3.2拓展電磁實(shí)驗(yàn)探究（原卷版）

類(lèi)型之一：磁場(chǎng)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(guò)觀察吸引大頭針數(shù)目的多少來(lái)判斷，磁性最強(qiáng)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(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)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(lái)判斷。類(lèi)型之二：通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)【方法歸納】①奧斯特實(shí)驗(yàn)通過(guò)通電直導(dǎo)線周?chē)〈裴樒D(zhuǎn)說(shuō)明了通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)；當(dāng)電流方向改變時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也改變，所以小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也會(huì)改變；②物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。類(lèi)型之三：通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)【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(qiáng)弱的影響因素：電流大小、線圈多少、有無(wú)鐵芯。當(dāng)電流大小一定時(shí)，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)；當(dāng)線圈匝數(shù)一定時(shí)，通過(guò)電磁鐵的電流越大，磁性越強(qiáng)。探究電磁鐵的磁性強(qiáng)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(qiáng)弱用吸引大頭針的多少來(lái)反映。類(lèi)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(diǎn)與支桿等部分組成，電磁式繼電器可以用較小的電流來(lái)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(dòng)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(shí)并聯(lián)在回路中，根據(jù)線圈兩端電壓的大小接通或斷開(kāi)電路。1、在探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素的實(shí)驗(yàn)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(gè)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(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線和一些大頭針，組成了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。（1）此實(shí)驗(yàn)中電磁鐵磁性的強(qiáng)弱用來(lái)反映；（2）小華實(shí)驗(yàn)步驟如下：①先將抽頭o、a連入電路，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)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(shí)觀察電流表的示數(shù)I。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將o、a間的匝數(shù)和被吸引的大頭針的個(gè)數(shù)記入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表中；②小華再將抽頭o、b連入電路，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)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(kāi)開(kāi)關(guān)，將o、b間線圈的匝數(shù)和被吸引的大頭針的個(gè)數(shù)記入實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟可知，小華探究具體問(wèn)題是：。2、某實(shí)驗(yàn)小組用自制電磁鐵探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。他們用相同的漆包線和鐵釘繞制成兩個(gè)電磁鐵A和B，B鐵釘上繞有更多匝數(shù)的線圈，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（1）如圖甲，閉合開(kāi)關(guān)，電磁鐵A的釘尖是極（選填“N”或“S”）；將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，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(kāi)關(guān)，多次移動(dòng)滑動(dòng)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(guò)比較，得出的結(jié)論是；（3）電磁鐵在生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)舉一例：。3、學(xué)習(xí)了“電生磁”的知識(shí)后，小柯在家里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)器材主要有：全新干電池若干節(jié)、鐵釘3枚、大頭針若干、長(zhǎng)導(dǎo)線1根。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：①用細(xì)線把3枚鐵釘捆綁在一起，再用長(zhǎng)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(jiǎn)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(shí)間不超過(guò)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(shí)驗(yàn)；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(shí)驗(yàn)；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(shí)驗(yàn)；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(shí)驗(yàn)；（1）1節(jié)全新干電池的電壓是伏；（2）小柯的實(shí)驗(yàn)想要探究的問(wèn)題是：；（3）本實(shí)驗(yàn)用電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目來(lái)比較電磁鐵的磁性強(qiáng)弱，此科學(xué)方法屬于（選填“類(lèi)比法”或“轉(zhuǎn)換法”）；（4）請(qǐng)幫助小柯設(shè)計(jì)用于記錄實(shí)驗(yàn)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(duì)稱(chēng)、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(shí)驗(yàn)；①通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實(shí)驗(yàn)表明；②若把圖甲中的小磁針換成直導(dǎo)線并通電。