3.2拓展電磁實驗探究（原卷版）

類型之一：磁場探究【方法歸納】①確定磁極位置的方法原理是磁性物質(zhì)可以吸引鐵鈷鎳等物質(zhì)，通過觀察吸引大頭針數(shù)目的多少來判斷，磁性最強部位吸引大頭針數(shù)目較多。②地磁的兩極與地理的兩極相反。③通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似；通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的電流方向之間的關(guān)系可以用安培定則來判斷。類型之二：通電直導(dǎo)線周圍的磁場【方法歸納】①奧斯特實驗通過通電直導(dǎo)線周圍小磁針偏轉(zhuǎn)說明了通電導(dǎo)體周圍存在磁場；當(dāng)電流方向改變時，產(chǎn)生的磁場方向也改變，所以小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也會改變；②物理學(xué)中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。類型之三：通電螺線管周圍的磁場【方法歸納】①安培定則也應(yīng)用于單匝圓形線圈的極性判斷；②地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。③電磁鐵磁性強弱的影響因素：電流大小、線圈多少、有無鐵芯。當(dāng)電流大小一定時，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強；當(dāng)線圈匝數(shù)一定時，通過電磁鐵的電流越大，磁性越強。探究電磁鐵的磁性強弱跟鐵芯大小的關(guān)系，一定控制電流和線圈的匝數(shù)不變，磁性強弱用吸引大頭針的多少來反映。類型之四：電磁繼電器的原理、結(jié)構(gòu)、工作示意圖在電磁式繼電器中，主要由銜鐵，線圈，鐵芯，觸點與支桿等部分組成，電磁式繼電器可以用較小的電流來控制較大的電流。電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)如下圖：電磁式繼電器的工作原理及演示圖電流繼電器的線圈串接于電路中，根據(jù)線圈電流的大小而動作。這種繼電器的線圈導(dǎo)線粗匝數(shù)少、線圈阻抗小。電壓繼電器線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，工作時并聯(lián)在回路中，根據(jù)線圈兩端電壓的大小接通或斷開電路。1、在探究影響電磁鐵磁性強弱因素的實驗中，小華用漆包線（表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線）繞在鐵釘上做成了有五個接線柱（抽頭）o、a、b、c、d的電磁鐵，相鄰抽頭之間線圈均為40匝。小華將它與電源、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線和一些大頭針，組成了如圖所示的實驗電路。（1）此實驗中電磁鐵磁性的強弱用來反映；（2）小華實驗步驟如下：①先將抽頭o、a連入電路，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P到某一位置，用電磁鐵的一端吸引大頭針，同時觀察電流表的示數(shù)I。斷開開關(guān)，將o、a間的匝數(shù)和被吸引的大頭針的個數(shù)記入實驗數(shù)據(jù)表中；②小華再將抽頭o、b連入電路，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，使電流表的示數(shù)I保持不變，再用電磁鐵的一端吸引大頭針。斷開開關(guān)，將o、b間線圈的匝數(shù)和被吸引的大頭針的個數(shù)記入實驗數(shù)據(jù)表中；③仿照上一步驟，分別接入o、c和o、d，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；（3）根據(jù)實驗步驟可知，小華探究具體問題是：。2、某實驗小組用自制電磁鐵探究影響電磁鐵磁性強弱的因素。他們用相同的漆包線和鐵釘繞制成兩個電磁鐵A和B，B鐵釘上繞有更多匝數(shù)的線圈，實驗裝置如圖所示。