影响电磁铁磁性强弱的因素 初中物理
影响电磁铁磁性强弱的因素 【考点精讲】
1. 人们在利用通电螺线管的磁性时,通常都要把螺线管紧密地套在一个铁芯上,这样就构成了一个电磁铁．
2。 电磁铁的工作原理是电流的磁效应。
当电磁铁通电时，若干匝螺线中电流产生的磁场叠加在一起,再与被磁化后铁芯的磁场叠加,与单纯的通电螺线管相比，磁性大大增强.所以电磁铁成为很多自动控制设备的核心部件。 3. 电磁铁的突出优点
(1)电磁铁磁性的有无可利用通断电流来控制;
（2）电磁铁磁性的强弱可通过改变电流的大小来改变; (３)电磁铁的极性可通过改变电流的方向来改变。
(４)电磁铁的应用非常广泛，如:电磁起重机、磁悬浮列车、电铃等．
４。 电磁铁的铁芯用软铁而不能用钢。因为电磁铁在使用时，不仅要求磁性随电流的大小而变化,而且要求通过电流的通断来控制磁性的有无。软铁容易被磁化，磁性也容易消失,而钢被磁化后会变成永磁体，磁性不易消失。 5. 影响电磁铁磁性强弱的三要素
（１）电磁铁的磁性强弱跟线圈中的电流大小有关,线圈中的电流越大,磁性越强;电流越小,磁性越弱；
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(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;
(３)电磁铁的磁性强弱还跟是否插入铁芯有关，插入铁芯时磁性强，拔出铁芯时，磁性弱。特别是电流的大小这一因素,电路中一般用滑动变阻器来改变电流的大小。
在探究电磁铁的磁性强弱实验中,应注意控制变量法的运用。控制变量法是初中阶段最重要的科学探究方法.
控制变量法的具体应用方法：
固定几个因素不变,只改变某一因素,观察其对实验结果的影响,如探究线圈匝数对磁性强弱的影响时,应控制电流和铁芯相同,只改变线圈的匝数多少,观察电磁铁吸引大头针数目的变化情况。 【典例精析】
例题1 如图所示,橡皮筋下面挂着条形磁铁,当滑动变阻器的滑片Ｐ向某方向移动时,发现橡皮筋的长度变短了，则下列关于通电螺线管的磁极和滑片P移动方向，判断正确的是 （ )
A。 通电螺线管的上端为N极,滑片P向右移 Ｂ。 通电螺线管的上端为Ｓ极,滑片P向右移 C。 通电螺线管的上端为N极，滑片Ｐ向左移 Ｄ。 通电螺线管的上端为S极，滑片P向左移
思路导航:开关闭合后，螺线管中电流方向是自左向右,根据安培定则判断可知，通电螺线管的上端是Ｎ极,故与条形磁铁相斥。橡皮筋变短，说明条形磁铁受到通电螺线管对它向上的斥力增大，螺线管中的电流变大。由此可知，滑动变阻器连入电路中其电阻值逐渐变小，即滑片向右移动.
答案:Ａ
例题2 （温州）下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是( )
思路导航：选项A图中电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性,在电磁铁对衔铁的吸引力作用下带动钉锤敲击铃碗，进而发声，不符合题意;电熨斗是利用电流的热效应工作的，选项B符合题意;电磁选矿机内的电磁铁固定在转筒内,漏斗中装的是矿石,当矿石从漏斗经转筒落入下面的两个容器时,非铁矿石在重力的作用下直接落入左边的容器内，而铁矿石在电磁铁的吸引作用下落入右边的容器内，Ｃ项不符合题意;电磁起重机的主要部件是电磁铁,通电时可以吸起重物，断电时电磁铁失去磁性,又可以将重物放下，选项D也不符合题意。
答案：B
点评:电磁铁的应用实例非常多，但不同情况下对电磁铁的利用形式会有所不同，我们在分析时首先应明确这一设备的工作原理，再看其中的部件中是否有电磁铁的应用,并最终做出判断.
例题３ 同学们自制电磁铁并连接了如图所示的电路。闭合开关后，为了能够吸引更多的小铁钉,变阻器的滑片应向_＿_＿___＿(填“C”或“D\")端移动，图中的甲端是电磁铁的_____＿＿_极.
思路导航：电磁铁磁性越强,吸引的小铁钉越多,增大通过电磁铁线圈的电流可增强其磁性，所以变阻器的滑片应向C端移动,使变阻器接入电路中电阻变小,电
路中的电流变大,来增强电磁铁的磁性。根据右手定则可知,电磁铁的甲端为N极.
答案:C Ｎ
例题4 如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图.
