专题突破十 电磁实验
@实验技能训练
实验一 奥斯特实验
1.实验原理：通电导线周围存在磁场.
2.实验器材：电池、导线、小磁针.
3.实验装置：
4.实验中用到的物理研究方法： 法和 法.
5.交流与讨论：
（1）比较甲、乙两图，可得实验结论是 ；
（2）比较甲、丙两图，可得实验结论是 . @针对训练
1.如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置.
（1）闭合开关前，首先使导线方向与小磁针静止时指向一致，其目的是避免 对实验产生的影响，使实验现象便于观察；
（2）实验中小磁针的作用是 ；
（3）没通电时，静止的小磁针的N极指向 （选填“南方”或“北方”）；
（4）将一根导线AB架在静止的小磁针上方，并使直导线AB与小磁针 （选填“平行”或“垂直”），控制好距离，使导线尽量 （选填“靠近”或“远离”）小磁针，使实验效果更明显；
（5）当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生 ，说明通电导线周围存在磁场.此时若移去小磁针，上述结论是否成立？ ；
（6）改变直导线中的电流方向，观察到了不同的现象，这表明通电直导线周围磁场的方向与 有关；
（7）老师在其他实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将 （选填“不改变”或“改变”）；
（8）该实验中用到的一种重要科学研究方法是 .（填序号）
A.类比法
B.转换法
C.实验推理
D.等效替代法
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实验二 探究电磁铁磁性强弱的影响因素
1.实验器材：电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、大头针若干、电磁铁.
2.实验装置：
3.实验中用到的物理研究方法： 法和 法.
4.实验过程：
（1）按图连接电路；
（2）保持电源电压、线圈匝数不变，将滑动变阻器滑片移动到适当位置，闭合或打开开关，观察电磁铁吸引大头针的多少，并记录数据；
（3）保持电源电压、线圈匝数不变，将滑动变阻器滑片移动到适当位置，在线圈中插入或取出铁芯，闭合开关，观察电磁铁吸引大头针的多少，并记录数据；
（4）保持电源电压、线圈匝数不变，闭合开关，多次改变滑动变阻器接入电路中的阻值， 观察电磁铁吸引大头针的多少，并记录数据；
（5）保持电源电压不变，将滑动变阻器滑片移动到适当位置，改变线圈匝数，闭合开关，观察电磁铁吸引大头针的多少，并记录数据.
5.设计实验记录表格，并记录实验数据.
6.实验结论：
（1）电磁铁通电时 磁性，断电时 磁性；（均选填“有”或“没有”）
（2）电磁铁磁性强弱与有无铁芯有关.其他条件一定时，电磁铁有铁芯时磁性 ；
（3）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 ；
（4）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 .
@针对训练
2.（2024·武威凉州区模拟）小明在课下按教材“迷你实验室”自制成简易的电磁铁，并设计了如图所示的甲、乙、丙、丁电路去探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”.
（1）实验通过观察电磁铁 来知道电磁铁磁性的强弱；
（2）比较 两图可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强；
（3）由图 丁 可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强；
（4）当丁图的滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁a、b吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 .
【拓展补充】
（5）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 ；
（6）图甲中，闭合开关后，电磁铁的下端为 极.断开开关，铁钉上仍吸附有少许大头针，这是因为铁钉被 了；
（7）图丁中甲、乙串联的目的是 .
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实验三 探究磁场对通电导体的作用
1.实验器材：蹄形磁铁、导线、导体棒、电源、开关、方形支架.
2.实验装置：
3.实验步骤：
（1）把导体棒ab放到蹄形磁体两极之间，然后给ab通电，这时会看到导体棒ab运动起来，这个实验说明 ；
（2）控制磁感线的方向不变，改变导体中的电流方向，会发现导体的运动方向随之改变；
（3）控制电流的方向不变，将磁体的两极位置对调，会发现导体的运动方向也随之改变.
4.实验结论：通电导体在磁场中的受力方向与 和 有关.
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3.如图所示的实验装置，两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB，并把它们置于磁场中.
（1）闭合开关，这时会看到导体AB向左运动，这表明 ；
（2）若只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，观察到导体AB均向 运动，这表明 ；
（3）通电后导体AB运动的过程中，是将 能转化为 能的过程；
（4）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB中的电流方向，会看到导体AB向 运动.
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实验四 探究感应电流产生的条件
1.实验器材：蹄形磁铁、导体棒、导线、开关、灵敏电流计.
2.实验装置：
3.实验步骤：
（1）按图连接好电路，保持导体不动，闭合开关，灵敏电流计的指针 ；
（2）保持开关闭合，让导体ab在磁极间上下运动，灵敏电流计指针 ；
（3）保持开关闭合，让导体ab在磁极间左右运动，灵敏电流计的指针 ；
（4）断开开关，让导体ab在磁极间左右运动，灵敏电流计的指针 ；
（5）开关闭合，让导体ab向左运动，指针朝一个方向 .当导体向右运动时，指针朝相反方向偏转；
（6）开关闭合，保持导体向左运动，改变磁场方向，指针偏转方向 （选填“改变”或“不改变”）.
