专题20 电与磁单元三个重要实验

2023年下学期人教版9年级物理全册期末总复习必考专题学案 专题20 电与磁单元中三个重要实验 学习解决专题问题思维方法 一、 探究通电螺线管外部的磁场方向 【实验器材】电池盒、开关、导线、小磁针、螺线管、玻璃板、铁屑、铁棒 【实验方法】通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的极性. 【实验步骤】 1.在螺线管的两端各放一个小磁针,在有机玻璃板上均匀地撒满铁屑。通电后观察指针指向,轻敲纸板,观察铁屑的排列情况。 2.为使磁场增强，可在螺线管内加一根铁棒。把小磁针放在螺线管四周不同的位置，观察、记录小磁针N极的指向。 【实验结论】 1.通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似； 2. 通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向的关系为： 。 【实验结论应用】根据你的实验结论，在下面四副图中标出通电螺线管的N，S。 二、探究电磁铁磁性强弱的实验命题点 1.原理：电流的磁效应 2.滑动变阻器的作用：保护电路；改变电路中的电流。 3.转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。 4.控制变量法： （1）探究磁性强弱与线圈匝数的关系：控制电流不变，改变匝数。 （2）探究磁性强弱与电流的关系：控制匝数不变，通过滑动变阻器改变电流。 （3）探究磁性强弱与有无铁芯的关系：控制电流和匝数不变，插入铁芯。观察线圈吸引大头针的多少。 5.将铁芯换成刚棒，开关断开后的现象。 答：因为刚棒是永磁铁，断开开关后大头针不会掉下来。 6.电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：答：同名磁极相互排斥。 7．电磁铁的优点： （1）电磁铁磁性有无，可用电流的通断来控制 （2）电磁铁磁性强弱，可用改变电流的大小来控制 （3）电磁铁的极性变换，可用改变电流的方向来实现。（或对调电源正负极） 8．电磁铁是一个带有铁芯的通电螺线管。 9．实验得到的结论：通电螺线管的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数、是否有铁芯有关。 10．电磁铁的应用有哪些？答：电磁起重机、电铃、电话听筒、话筒、电磁继电器、磁悬浮列车。 11．实验过程中，当插入通电螺线管后磁性大大增强的原因是什么？ 答：因为铁芯在通电螺线管产生的磁场中被磁化后相当于一根磁铁。 12．该实验过程中改变电流的大小是通过改变滑动变阻器的阻值实现的. 13．实验过程中，记录多组数据的目的：为了得出普遍规律，避免实验的偶然性。 14．如果在实验中为了探究电流对通电螺线管磁性的强弱的影响时，还可以增加一项仪器即电流表。 15．实验中用铁棒而不用钢棒的原因：钢棒被磁化后成为永磁铁，断电后仍有磁性，大头针不会掉下来。 三、探究什么情况下磁可以生电实验命题点 1.转换法：通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判定是否产生电流。 2.控制变量法： （1）探究电流方向与磁场方向的关系：控制导体运动方向不变，改变电流方向，观察电流计指针偏转方向。 （2）探究电流方向与导体运动方向的关系：控制磁场方向不变，改变导体运动方向，观察电流计指针偏转方向。 （3）探究电流大小与磁场强弱的关系：控制导体切割磁感线运动的速度与方向不变，改变磁场强弱，观察电流计偏转的角度。 （4）探究电流大小与导体运动速度的关系：控制导体运动方向和磁场强弱不变，改变导体切割磁感线运动的速度，观察电流计偏转的角度。 3.产生感应电流的条件： （1）电路必须闭合； （2）闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。 4.能量转化：机械能转化电能 5.电流计指针不偏转的原因： （1）导体没有做切割磁感线运动； （2）电路没闭合； （3）产生电流太小。 学会专题问题典型例题解析 【例题1】（2023河北）如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是（　　） A．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似 B．改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变 C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强 D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变 【例题2】（2023·内蒙古赤峰）学习了电磁铁，小明想：“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢？”图甲是他探究该猜想的装置图。    （1）通电后，电磁铁A端是 极； （2）闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向 端移动； （3）将滑动变阻器调节完成后，根据图乙读出弹簧测力计的示数为 N； （4）在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与（3）中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱 。 【例题3】（2023四川阿坝）如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面