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(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(填“Ｎ”或“Ｓ”）。
(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（填“上\"或“下”）。
思路导航：（1)根据题图可以看出，指针示数增大时应向左偏,故该通电螺线管应排斥小磁片,据同名磁极相互排斥可知，该螺线管的左端是Ｓ极,右端是Ｎ极，故A端是S极;
（２)为验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关,应控制线圈中的电流相同,改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可;故当将开关Ｓ从a点换到ｂ点时,由于接入电路的螺线管变长，电阻变大，所以电路中的电流变小;而在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的，所以需向下移动滑片减小滑动变阻器接入电路中的阻值，使电流增大才能实现上述目的。
答案：（1）S;(2）下
例题5 如图所示,是某学习小组同学设计的研究“影响通电螺线管磁性强弱的因素\"的实验电路图。
（1）增大通电螺线管的电流,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或 “右”）移动。
(２)下表是该组同学所做实验的记录： 通电螺线管中有无铁芯 线圈匝数 实验次数 １ 无铁芯 50匝 2 3 ４ 有铁芯 ５0匝 5 ６
电流 / A 0。８ １。2 1。5 0。8 １．２ 1.5 吸引大头针的最多数目 ／ 0 ０ 0 3 5 8 枚 同学们发现无铁芯组实验中没有吸引起大头针,那么通电螺线管到底有没有磁性呢?他们通过其他方法验证了这几次实验中通电螺线管都是有磁性的。他们采用的方法可能是 。(写出一种即可）
(３）在与同学们交流讨论时，另一组的同学提出一个新问题:“当线圈中的电流和匝数一定时，通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小(粗细）有关？”现有大小不同的两根铁芯,请根据你的猜想并利用本题电路,写出你验证猜想的简要操作方案:
。
思路导航：(1）为增大通电螺线管的电流,应减小滑动变阻器的阻值,则滑片应向左移动；
(2)该实验中通电螺线管一定是有磁性的,无铁芯组实验中没有吸引起大头针，应是通电螺线管的磁性比较弱或者大头针过重造成的,为了验证是否有磁性，可以换用一些更容易吸起的物体,如小磁针或细铁屑等;
(3)控制通电螺线管中的电流大小不变，即保持滑片在一定位置,通过往螺线管内插入大小不同的铁芯，观察比较吸引大头针数目的多少，即可判断通电螺线管的磁性强弱是否与线圈内的铁芯大小(粗细）有关。
答案：(1）左 （2)将大头针换成小磁针(或者用细铁屑)（其他答案合理也可）(3）按本题电路图连接好电路,调节滑动变阻器的滑片于一定的位置,首先放入大的铁芯，观察大头针被吸引的数目，记录数据；再放入小的铁芯,观察大头针被吸引的数目,记录数据,两者进行比较. 【总结提升】
实验探究：影响电磁铁磁性强弱的因素
提出问题
电冰箱、吸尘器等家用电器里都有电磁铁，它们在工作时吸引能力较小;而大型电磁起重机一次却可以吊起几吨钢材,可见不同的电磁铁磁性强弱也不同,那么电磁铁磁性强弱与哪些因素有关呢?
进行猜想
猜想A. 电磁铁通电时有磁性，断电时没磁性
猜想B。 电磁铁中一般都插入铁芯，磁性强弱可能与铁芯有无有关 猜想Ｃ。 通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强
猜想Ｄ. 外形相同的螺线管,线圈匝数越多,它的磁性越强
ﻬ实验方法
本实验采用控制变量法,即在研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时,要保证
线圈匝数等其他条件不变,只通过移动变阻器的滑片来改变线圈中的电流大小。在研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时,要保证电流的大小、两个螺线管外形等因素相同,通过更换线圈匝数不同的螺线管来分析比较。
实验器材
电源、电磁铁、10０匝、50匝铁芯各一个,滑动变阻器、电流表、开关、导线、大头针.
设计实验
用漆包线在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁,来吸引大头针. 1. 怎样判断电磁铁磁性强弱？ 电磁铁吸引大头针的数目
2。 怎样改变通过电磁铁线圈中电流?用什么方法来显示？
串联滑动变阻器来改变线圈中电流，用观察电流表示数来显示。 3． 怎样改变线圈匝数?
用外形相同匝数不同的电磁铁成品做实验 进行实验
如图为实验中所设计的电路图
1. 验证猜想A。 按a、b两图连好电路,当开关闭合后,发现大头针被吸起，当开关断开后,大头针落下。
2。 验证猜想B。 按b电路图连接好电路，闭合开关,观察电磁铁吸引大头针的多少,并记录吸引数量.抽去铁芯再次闭合开关，观察电磁铁吸引大头针的多少。 3. 验证猜想C． 按b、c电路图连接好电路，闭合开关,将滑动变阻器移到适当位置,观察电磁铁吸引大头针的多少,改变滑动变阻器的阻值(阻值改变较大)，观察电磁铁吸引大头针数量，并记录结果。
4。 验证猜想D． 按ｄ电路图连接好电路,闭合开关,观察两电磁铁吸引大头针的多少，并记录吸引数量。
将实验结果填入表格中: 步骤 保持不变的因素 观察 匝数、电流、铁钉 实验 匝数、电流 实验 匝数、铁钉 实验 电流、铁钉
变化的因素 开关断开、闭合 铁钉有、无 电流 匝数 实验现象 判断 分析论证
由现象1可知:电磁铁通电时有磁性，断电时没磁性。
由现象2可知:电磁铁磁性强弱与铁芯有无有关。其他条件一定时,电磁铁有铁芯时磁性要强。
由现象３可知:电磁铁磁性强弱与电流大小有关。其他条件一定时，通入电磁铁的电流越大电磁铁的磁性越强。
由现象４可知：电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关.其他条件一定时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
综上所述,电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关;与铁芯有无有关；与线圈中电流大小有关。 ﻬ