4.实验结论： 电路的 导体在磁场中做 运动时，导体中会产生感应电流.感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和 的方向有关.
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4.（2024·武威凉州区一模）为进一步研究电现象与磁现象之间的联系，青龙县某物理兴趣小组利用身边的实验器材做了下面的探究实验.该小组的小兵同学利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”；闭合开关后，铜棒ab、灵敏电流计（电流表）、开关组成闭合电路；小兵将实验中观察得到的现象记录在下表中.
#次数 #开关 #磁场 方向 #导体ab的运动方向 #电流表指针的 偏转方向
1 断开 上N 下S 向右运动（切割磁感线） 不偏转
2 闭合 上N 下S 向右运动（切割磁感线） 向左偏转
续表：
3 闭合 上N 下S 向左运动（切割磁感线） 向右偏转
4 闭合 上N 下S 向上运动（不切割磁感线） 不偏转
5 闭合 上S 下N 向下运动（不切割磁感线） 不偏转
6 闭合 上S 下N 向右运动（切割磁感线） 向右偏转
7 闭合 上S 下N 向左运动（切割磁感线） 向左偏转
（1）实验中，小兵是通过观察 来判断电路中是否有感应电流的；
（2）闭合开关后，要使电路中产生感应电流，铜棒ab应 （选填“上下”或“左右”）运动；
（3）产生感应电流时， 相当于电源；
（4）比较实验“（2）、（3）”或“（6）、（7）”可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与 有关；
（5）为了探究感应电流方向与磁场方向的关系，应选择 （ 两次实验进行比较；
（6）小兵分析下表得出，产生感应电流的条件是：闭合电路中的一部分导体，在磁场中做 运动；
（7）若将图中灵敏电流计换成 ，该装置还可以用来研究通电导体在磁场中受到力的作用，并据此制成了 .专题突破十 电磁实验
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实验一 奥斯特实验
1.实验原理：通电导线周围存在磁场.
2.实验器材：电池、导线、小磁针.
3.实验装置：
4.实验中用到的物理研究方法： 转换 法和 控制变量 法.
5.交流与讨论：
（1）比较甲、乙两图，可得实验结论是 通电导线周围存在磁场 ；
（2）比较甲、丙两图，可得实验结论是 电流周围的磁场方向与电流方向有关 .
@针对训练
1.如图所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置.
（1）闭合开关前，首先使导线方向与小磁针静止时指向一致，其目的是避免 地磁场 对实验产生的影响，使实验现象便于观察；
（2）实验中小磁针的作用是 验证电流周围是否存在磁场 ；
（3）没通电时，静止的小磁针的N极指向 北方 （选填“南方”或“北方”）；
（4）将一根导线AB架在静止的小磁针上方，并使直导线AB与小磁针 平行 （选填“平行”或“垂直”），控制好距离，使导线尽量 靠近 （选填“靠近”或“远离”）小磁针，使实验效果更明显；
（5）当开关闭合时，导线下方的小磁针会发生 偏转 ，说明通电导线周围存在磁场.此时若移去小磁针，上述结论是否成立？ 是 ；
（6）改变直导线中的电流方向，观察到了不同的现象，这表明通电直导线周围磁场的方向与 电流方向 有关；
（7）老师在其他实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将 改变 （选填“不改变”或“改变”）；
（8）该实验中用到的一种重要科学研究方法是 B .（填序号）
A.类比法
B.转换法
C.实验推理
D.等效替代法
@实验技能训练
实验二 探究电磁铁磁性强弱的影响因素
1.实验器材：电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、大头针若干、电磁铁.
2.实验装置：
3.实验中用到的物理研究方法： 转换 法和 控制变量 法.
4.实验过程：
（1）按图连接电路；
（2）保持电源电压、线圈匝数不变，将滑动变阻器滑片移动到适当位置，闭合或打开开关，观察电磁铁吸引大头针的多少，并记录数据；
（3）保持电源电压、线圈匝数不变，将滑动变阻器滑片移动到适当位置，在线圈中插入或取出铁芯，闭合开关，观察电磁铁吸引大头针的多少，并记录数据；
（4）保持电源电压、线圈匝数不变，闭合开关，多次改变滑动变阻器接入电路中的阻值， 观察电磁铁吸引大头针的多少，并记录数据；
（5）保持电源电压不变，将滑动变阻器滑片移动到适当位置，改变线圈匝数，闭合开关，观察电磁铁吸引大头针的多少，并记录数据.
5.设计实验记录表格，并记录实验数据.
6.实验结论：
（1）电磁铁通电时 有 磁性，断电时 没有 磁性；（均选填“有”或“没有”）
（2）电磁铁磁性强弱与有无铁芯有关.其他条件一定时，电磁铁有铁芯时磁性 增强 ；
（3）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 ；
（4）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 .