推測(cè)：兩條通電導(dǎo)線之間（填“有”或“沒(méi)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(chǎng)對(duì)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(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通電螺線管外部的磁場(chǎng)與______的磁場(chǎng)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(méi)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(jí)一班物理興趣小組的同學(xué)，學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象的知識(shí)后，深受物理學(xué)家?jiàn)W斯特和法拉第科學(xué)探索精神的影響，懷著極大的興趣對(duì)下列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究。如圖甲，將小磁針?lè)旁谀媳狈较虻闹睂?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(kāi)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(duì)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?chē)嬖诖艌?chǎng)，且磁場(chǎng)的方向與有關(guān)；（2）斷開(kāi)電源后，小磁針恢復(fù)到圖甲狀態(tài)，這是因?yàn)樾〈裴樖艿搅说淖饔茫唬?）如圖丁所示，高速電子束飛過(guò)小磁針上方時(shí)，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(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中，小明制成簡(jiǎn)易電磁鐵甲、乙，并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察來(lái)判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個(gè)數(shù)（填“增加”或“減少”），說(shuō)明電流越，電磁鐵磁性越強(qiáng)；（3）根據(jù)圖示的情境可知，（填“甲”或“乙”）的磁性強(qiáng)，說(shuō)明電流一定時(shí)，，電磁鐵磁性越強(qiáng)；（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(qiáng)弱因素”的裝置圖，它是由電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、帶鐵芯的螺線管和自制的針式刻度板組成。通過(guò)觀察指針B偏轉(zhuǎn)角度的大小來(lái)判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)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(shí)，閉合開(kāi)關(guān)后，指針B發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將實(shí)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向(填“左”或“右”)滑動(dòng)時(shí)，指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(huì)(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(kāi)關(guān)后，可發(fā)現(xiàn)指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(huì)(填“變大”或“變小”。(5)經(jīng)過(guò)對(duì)電磁鐵的研究，可得出的結(jié)論是當(dāng)線圈匝數(shù)一定時(shí)，通過(guò)電磁鐵的電流越大，電磁鐵磁性；當(dāng)通過(guò)電磁鐵的電流一定時(shí)，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(shí)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(shí)，導(dǎo)線相互當(dāng)通入的電流方向相反時(shí)，導(dǎo)線相互。(2)判斷通電直導(dǎo)線周?chē)艌?chǎng)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?chē)拇艌?chǎng)方向。根據(jù)這個(gè)方法，請(qǐng)你判定甲圖中導(dǎo)線A在導(dǎo)線B處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪庇诩埫?填“向里”或“向外”)。(3)上述現(xiàn)象的原因是通電導(dǎo)線A周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)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(shí)，其磁場(chǎng)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(guò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。9、小芳同學(xué)探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下：【實(shí)驗(yàn)器材】螺線管、塑料板、小磁針、鐵屑、電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等(如圖1)?！咎岢鰡?wèn)題】在我們熟悉的各種磁體中，通電螺線管外部的磁場(chǎng)可能與哪種磁體的相似?【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)探究通電螺線管的磁場(chǎng)分布。①了解螺線管磁場(chǎng)演示儀的構(gòu)造，線圈的位置等；②閉合開(kāi)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(chǎng)的分布進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)與磁體周?chē)拇艌?chǎng)相似。(2)探究通電螺線管的磁場(chǎng)方向。①將小磁針?lè)旁诼菥€管周?chē)牟煌恢?；②根?jù)記錄通電螺線管周?chē)鼽c(diǎn)的磁場(chǎng)方向；③通過(guò)，來(lái)改變電流方向，探究通電螺線管外部磁場(chǎng)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(qǐng)大家觀察圖2，螞蟻和猴子是怎么說(shuō)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(shuō)：“N極就在我的左邊”；②猴子用右手把一個(gè)大螺線管夾在腋下，說(shuō)：“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(lái)判斷：。10、探究“產(chǎn)生感應(yīng)電流條件”的實(shí)驗(yàn)步驟如圖中、乙、丙所示。(1)本實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)觀察與來(lái)判斷電路中是否有感應(yīng)電流。(2)通過(guò)比較兩圖可知，產(chǎn)生感應(yīng)電