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物理

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20.3 实验:探究电磁铁的磁性强弱及磁极  

2015-01-21 07:18:18|  分类: 一节一实验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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实验目的:

1.通过自制电磁铁,了解电磁铁的构造,提高动手能力。

2.通过实验知道电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、插入铁芯的长度等有关。会通过转化法比较电磁铁磁性强弱。

3.通过实验知道电磁铁的磁极与电流方向和绕线方向有关。

实验原理:

电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,电流越大,磁性越强;磁性与线圈匝数有关,匝数越多,磁性越强;插入铁芯越长,磁性越强。

电磁铁的磁极与电流方向、绕线方向有关。改变电流方向可以改变磁极,改变绕线方法也可以改变磁极,但同时改变电流方向和绕线方向,电磁铁的磁极不变。

实验器材:

漆包线、两根粗细长短相同的铁钉、回形针1盒、白纸、电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、小磁针、剪刀。

实验步骤:

(一)探究电磁铁的磁性强弱与电流大小、插入铁芯长度的关系

1.设计电路图,A、B两点间预留接入电磁铁(如图1)。设计实验数据记录表格。

20.3 实验:探究电磁铁的磁性强弱及磁极 - 物理 - 物理

图1

2.把铁钉的外表面裹一层纸,把漆包线紧密的排绕在铁钉上,这就做成了一个电磁铁。

3.把自制电磁铁的两个线头用剪刀刮去绝缘漆,接到上面电路图中A、B两线柱上(如图2)。

20.3 实验:探究电磁铁的磁性强弱及磁极 - 物理 - 物理

图2

4.检查电路,把滑动变阻器调至阻值最大端。闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出电流表的示数,把自制电磁铁的尖端靠近回形针,记录吸引回形针的数量,把数据填入表1中。

表1


实验次数

电流大小/A

吸引回形针的数量

1

 

 

2

 

 

3

 

 


5.调节滑动变阻器的滑片,使电路中电流增大一些,再把铁钉电磁铁的尖端靠近回形针,记录吸引回形针的数量,把数据填入表1中。调节滑片位置,进行多次实验。

6.闭合开关,调节滑片P到某一位置固定不动,把自制电磁铁与回形针靠近,记录吸引回形针的数量,把数据填入表2中。

表2


实验次数

铁钉在螺线管中的长度

吸引回形针的数量

1

 

2

较长

 

3

 


7.向外抽铁钉,使铁钉在螺线管中的长度变短,记录吸引回形针的数量,把数据填入表2中。改变铁钉在螺线管中的长度,进行多次实验(如图3)。

20.3 实验:探究电磁铁的磁性强弱及磁极 - 物理 - 物理20.3 实验:探究电磁铁的磁性强弱及磁极 - 物理 - 物理

图3

(二)探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系

1.设计电路图,如图4。

20.3 实验:探究电磁铁的磁性强弱及磁极 - 物理 - 物理

图4

2.检查电路,闭合开关,调节滑动变阻器,让A、B两电磁铁靠近回形针,比较吸引回形针的数量。

3.改变A、B电磁铁线圈的匝数,进行多次实验,发现线圈匝数越多的吸引回形针的数量越多。

(三)探究电磁铁的磁极与电流方向、线圈绕线的关系

1.按要求设计电路(如图5)。

20.3 实验:探究电磁铁的磁性强弱及磁极 - 物理 - 物理

图5

2.利用漆包线和铁钉自制一个电磁铁,把漆包线的两端绝缘漆刮去,接入电路中A、B两点。

3.把小磁针靠近电磁铁钉尖一端,检查电路,闭合开关,观察小磁针的偏转情况,转动小磁针,观察小磁针静止时的指向,判断电磁铁钉尖一端的磁极,把实验结果记录到表3中。

4.改变电磁铁接A、B两接线柱的接线,从而改变自制电磁铁中电流的方向,把小磁针靠近电磁铁钉尖一端,转动小磁针,观察小磁针静止时的指向,判断电磁铁钉尖一端的磁极,把实验结果记录到表3中。

5.断开开关,改变电磁铁的绕线方向,再次接入电路的A、B两点间,保持电流方向不变,闭合开关,判断电磁铁的磁极。把自制电磁铁的磁极记录到表格3中。

6.断开开关,同时改变电流方向、电磁铁的绕线方向,闭合开关,判断电磁铁的磁极,把实验结果记录到表3中。

表3


实验次数

电流方向

绕线方向

电磁铁钉尖磁极

1

A→B

不变

 

B→A

不变

 

2

A→B

顺时针

 

A→B

逆时针

 

3

A→B

顺时针

 

B→A

逆时针

 


操作提示:

1.在自制电磁铁时,应选择铁钉,不宜选钢钉。在铁钉的外面先裹一层纸,再在纸外侧绕漆包线,铁钉可以从线圈中抽动。

2.电磁铁工作时,线圈电阻较小,电路中电流较大,利用电池盒进行实验时,连续工作时间不宜太长。

3.在研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时,把两个电磁铁串联,利用串联电路电流处处相等的特点,使两电磁铁的电流相等。

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