利用地磅探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素

設(shè)計(jì)了３種探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素的方法，即軟鐵棒稱量法、大頭針計(jì)數(shù)法、小鋼珠計(jì)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(qiáng)弱．探究“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)是初中物理教材中必做的一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，不同版本的教材中介紹的實(shí)驗(yàn)方法不同．在這里介紹３種利用地磅做該實(shí)驗(yàn)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(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)的前提為要計(jì)數(shù)的每個(gè)物品質(zhì)量須相同．稱量步驟為：

１）按要求開機(jī)．

２）樣品準(zhǔn)備２５個(gè)或５０個(gè)或７５個(gè)或１００個(gè)，將樣品放在秤盤上．

３）長按“計(jì)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(jì)數(shù)的物品，顯示屏顯示計(jì)數(shù)的數(shù)量．

２ 軟鐵棒稱量法

按照圖２所示的實(shí)驗(yàn)裝置組裝電路并進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．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(qiáng)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(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．電磁鐵的磁性越強(qiáng)，地磅的讀數(shù)越小．

３ 大頭針計(jì)數(shù)法

按照圖３所示的實(shí)驗(yàn)裝置組裝電路并進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．設(shè)置好電子秤對大頭針的計(jì)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(jì)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(qiáng)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(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．

４ 小鋼珠計(jì)數(shù)法

按照圖４所示的實(shí)驗(yàn)裝置組裝電路并進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．設(shè)置好電子秤對小鋼珠的計(jì)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(jì)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(qiáng)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(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系．

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法各有優(yōu)劣，優(yōu)點(diǎn)是都能較好地達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康男Ч黠@．缺點(diǎn)：方法１，地磅測出的質(zhì)量讀數(shù)越小，電磁鐵磁性越強(qiáng)，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(dòng)，操作時(shí)要小心．筆者認(rèn)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(shí)驗(yàn)前小鋼珠的狀態(tài)相同，符合控制變量法．