专题12 电磁学中的3个探究实验-2024年中考物理题型精练核心素养提升

电磁学中的三个探究实验梳理 探究实验一、探究通电螺线管外部的磁场分布 【猜想】 通电螺线管周围的磁场可能与条形磁体周围的磁场相似；磁场的方向可能与电流的方向有关。 【设计实验】 （1）如图所示，用铜导线穿过一块硬板绕成螺线管，将小磁针放在硬板的不同位置，然后给螺线管通电，分别记录下小磁针在各个位置静止时N极的指向. （2）在前面的装置中，改变电流的方向，对照上次实验中的现象，观察小磁针的N极指向是否与原来相同. 【进行实验与收集证据】 1. 如图（a）所示，接通电路，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记录螺线管周围各点的磁场方向，画出通电螺线管外部的磁感线。 2. 如图（b）所示，把电池的正负极对调（改变电流的方向），再重复上述步骤. 画出通电螺线管外部的磁感线。 条形磁体 【分析与论证】 1. 比较所画的两幅图，它们有哪些相同和不同之处? 2. 通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关吗? 3. 实验结论 通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似；通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。 【真题汇编】 1．（2023·湖北恩施·中考真题）如图所示，学习奥斯特，探究通电导体周围的磁场。 （1）当闭合开关的瞬间，会观察到小磁针 ；通过改变电池 的连接，可以改变电路中的电流方向； （2）此现象说明，电流方向会影响电流所产生磁场的 。    2．（2023·山东济南·中考真题）实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。 （1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。    小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似； （2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于下图中的 。    A．  B．   C．  D．   （3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是 ； （4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议： 。 探究实验二、探究影响电磁铁磁性强弱的因素 【猜想与假设】 电磁铁磁性的强弱可能与电流的大小、线圈的匝数有关。 【设计实验】 1. 实验器材 三个匝数不同的电磁铁、学生电源、电流表、开关、导线、大头针、滑动变阻器等。 2. 实验电路 把电磁铁、学生电源（带开关）、滑动变阻器、电流表等组成串联电路。 【进行实验】 1. 研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系。 甲 C 乙 按照电路图甲，把滑动变阻器、电流表和一定匝数的电磁铁串联起来，移动变阻器的滑片P，改变电路中的电流。观察电流大小不同时，电磁铁吸引铁钉的数目有什么变化。 实验现象：电流越大，电磁铁能吸引的铁钉数越多。 2. 研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系 如图乙所示，把三个匝数不同的电磁铁串联在电路中，可以控制通过的电流相等，通过比较吸引的铁钉的数量比较磁性的强弱。 实验现象：电流相等时，匝数越多，吸引的铁钉越多。 【分析和论证】 1. 图甲所示实验中，线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，吸引铁钉的数目越多，说明电磁铁的磁性越强； 2. 图乙所示实验中，电流大小相同时，线圈匝数多的电磁铁吸引铁钉的数目多，说明线圈匝数越多，磁性越强。 【实验结论】 电磁铁的磁性强弱与通过的电流和线圈的匝数有关： ①线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强； ②电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 【交流与评估】 1. 电磁铁的优点： 电磁铁磁性有无，可用电流的通断来控制；电磁铁磁性强弱，可用改变电流的大小来控制；电磁铁的极性变换，可用改变电流的方向来实现。 2. 实验涉及到的方法：控制变量法、转换法。 3. 电磁铁是一个带有铁芯的通电螺线管。 4. 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. 6. 该实验中滑动变阻器的作用是：保护电路、改变电流大小。 7. 在实验中可以使用电流表测量电流，从而探究电流对通电螺线管磁性的强弱的影响。 8. 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。 【真题汇编】 1．（2023·云南·中考真题）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。 （1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示 ；    （2）把小磁针放在