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種利用電子秤做該實驗的方法.
1 .電子秤
電子秤如圖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(zhǔn)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(jìn)行探究實驗.設(shè)置好電子秤的稱量功能.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,從電子秤的讀數(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,電子秤的讀數(shù)越?。?/span>
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(jìn)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.利用電子秤的計數(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(jìn)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.利用電子秤的計數(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(dá)到實驗?zāi)康男Ч黠@.缺點:方法1,電子秤測出的質(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(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,每次實驗前小鋼珠的狀態(tài)相同,符合控制變量法.