中考物理二轮复习核心素养提升专题12 物理探究实验（7）——电磁学中的3个探究实验练习（含解析）.doc

专题12初中物理探究实验（7）

——电磁学中的三个探究实验梳理

探究实验一、探究通电螺线管外部的磁场分布

【猜想】

通电螺线管周围的磁场可能与条形磁体周围的磁场相似；磁场的方向可能与电流的方向有关。

【设计实验】

（1）如图所示，用铜导线穿过一块硬板绕成螺线管，将小磁针放在硬板的不同位置，然后给螺线管通电，分别记录下小磁针在各个位置静止时N极的指向.

（2）在前面的装置中，改变电流的方向，对照上次实验中的现象，观察小磁针的N极指向是否与原来相同.

【进行实验与收集证据】

1.如图（a）所示，接通电路，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记录螺线管周围各点的磁场方向，画出通电螺线管外部的磁感线。

2.如图（b）所示，把电池的正负极对调（改变电流的方向），再重复上述步骤.画出通电螺线管外部的磁感线。

条形磁体

条形磁体

【分析与论证】

1.比较所画的两幅图，它们有哪些相同和不同之处?

2.通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关吗?

3.实验结论：

通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似；通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。

【例题1】在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中：

（1）小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图（a）所示，放小磁针的目的是__________；

（2）闭合开关后观察到如图（b）所示的现象，说明通电螺线管周围存在_____________；

（3）通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，你怎样验证，方法是______________。

【答案】（1）确定通电螺线管周围磁场的方向；（2）磁场；（3）改变螺线管中的电流方向，观察小磁针的指向变化情况。

【解析】（1）因为小磁针放入磁场中，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了确定通电螺线管周围磁场的方向。

（2）闭合开关后观察到小磁针按一定的规律发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场。

（3）通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，验证方法是改变螺线管中电流方向，观察小磁针的指向变化情况。

探究实验二、探究影响电磁铁磁性强弱的因素

【猜想与假设】

电磁铁磁性的强弱可能与电流的大小、线圈的匝数有关。电流越大、匝数越多，磁性越强.

【设计实验】

1.实验器材

三个匝数不同的电磁铁、学生电源、电流表、开关、导线、大头针、滑动变阻器等。

2.实验电路

把电磁铁、学生电源（带开关）、滑动变阻器、电流表等组成串联电路。

【进行实验】

1.研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系。

按照电路图甲，把滑动变阻器、电流表和一定匝数的电磁铁串联起来，移动变阻器的滑片P，改变电路中的电流。观察电流大小不同时，电磁铁吸引铁钉的数目有什么变化。

实验现象：电流越大，电磁铁能吸引的铁钉数越多。

甲

甲

C

乙

2.研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系

如图乙所示，把三个匝数不同的电磁铁串联在电路中，可以控制通过的电流相等，通过比较吸引的铁钉的数量比较磁性的强弱。

实验现象：电流相等时，匝数越多，吸引的铁钉越多。

【分析和论证】

1.图甲所示实验中，线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，吸引铁钉的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；

2.图乙所示实验中，电流大小相同时，线圈匝数多的电磁铁吸引铁钉的数目多，说明线圈匝数越多，磁性越强。

【实验结论】

电磁铁的磁性强弱与通过的电流和线圈的匝数有关：

①线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；

②电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。

【交流与评估】

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。

2.实验涉及到的方法：控制变量法、转换法。

3.电磁铁是一个带有铁芯的通电螺线管。

4.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.

6.该实验中滑动变阻器的作用是：保护电路、改变电流大小。

7.在实验中可以使用电流表测量电流，从而探究电流对通电螺线管磁性的强弱的影响。

8.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，断电后仍有磁性，大头针不会掉下来。

【例题2】小薛和小程同学在做“探究影响电磁铁磁性强弱因素”的实验时，提出以下猜想：

猜想一：电磁铁磁性强弱与通过线圈的电流有关；

猜想二：电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关；

猜想三：电磁铁磁性强弱与铁芯的形状有关。

为了验证猜想，他们准备的实验器材有：新干电池2节、相同的大铁钉若干、大头针若干、长导线1根、细线若干。用其中两个大铁钉绕成电磁铁A和B，电路如图所示。请你完成下列内容。

（1）实验中要通过观察电磁铁吸引大头针的___________，来判断电磁铁磁性的强弱；

（2）如图，将两个电磁铁的