利用地磅探究影響電磁鐵磁性強弱的因素

設(shè)計了３種探究影響電磁鐵磁性強弱的因素的方法，即軟鐵棒稱量法、大頭針計數(shù)法、小鋼珠計數(shù)法．通過改變線圈匝數(shù)和電流大小，用電子秤稱量出軟鐵棒和電磁鐵吸引的大頭針和小鋼珠的質(zhì)量來演示磁性強弱．探究“電磁鐵的磁性強弱與什么因素有關(guān)”實驗是初中物理教材中必做的一個探究實驗，不同版本的教材中介紹的實驗方法不同．在這里介紹３種利用地磅做該實驗的方法．

１ .地磅

地磅如圖１所示，量程為０～３００ｇ，分度值為０．０１ｇ，外形尺寸為１２．７ｃｍ×１０．６ｃｍ×１．９ｃｍ，托盤尺寸為１０ｃｍ×１０ｃｍ．其中：計數(shù)功能實現(xiàn)的前提為要計數(shù)的每個物品質(zhì)量須相同．稱量步驟為：

１）按要求開機．

２）樣品準備２５個或５０個或７５個或１００個，將樣品放在秤盤上．

３）長按“計數(shù)”鍵，直到顯示數(shù)字是２５或５０

或７５或１００．

４）取下樣品，放上要計數(shù)的物品，顯示屏顯示計數(shù)的數(shù)量．

２ 軟鐵棒稱量法

按照圖２所示的實驗裝置組裝電路并進行探究實驗．設(shè)置好地磅的稱量功能．將電磁鐵吊起來，電磁鐵正下方的軟鐵棒放在電秤盤子的正中間．

１）線圈的匝數(shù)一定，改變通過電磁鐵線圈中的電流大小，從地磅的讀數(shù)判斷電磁鐵磁性強弱與電流大小的關(guān)系．

２）電流大小不變，改變線圈的匝數(shù)，從電子秤的讀數(shù)判斷電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．電磁鐵的磁性越強，地磅的讀數(shù)越小．

３ 大頭針計數(shù)法

按照圖３所示的實驗裝置組裝電路并進行探究實驗．設(shè)置好電子秤對大頭針的計數(shù)功能．將一盤大頭針的正中間接觸電磁鐵下端，通電后向下移開盤子．利用地磅的計數(shù)功能顯示電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目．

１）線圈的匝數(shù)一定，改變通過電磁鐵線圈中的電流大小，從電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目判斷電磁鐵磁性強弱與電流大小的關(guān)系．

２）電流大小不變，改變線圈的匝數(shù)，從電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目判斷電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．

４ 小鋼珠計數(shù)法

按照圖４所示的實驗裝置組裝電路并進行探究實驗．設(shè)置好電子秤對小鋼珠的計數(shù)功能．將一盤小鋼珠的正中間接觸電磁鐵下端，通電后向下移開盤子．利用地磅的計數(shù)功能顯示電磁鐵吸引小鋼珠的數(shù)目．

１）線圈的匝數(shù)一定，改變通過電磁鐵線圈中的電流大小，從電磁鐵吸引小鋼珠的數(shù)目判斷電磁鐵磁性強弱與電流大小的關(guān)系．

２）電流大小不變，改變線圈的匝數(shù)，從電磁鐵吸引小鋼珠的數(shù)目判斷電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．

實驗選用的小鋼珠直徑為５ｍｍ，質(zhì)量約為０．４４ｇ．

５ 結(jié)束語

３種實驗方法各有優(yōu)劣，優(yōu)點是都能較好地達到實驗?zāi)康男Ч黠@．缺點：方法１，地磅測出的質(zhì)量讀數(shù)越小，電磁鐵磁性越強，不符合學(xué)生的思維習(xí)慣；方法２，大頭針容易生銹，銹跡斑斑不好用；方法３，小鋼珠容易滾動，操作時要小心．筆者認為第３種方法與第２種方法比較，小鋼珠能均勻地鋪在盤子里，每次實驗前小鋼珠的狀態(tài)相同，符合控制變量法．