3-2-拓展——电磁实验探究-2023-2024学年八年级科学下册精讲精练(华师大版)(原卷版).docx

类型之一：磁场探究

【方法归纳】①确定磁极位置的方法原理是磁性物质可以吸引铁钴镍等物质，通过观察吸引大头针数目的多少来判断，磁性最强部位吸引大头针数目较多。
②地磁的两极与地理的两极相反。
③通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断。
类型之二：通电直导线周围的磁场

【方法归纳】①奥斯特实验通过通电直导线周围小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也会改变；
②物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
类型之三：通电螺线管周围的磁场

【方法归纳】①安培定则也应用于单匝圆形线圈的极性判断；
②地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
③电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈多少、有无铁芯。
当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
探究电磁铁的磁性强弱跟铁芯大小的关系，一定控制电流和线圈的匝数不变，磁性强弱用吸引大头针的多少来反映。
类型之四：电磁继电器的原理、结构、工作示意图
在电磁式继电器中，主要由衔铁，线圈，铁芯，触点与支杆等部分组成，电磁式继电器可以用较小的电流来控制较大的电流。
电磁式继电器的结构如下图：

电磁式继电器的工作原理及演示图

电流继电器的线圈串接于电路中，根据线圈电流的大小而动作。这种继电器的线圈导线粗匝数少、线圈阻抗小。
电压继电器线圈匝数多，导线细，工作时并联在回路中，根据线圈两端电压的大小接通或断开电路。

1、在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中，小华用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）绕在铁钉上做成了有五个接线柱（抽头）o、a、b、c、d的电磁铁，相邻抽头之间线圈均为40匝。小华将它与电源、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一些大头针，组成了如图所示的实验电路。

（1）此实验中电磁铁磁性的强弱用 来反映；
（2）小华实验步骤如下：
①先将抽头o、a连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，用电磁铁的一端吸引大头针，同时观察电流表的示数I。断开开关，将o、a间的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中；
②小华再将抽头o、b连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数I保持不变，再用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关，将o、b间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中；
③仿照上一步骤，分别接入o、c和o、d，记录相关数据；
（3）根据实验步骤可知，小华探究具体问题是： 。
2、某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。

（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是 极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引 的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；
（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 ；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例： 。
3、学习了“电生磁”的知识后，小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有：全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程：
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起，再用长导线缠绕铁钉6圈，连接在1节全新干电池两端（如图所示），制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针，观察吸引大头针的数目（通电时间不超过10秒钟，下同）；

②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端，重复实验；
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端，重复实验；
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验；
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验；
（1）1节全新干电池的电压是 伏；
（2）小柯的实验想要探究的问题是： ；
（3）本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱，此科学方法属于 （选填“类比法”或“转换法”）；
（4）请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
4、电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。

（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 （填“有”或“没有”）相互作用力，依据是 （填字母）；
A．电磁感应现象                 B．磁场对电流的作用
（2）小雨又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图2所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与______的磁场一样；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是 （填字母）。
A．大型发电机        B．电磁起重机             C．电炉
5、某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则：

（1）通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与 有关；
（2）断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了 的作用；
（3）如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图 所示方向的偏转，原因是 。
6、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。

（1）实验中通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱；
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强；
（3）根据图示的情境可知， （填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（4）根据右手螺旋定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极；
（5）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
7、如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A，当用导线A与接线柱2相连时，闭合开关后，指针B发生偏转。

(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)指针下方的物体A应由 材料制成。
A.铜 B.铁 C. 铝 D.塑料
(3)实验发现：当滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)滑动时，指针B偏转的角度将会 (填“变大”或“变小”)。
(4)保持滑片Ｐ位置不变，当导线A由接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会 (填“变大”或“变小”。
(5)经过对电磁铁的研究，可得出的结论是当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性 ；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越 ，磁性越 。
8、科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。

(1)由图可知两平行通电导线之间有力的作用。当通人的电流方向相同时，导线相互 当通入的电流方向相反时，导线相互 。
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法，请你判定甲图中导线A在导线B处产生的磁场方向为垂直于纸面 (填“向里”或“向外”)。
(3)上述现象的原因是通电导线A周围产生的磁场对通电导线B有 的作用。当导线A中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线B受力方向随之改变。
(4)由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过 来实现的。
9、小芳同学探究通电螺线管外部磁场的实验报告如下：
【实验器材】螺线管、塑料板、小磁针、铁屑、电池、开关、导线等(如图1)。
【提出问题】在我们熟悉的各种磁体中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似?
【进行实验】

(1)探究通电螺线管的磁场分布。
①了解螺线管磁场演示仪的构造，线圈的位置等；
②闭合开关将螺线管通电，用手轻轻敲击塑料板，观察 ；
③把它与某些磁体磁场的分布进行对比，发现与 磁体周围的磁场相似。
(2)探究通电螺线管的磁场方向。
①将小磁针放在螺线管周围的不同位置；
②根据 记录通电螺线管周围各点的磁场方向；
③通过 ，来改变电流方向，探究通电螺线管外部磁场方向是否发生改变。
(3)我们能不能找到一种判断通电螺线管两端的极性的方法呢?请大家观察图2蚂蚁和猴子是怎么说的，你能否受到某种启示呢?
①蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行说：“N极就在我的左边”；
②猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：“如果电流沿着我右臂所指的方向，N极就在我前方”。
小芳同学总结出通电螺线管磁极的极性可以这样来判断：
。
10、探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图中、乙、丙所示。

(1)本实验中，我们通过观察与 来判断电路中是否有感应电流。
(2)通过比较 两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；通过比较甲、乙两图可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做 运动。
(3)若图甲中 AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路 (填“有”或“无”)感应电流。
(4)若某同学用图中所示进行实验，发现现象不太明显。请提出一条改进措施： 。
(5)在产生感应电流的实验中，将 能转化为电能，生活中的 机就是根据上述原理工作的。