（1）如圖甲，閉合開關(guān)，電磁鐵A的釘尖是極（選填“N”或“S”）；將滑動變阻器的滑片P向右移動，能吸引的大頭針（選填“更多”“不變”或“更少”）；（2）如圖乙，把電磁鐵A和B串聯(lián)，閉合開關(guān)，多次移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電磁鐵B總能吸引更多的大頭針，通過比較，得出的結(jié)論是；（3）電磁鐵在生活中應(yīng)用廣泛，請舉一例：。3、學(xué)習(xí)了“電生磁”的知識后，小柯在家里進(jìn)行實驗探究。實驗器材主要有：全新干電池若干節(jié)、鐵釘3枚、大頭針若干、長導(dǎo)線1根。實驗過程：①用細(xì)線把3枚鐵釘捆綁在一起，再用長導(dǎo)線纏繞鐵釘6圈，連接在1節(jié)全新干電池兩端（如圖所示），制成簡易的電磁鐵。用電磁鐵尖端去靠近大頭針，觀察吸引大頭針的數(shù)目（通電時間不超過10秒鐘，下同）；②將電磁鐵連接在2節(jié)串聯(lián)的全新干電池兩端，重復(fù)實驗；③將電磁鐵連接在3節(jié)串聯(lián)的全新干電池兩端，重復(fù)實驗；④增加電磁鐵的線圈匝數(shù)至9匝，連接在1節(jié)全新干電池兩端，重復(fù)實驗；⑤增加電磁鐵的線圈匝數(shù)至12匝，連接在1節(jié)全新干電池兩端，重復(fù)實驗；（1）1節(jié)全新干電池的電壓是伏；（2）小柯的實驗想要探究的問題是：；（3）本實驗用電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目來比較電磁鐵的磁性強弱，此科學(xué)方法屬于（選填“類比法”或“轉(zhuǎn)換法”）；（4）請幫助小柯設(shè)計用于記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。4、電與磁之間存在著相互聯(lián)系，彰顯物理現(xiàn)象的對稱、統(tǒng)一之美。（1）如圖1所示，小雨利用干電池、導(dǎo)線和小磁針進(jìn)行實驗；①通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實驗表明；②若把圖甲中的小磁針換成直導(dǎo)線并通電。推測：兩條通電導(dǎo)線之間（填“有”或“沒有”）相互作用力，依據(jù)是（填字母）；A．電磁感應(yīng)現(xiàn)象

B．磁場對電流的作用（2）小雨又將直導(dǎo)線繞成螺線管形狀，在螺線管的兩端各放一個小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，如圖2所示。實驗結(jié)果表明：通電螺線管外部的磁場與______的磁場一樣；（3）在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵。下列設(shè)備中沒有用到電磁鐵的是（填字母）。A．大型發(fā)電機(jī)

B．電磁起重機(jī)

C．電爐5、某校九年級一班物理興趣小組的同學(xué)，學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象的知識后，深受物理學(xué)家奧斯特和法拉第科學(xué)探索精神的影響，懷著極大的興趣對下列實驗進(jìn)行了探究。如圖甲，將小磁針放在南北方向的直導(dǎo)線正下方，小磁針靜止，N極指向北。如圖乙觸接電源，小磁針的N極向紙外偏轉(zhuǎn)。斷開連接后，小磁針恢復(fù)到圖甲位置。如圖丙，將電源正負(fù)極對調(diào)，再次觸接電源，小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)。則：（1）通電導(dǎo)線周圍存在磁場，且磁場的方向與有關(guān)；（2）斷開電源后，小磁針恢復(fù)到圖甲狀態(tài)，這是因為小磁針受到了的作用；（3）如圖丁所示，高速電子束飛過小磁針上方時，小磁針將發(fā)生如圖所示方向的偏轉(zhuǎn)，原因是。6、在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中，小明制成簡易電磁鐵甲、乙，并設(shè)計了如圖所示的電路。（1）實驗中通過觀察來判斷電磁鐵磁性的強弱；（2）當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù)（填“增加”或“減少”），說明電流越，電磁鐵磁性越強；（3）根據(jù)圖示的情境可知，（填“甲”或“乙”）的磁性強，說明電流一定時，，電磁鐵磁性越強；（4）根據(jù)右手螺旋定則，可判斷出乙鐵釘?shù)纳隙耸请姶盆F的極；（5）電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是。