探究影响电磁铁磁性强弱的因素-环形磁铁的磁极在哪

磁性呢?这是因为，处在线圈内的铁芯会被磁场磁化成有磁性的磁体，从
而能使线圈的磁性得到加强。
也能获得较强的磁场。
至此，我们已经全面地了解了影响电磁铁磁性强弱的因素：一是通过
线圈的电流大小；二是线圈的匝数；三是线圈中的铁芯，正由于电磁铁可
三、从螺线管到电磁铁
以在电流不太大的状况下，能够通过增加线圈匝数和转变铁芯来增添磁性，
电流磁场有用价值的历程中，发挥出的制造性智慧，但在前面的论述中， 变电路中的电流，通过观看比较_______从而得出结论，
我们还没有具体关注到探究方法，如今，让我们从具体的探究与应用问题
中加以认识。
解析 1、在没有测量磁性强弱仪器的状况下，我们凭什么来推断磁
例 1 关于“电磁铁的磁性可能与哪些因素有关〞，同学们由相关推 性的强弱?这就需要“替代物〞，使得磁性的强弱变得“可以观看〞，我
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探究影响电磁铁磁性强弱的因素:环形磁铁的磁极在 哪
由此思索：既然有电流才有磁场，而且电流的方向会影响磁场的方向，
那么电流的大小会不会对磁场有影响?当转变电池节数(转变电源电压从
电磁铁在技术上的广泛应用，是因为它在许多方面优于自然 磁铁， 而转变电流)或在电路中接入变阻器(转变电阻从而转变电流)重做图 1 所
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(1)当验证磁性强弱与线圈匝数的关系时，对甲、乙两个电磁铁与大
头针(堆)的距离有何要求?_______：闭合开关后，观看比较_______可得
出结论，
从奥斯特直线电流试验到电磁铁的诞生，我们初步领会了前人在探求
(2)当验证磁性强弱与线圈中电流大小的关系时，可通过_______来转
二、方法总比困难多
自奥斯特发觉电流四周存在磁场之后，人们意识到电流的磁场应当比 自然 磁铁更有应用价值，因为，由图 1 所示的奥斯特模拟试验可知，像 通电导线这样的“磁体〞，第一，它的磁性可以“招之即来、挥之即去〞， 通电时有磁性。断电后磁性消逝，即电流磁场的有与无可以由通、断电来 操纵；第二，转变导线中的电流方向。小磁针的偏转方向随之转变，即电 流磁场的方向可以由转变电流方始终操纵。
索、试验、改良，最终找到了一个奇妙的方法――将直导线绕成如图 3 所 场的途径，即在螺线管中加入铁芯，物理学中，就把带有铁芯的通电螺线
示的螺线管(也称线圈)，既实现了“多股同向电流集合〞，又能使磁场比 管(线圈)称为“电磁铁〞，如图 4 所示，为什么在线圈中加入铁芯能增添
较集中，这样，即使在电流不太大的状况下，
理认识到：一是可能与通过线圈的电流有关，电流越大其磁性越强；二是 们已经知道磁体能够吸引铁类物体，磁性越强能吸引的铁类物体就越重或
可能与线圈的匝数有关，匝数越多其磁性越强，如今利用图 5 所示的试验 越多，因此，本试验就是通过“吸引大头针的多少〞来显示磁性强弱的。
器材做试验，请回答或完成相关问题。
2 题目要求试验电路两个试验都能做，为此应做这样的思索：假如
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但是，由焦耳定律(Q=I2Rt)知道，电流越大产生的电热越多，会导致导线 意味着平行电流越多，因此磁场越强，而且，转变电流方向可以转变磁极
过热，能量损失过大，甚至会烧坏导线，因此，增添磁场的方法不能完全 的性质。
依靠于在单根导线中增大电流，必需进一步思索其他途径，于是，人们又
电流产生的磁场虽然有上述诸多优点，但由直线电流产生的磁场有一 个致命弱点，就是要获得较强的磁场相当困难，问题在于：第一，通过提 高电流增添磁场受到肯定的限制；第二，直线电流的磁场比较分散。
比方图 1 所示的试验，其实是短路试验，由于短路电流极大，只能短 时间进行，否则会损坏电源，明显不能进行实际运用，于是，人们自然会 想到另一种方法，即在电路中增加电阻(幸免短路)的同时增大电源电压，
大小的关系。
相同(表达操纵变量方法)，因此应当组成串联电路，考虑到验证磁性强弱
3 试验操作与得出结论
与电流大小的关系，所以连接电路时。
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当开关 S 接到 c 时，电磁铁连人电路的线圈匝数最多，而滑动变阻器的滑
3 (1)阅历告知我们，其实磁铁吸铁的能力是跟磁铁与铁的距离有关 片 P 滑到最右端(b 端)时，电路中的电阻最小，电流最大，综合这两个因
的，离得越近越简单吸，这说明，磁铁四周空间的磁性是不一样的。离磁 素，要使电磁铁 M 的磁性最强，应将开关接到 c 位置，并将滑动变阻器滑
因此使得电磁铁得到了广泛的实际应用，比方电磁起重机的核心部件就是
试验说明，通电螺线管的磁场分布特点与条形磁铁极为相像：其两端 一个磁性很强的电磁铁。
分别是 N、S 两个磁极，通电螺线管的磁场强弱，除了可以通过转变电流
大小来转变之外，还可以通过转变所绕的圈数(匝数)来转变――匝数越多， 四、探究与应用例析
1 该试验是通过________来显示电磁铁磁性强弱的。
仅做“验证磁性强弱与电流大小关系〞的试验，可以只用一个电磁铁(甲
2 请画线代替导线，将图 5 中的器材连成试验电路，要求：该电路 或乙)，或者两个磁铁都使用；但是。假如要做“验证磁性强弱与线圈匝
既能用来验证磁性强弱与线圈匝数的关系，也能用来验证磁性强弱与电流 数关系〞的试验，则必需同时使用两个磁铁，并且要保证通过两者的电流
进一步探究发觉，螺线管绕在不同材料的芯体上时，其磁场强弱也会
想到了如图 2 所示“多股同向电流集合〞的方法，并被试验证明是可行的， 发生改变，例如绕在铁质材料的芯体上时，其磁场会大大增添，而绕在其
但“直线电流磁场比较分散〞的缺陷仍旧没有得到解决……如此不断地思 他材料的芯体上时，其磁场不发生改变，这就又增加了一条增添螺线管磁
今日我们回忆前人在电磁铁这一领域的讨论历程，不但能从中获得相关学 示试验时，结果发觉：电流越大，导线四周的磁场越强，这就发觉了电流
问，更能够从中汲取探究问题、发觉规律的方法与智慧，必将有助于我们 磁场的又一个优点：磁场的强弱可以通过转变电流的大小来操纵。
制造意识和制造能力的形成。
一、从奥斯特的发觉说起