2019_2020学年九年级物理全册第14章第4节电磁铁及其应用第1课时探究__影响电磁铁磁性强弱的因素考点手册新版北师大版.doc

第四节　电磁铁及其应用
第1课时　探究——影响电磁铁磁性强弱的因素

知识点　电磁铁及其特点 精练版P12
1．电磁铁
定义
插入了软铁棒的通电螺线管
工作原理
根据电流的磁效应和带铁芯的通电螺线管磁性增强的原理
工作原理
分析
如图所示，由于铁芯AB被磁
化后极性与通电螺线管极性一致，故可使通电螺线管的磁性增强

知识拓展：为什么电磁铁中的铁芯用软铁而不能用钢？
电磁铁要求可以通过电流的通断来控制磁性的有无。软铁容易被磁化，磁性也很容易消失，而钢具有保持磁性的性质，钢被磁化后磁性不容易消失而成为永磁体，所以电磁铁中的铁芯用软铁而不用钢。常用的电磁铁大都是做成“U”形，使它的两个磁极同时吸引物体，吸引力更强。
温馨提示：由于电磁铁是插入了软铁棒的螺线管，所以可运用右手螺旋定则来判定它两端的极性。
2．电磁铁的特点
(1)实验探究：影响电磁铁磁性强弱的因素
提出问题：电磁铁的磁性强弱与什么因素有关呢？
猜想与假设：①电磁铁的磁性强弱可能与电流大小有关。
②电磁铁的磁性强弱可能与线圈的匝数有关。
设计实验：①实验器材：找两段相同的长度为4cm～5cm的硬纸管，管的粗细刚好能并排插入两根较大的铁钉，用漆包线在其中一根管上绕50匝的单层线圈，在另一根管上绕100匝的单层线圈，除去漆包线引出端的漆层。
②实验电路图：如图所示。

③实验方法：实验采用“控制变量法”，首先控制电磁铁的线圈匝数不变，来探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系；然后控制电流不变，来探究电磁铁的磁性强弱与电磁铁线圈匝数的关系。
④探究磁性强弱采用“转换法”：用电磁铁吸引大头针个数的多少表示磁性的强弱。
进行实验：a.在50匝线圈的管子中插入两根铁钉，将它接入电路，调节滑动变阻器片到阻值最大端，闭合开关S，调节滑片P使电流表示数等于1.5A，用电磁铁吸引大头针，记下能吸引大头针的数目。调节滑片P，使电流表示数等于3A，用电磁铁吸引大头针，记下能吸引大头针的数目。
b．断开开关，将50匝线圈的管子取下，换上有100匝线圈的管子，中间插入两根铁钉。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表示数等于1.5A，用电磁铁吸引大头针，记下能吸引大头针的数目。调节滑片P，使电流表示数等于3A，用电磁铁吸引大头针，记下能吸引大头针的数目。
实验数据记录：
实验
序号
线圈匝
数/匝
铁钉数
/个
电流
/A
吸引大头针
数目/个
1
50
2
1.5
8
2
50
2
3
20
3
100
2
1.5
15
4
100
2
3
37
分析和论证：通过实验1和2(或3和4)，我们可以得出，同一电磁铁(线圈匝数不变)，通过的电流越大，吸起的大头针就越多，说明电磁铁的磁性越强；从实验1和3(或2和4)可以看出，在电流相同的情况下，电磁铁线圈匝数多的，吸起的大头针较多，磁性较强。
实验结论：①电磁铁的磁性强弱跟线圈中电流的大小有关，线圈中的电流越大，磁性越强；电流越小，磁性越弱。②电磁铁的磁性强弱还跟线圈的匝数有关，匝数越多，磁性越强；匝数越少，磁性越弱。
(2)电磁铁的特点
①电磁铁磁性的有无可以通过电流的通断来控制，电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性。
②电磁铁的极性可以通过电流的方向来控制，如果把电源两极对调后，电流方向发生改变，电磁铁的极性就会发生改变。
③电磁铁磁性的强弱可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制，通过电磁铁的电流越大，接入电路中线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
知识拓展：磁铁、通电螺线管和电磁铁的区别与联系

磁铁
通电螺线管
电磁铁
区
别
磁极
是一个永磁体，磁极不变
与电流方向、导线的绕法有关
与电流方向、导线的绕法有关
磁性
强弱
较强且不变
很弱，与电流大小，线圈匝数有关
强弱可变，与电流大小、线圈匝数有关
磁极的
判断
方法
可悬挂起来，指南的为S极，指北的为N极
右手螺旋定则
右手螺旋定则
联系
都有N极和S极：磁感线在外部都是从N极出发回到S极，内部从S极到N极，通电螺线管内部插入铁芯成为电磁铁
(3)电磁铁的应用：电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、电铃等。
例1　为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：

(1)通过观察图甲中A与B两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越________。
(2)通过观察图乙与图丙，当线圈的匝数相同时，通过电磁铁的电流越________，它的磁性就越强。
(3)结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有____________________________。
解析：(1)图甲中A、B两电磁铁，通过线圈的电流相同时，线圈的匝数越多，吸引大头针的数目越多，表明它的磁性越强。(2)线圈的匝数相同，图乙中滑动变阻器连入电路的电阻较小，电路中的电流较大，电磁铁吸引大头针较多，电磁铁的磁性较强，说明通过电磁铁的电流越大，它的磁性就越强。(3)影响电磁铁磁性强弱的因素与通过电磁铁的电流的大小和线圈的匝数有关。
答案：(1)强　(2)大　(3)电流的大小和线圈的匝数

易错点　对影响电磁铁磁性强弱的因素掌握不够而致错
在探究实验中，注意控制变量法的使用。特别是在探究或验证电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时，线圈匝数的改变会导致电路中电流发生变化，这时需调节滑动变阻器，保证电流不变。
例2　如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图。

(1)当指针指示的数值增大时，表示通电螺线管的磁性增强，则螺线管A端为________极。
(2)为了验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，应将开关S从a点换到b点，并调节变阻器的滑片向________滑动，使电流表的示数不变。
解析：(1)当指针指示的数值增大即指针向左偏转时，下面的小磁片应向右移动，表示通电螺线管的磁性增强，即两个相对磁极的排斥力增强，所以通电螺线管的右端为N极，左端(A端)为S极。(2)验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关时，需要控制电路中电流不变。将开关S从a点换到b点，通电螺线管的电阻变大，电路中电流会变小，要保持电流不变，则滑动变阻器连入电路的电阻需变小，即调节滑动变阻器的滑片向下移动。
答案：(1)S　(2)下

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