利用地磅探究影響電磁鐵磁性強弱的因素

設計了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”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)的關系．

實驗選用的小鋼珠直徑為５ｍｍ，質量約為０．４４ｇ．

５ 結束語

３種實驗方法各有優(yōu)劣，優(yōu)點是都能較好地達到實驗目的效果明顯．缺點：方法１，地磅測出的質量讀數(shù)越小，電磁鐵磁性越強，不符合學生的思維習慣；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．