).

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

我們小組計(jì)劃根據(jù)本章學(xué)過(guò)的“磁體能夠吸引大頭針，磁性越強(qiáng)吸引的大頭針越多”進(jìn)行實(shí)驗(yàn).由于電磁鐵的磁性強(qiáng)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(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，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(jì)實(shí)驗(yàn)如下.

猜想1：電磁鐵磁性強(qiáng)弱可能與線圈匝數(shù)有關(guān).

實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、線圈（2個(gè)，型號(hào)相同匝數(shù)不同）、大頭針．

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按圖1所示電路圖連接好電路.

（2）閉合開(kāi)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(kāi)開(kāi)關(guān).

實(shí)驗(yàn)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(qiáng)弱可能與鐵芯的有無(wú)有關(guān).

實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、線圈（2個(gè)，型號(hào)相同）、鐵芯．

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按下頁(yè)圖2所示電路圖連接好電路.

（2）閉合開(kāi)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(kāi)開(kāi)關(guān).

實(shí)驗(yàn)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(qiáng)弱可能與電流大小有關(guān).

實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、線圈、電流表、大頭針．

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按圖3所示電路圖連接好電路.

（2）閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到適當(dāng)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(dòng)變阻器的阻值（阻值改變應(yīng)較大．注意改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)不要使電流過(guò)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(kāi)開(kāi)關(guān).

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電流大時(shí)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量比電流小時(shí)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(qiáng)弱可能與線圈直徑有關(guān).

實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、線圈（2個(gè)，匝數(shù)相同，直徑不同）、大頭針．

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按圖4所示電路圖連接好電路.

（2）閉合開(kāi)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(kāi)開(kāi)關(guān).

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

四、分析與評(píng)估

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

通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象可知：電磁鐵磁性強(qiáng)弱與鐵芯的有無(wú)有關(guān)，其他條件一定時(shí)，有鐵芯時(shí)磁性強(qiáng).

通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)3的現(xiàn)象可知：電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)，其他條件一定時(shí)，電流大時(shí)磁性強(qiáng).

通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)4的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)無(wú)法判斷電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈直徑的關(guān)系，還需進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.

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

（指導(dǎo)老師 錢(qián) 潔）責(zé)任編輯程哲

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文”