@针对训练
2.（2024·武威凉州区模拟）小明在课下按教材“迷你实验室”自制成简易的电磁铁，并设计了如图所示的甲、乙、丙、丁电路去探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”.
（1）实验通过观察电磁铁 吸引大头针的多少 来知道电磁铁磁性的强弱；
（2）比较 乙、丙 两图可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强；
（3）由图 丁 可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强；
（4）当丁图的滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁a、b吸引大头针的个数 增加 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 大，电磁铁磁性越强 .
【拓展补充】
（5）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 同名磁极相互排斥 ；
（6）图甲中，闭合开关后，电磁铁的下端为 S 极.断开开关，铁钉上仍吸附有少许大头针，这是因为铁钉被 磁化 了；
（7）图丁中甲、乙串联的目的是 使通过两线圈的电流相同 .
@实验技能训练
实验三 探究磁场对通电导体的作用
1.实验器材：蹄形磁铁、导线、导体棒、电源、开关、方形支架.
2.实验装置：
3.实验步骤：
（1）把导体棒ab放到蹄形磁体两极之间，然后给ab通电，这时会看到导体棒ab运动起来，这个实验说明 通电导体在磁场中会受到力的作用 ；
（2）控制磁感线的方向不变，改变导体中的电流方向，会发现导体的运动方向随之改变；
（3）控制电流的方向不变，将磁体的两极位置对调，会发现导体的运动方向也随之改变.
4.实验结论：通电导体在磁场中的受力方向与 电流方向 和 磁感线方向 有关.
@针对训练
3.如图所示的实验装置，两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB，并把它们置于磁场中.
（1）闭合开关，这时会看到导体AB向左运动，这表明 通电导体在磁场中会受到力的作用 ；
（2）若只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，观察到导体AB均向 右 运动，这表明 通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关 ；
（3）通电后导体AB运动的过程中，是将 电 能转化为 机械 能的过程；
（4）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB中的电流方向，会看到导体AB向 左 运动.
@实验技能训练
实验四 探究感应电流产生的条件
1.实验器材：蹄形磁铁、导体棒、导线、开关、灵敏电流计.
2.实验装置：
3.实验步骤：
（1）按图连接好电路，保持导体不动，闭合开关，灵敏电流计的指针 不偏转 ；
（2）保持开关闭合，让导体ab在磁极间上下运动，灵敏电流计指针 不偏转 ；
（3）保持开关闭合，让导体ab在磁极间左右运动，灵敏电流计的指针 偏转 ；
（4）断开开关，让导体ab在磁极间左右运动，灵敏电流计的指针 不偏转 ；
（5）开关闭合，让导体ab向左运动，指针朝一个方向 偏转 .当导体向右运动时，指针朝相反方向偏转；
（6）开关闭合，保持导体向左运动，改变磁场方向，指针偏转方向 改变 （选填“改变”或“不改变”）.
4.实验结论： 闭合 电路的 一部分 导体在磁场中做 切割磁感线 运动时，导体中会产生感应电流.感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和 磁场 的方向有关.
@针对训练
4.（2024·武威凉州区一模）为进一步研究电现象与磁现象之间的联系，青龙县某物理兴趣小组利用身边的实验器材做了下面的探究实验.该小组的小兵同学利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”；闭合开关后，铜棒ab、灵敏电流计（电流表）、开关组成闭合电路；小兵将实验中观察得到的现象记录在下表中.
#次数 #开关 #磁场 方向 #导体ab的运动方向 #电流表指针的 偏转方向
1 断开 上N 下S 向右运动（切割磁感线） 不偏转
2 闭合 上N 下S 向右运动（切割磁感线） 向左偏转
续表：
3 闭合 上N 下S 向左运动（切割磁感线） 向右偏转
4 闭合 上N 下S 向上运动（不切割磁感线） 不偏转
5 闭合 上S 下N 向下运动（不切割磁感线） 不偏转
6 闭合 上S 下N 向右运动（切割磁感线） 向右偏转
7 闭合 上S 下N 向左运动（切割磁感线） 向左偏转
（1）实验中，小兵是通过观察 灵敏电流计指针是否偏转 来判断电路中是否有感应电流的；
（2）闭合开关后，要使电路中产生感应电流，铜棒ab应 左右 （选填“上下”或“左右”）运动；
（3）产生感应电流时， 铜棒ab 相当于电源；
（4）比较实验“（2）、（3）”或“（6）、（7）”可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与 导体运动方向 有关；
（5）为了探究感应电流方向与磁场方向的关系，应选择 （2）、（6）或（3）、（7） 两次实验进行比较；
（6）小兵分析下表得出，产生感应电流的条件是：闭合电路中的一部分导体，在磁场中做 切割磁感线 运动；
（7）若将图中灵敏电流计换成 电源 ，该装置还可以用来研究通电导体在磁场中受到力的作用，并据此制成了 电动机 .
