我學會了探究

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呢？

二、作出猜想

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

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.

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

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.

三、設計實驗

我們小組計劃根據本章學過的“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，故應采用“控制變量法”：設計實驗方案時，只改變需要探究的因素，而控制其他因素不變.本小組設計實驗如下.

猜想1：電磁鐵磁性強弱可能與線圈匝數有關.

實驗器材：電源、開關、線圈（2個，型號相同匝數不同）、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，觀察兩電磁鐵吸引大頭針的多少，并記錄吸引大頭針的數量.斷開開關.

實驗現象：甲電磁鐵吸引大頭針的數量比乙吸引大頭針的數量少許多，現象明顯.

猜想2：電磁鐵磁性強弱可能與鐵芯的有無有關.

實驗器材：電源、開關、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，觀察兩電磁鐵吸引大頭針的多少，并記錄吸引大頭針的數量.斷開開關.

實驗現象：甲電磁鐵吸引大頭針的數量比乙吸引大頭針的數量多，現象明顯.

猜想3：電磁鐵磁性強弱可能與電流大小有關.

實驗器材：電源、開關、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，將滑動變阻器的滑片移到適當位置，觀察電流表的示數及電磁鐵吸引大頭針的多少，記錄結果.

（3）改變滑動變阻器的阻值（阻值改變應較大．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），觀察電流表的示數及電磁鐵吸引大頭針的數量，記錄結果.斷開開關.

實驗現象：電流大時電磁鐵吸引大頭針的數量比電流小時吸引大頭針的數量要多，現象明顯.

猜想4：電磁鐵磁性強弱可能與線圈直徑有關.

實驗器材：電源、開關、線圈（2個，匝數相同，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，觀察兩電磁鐵吸引大頭針的多少，記錄大頭針的數量.斷開開關.

實驗現象：兩電磁鐵吸引大頭針數量幾乎相同（相差1、2個），現象不明顯.

四、分析與評估

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

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

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

通過分析實驗4的現象，發現無法判斷電磁鐵磁性強弱與線圈直徑的關系，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有關，與鐵芯的有無有關，與線圈中電流大小有關.

（指導老師 錢 潔）責任編輯程哲

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”