7、如圖是小明研究“影響電磁鐵磁性強弱因素”的裝置圖，它是由電源、滑動變阻器、開關(guān)、帶鐵芯的螺線管和自制的針式刻度板組成。通過觀察指針B偏轉(zhuǎn)角度的大小來判斷電磁鐵磁性的強弱。在指針下方固定一物體A，當(dāng)用導(dǎo)線A與接線柱2相連時，閉合開關(guān)后，指針B發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖連接完整。(2)指針下方的物體A應(yīng)由材料制成。A.銅B.鐵C.鋁D.塑料(3)實驗發(fā)現(xiàn)：當(dāng)滑動變阻器的滑片P向(填“左”或“右”)滑動時，指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(填“變大”或“變小”)。(4)保持滑片Ｐ位置不變，當(dāng)導(dǎo)線A由接線柱2改為與接線柱1相連，閉合開關(guān)后，可發(fā)現(xiàn)指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(填“變大”或“變小”。(5)經(jīng)過對電磁鐵的研究，可得出的結(jié)論是當(dāng)線圈匝數(shù)一定時，通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵磁性；當(dāng)通過電磁鐵的電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越，磁性越。8、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩根平行導(dǎo)線通電后有如圖所示的現(xiàn)象(圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況)。(1)由圖可知兩平行通電導(dǎo)線之間有力的作用。當(dāng)通人的電流方向相同時，導(dǎo)線相互當(dāng)通入的電流方向相反時，導(dǎo)線相互。(2)判斷通電直導(dǎo)線周圍磁場方向的方法是用右手握導(dǎo)線，大拇指指向電流方向，則四指環(huán)繞的方向就是通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向。根據(jù)這個方法，請你判定甲圖中導(dǎo)線A在導(dǎo)線B處產(chǎn)生的磁場方向為垂直于紙面(填“向里”或“向外”)。(3)上述現(xiàn)象的原因是通電導(dǎo)線A周圍產(chǎn)生的磁場對通電導(dǎo)線B有的作用。當(dāng)導(dǎo)線A中的電流方向改變時，其磁場的方向也發(fā)生改變，導(dǎo)線B受力方向隨之改變。(4)由此可知：與磁體之間的相互作用一樣，電流之間的相互作用也是通過來實現(xiàn)的。9、小芳同學(xué)探究通電螺線管外部磁場的實驗報告如下：【實驗器材】螺線管、塑料板、小磁針、鐵屑、電池、開關(guān)、導(dǎo)線等(如圖1)?！咎岢鰡栴}】在我們熟悉的各種磁體中，通電螺線管外部的磁場可能與哪種磁體的相似?【進(jìn)行實驗】(1)探究通電螺線管的磁場分布。①了解螺線管磁場演示儀的構(gòu)造，線圈的位置等；②閉合開關(guān)將螺線管通電，用手輕輕敲擊塑料板，觀察；③把它與某些磁體磁場的分布進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)與磁體周圍的磁場相似。(2)探究通電螺線管的磁場方向。①將小磁針放在螺線管周圍的不同位置；②根據(jù)記錄通電螺線管周圍各點的磁場方向；③通過，來改變電流方向，探究通電螺線管外部磁場方向是否發(fā)生改變。(3)我們能不能找到一種判斷通電螺線管兩端的極性的方法呢?請大家觀察圖2，螞蟻和猴子是怎么說的，你能否受到某種啟示呢?①螞蟻沿著電流方向繞螺線管爬行說：“N極就在我的左邊”；②猴子用右手把一個大螺線管夾在腋下，說：“如果電流沿著我右臂所指的方向，N極就在我前方”。小芳同學(xué)總結(jié)出通電螺線管磁極的極性可以這樣來判斷：。10、探究“產(chǎn)生感應(yīng)電流條件”的實驗步驟如圖中、乙、丙所示。(1)本實驗中，我們通過觀察與來判斷電路中是否有感應(yīng)電流。(2)通過比較兩圖可知，產(chǎn)生感應(yīng)電