实验目的：

1．通过自制电磁铁，了解电磁铁的构造，提高动手能力。

2．通过实验知道电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、插入铁芯的长度等有关。会通过转化法比较电磁铁磁性强弱。

3．通过实验知道电磁铁的磁极与电流方向和绕线方向有关。

实验原理：

电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强；磁性与线圈匝数有关，匝数越多，磁性越强；插入铁芯越长，磁性越强。

电磁铁的磁极与电流方向、绕线方向有关。改变电流方向可以改变磁极，改变绕线方法也可以改变磁极，但同时改变电流方向和绕线方向，电磁铁的磁极不变。

实验器材：

漆包线、两根粗细长短相同的铁钉、回形针1盒、白纸、电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、小磁针、剪刀。

实验步骤：

（一）探究电磁铁的磁性强弱与电流大小、插入铁芯长度的关系

1．设计电路图，A、B两点间预留接入电磁铁（如图1）。设计实验数据记录表格。

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图1

2．把铁钉的外表面裹一层纸，把漆包线紧密的排绕在铁钉上，这就做成了一个电磁铁。

3．把自制电磁铁的两个线头用剪刀刮去绝缘漆，接到上面电路图中A、B两线柱上（如图2）。

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图2

4．检查电路，把滑动变阻器调至阻值最大端。闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出电流表的示数，把自制电磁铁的尖端靠近回形针，记录吸引回形针的数量，把数据填入表1中。

表1

5．调节滑动变阻器的滑片，使电路中电流增大一些，再把铁钉电磁铁的尖端靠近回形针，记录吸引回形针的数量，把数据填入表1中。调节滑片位置，进行多次实验。

6．闭合开关，调节滑片P到某一位置固定不动，把自制电磁铁与回形针靠近，记录吸引回形针的数量，把数据填入表2中。

表2

7．向外抽铁钉，使铁钉在螺线管中的长度变短，记录吸引回形针的数量，把数据填入表2中。改变铁钉在螺线管中的长度，进行多次实验（如图3）。

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图3

（二）探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系

1．设计电路图，如图4。

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图4

2．检查电路，闭合开关，调节滑动变阻器，让A、B两电磁铁靠近回形针，比较吸引回形针的数量。

3．改变A、B电磁铁线圈的匝数，进行多次实验，发现线圈匝数越多的吸引回形针的数量越多。

（三）探究电磁铁的磁极与电流方向、线圈绕线的关系

1．按要求设计电路（如图5）。

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图5

2．利用漆包线和铁钉自制一个电磁铁，把漆包线的两端绝缘漆刮去，接入电路中A、B两点。

3．把小磁针靠近电磁铁钉尖一端，检查电路，闭合开关，观察小磁针的偏转情况，转动小磁针，观察小磁针静止时的指向，判断电磁铁钉尖一端的磁极，把实验结果记录到表3中。

4．改变电磁铁接A、B两接线柱的接线，从而改变自制电磁铁中电流的方向，把小磁针靠近电磁铁钉尖一端，转动小磁针，观察小磁针静止时的指向，判断电磁铁钉尖一端的磁极，把实验结果记录到表3中。

5．断开开关，改变电磁铁的绕线方向，再次接入电路的A、B两点间，保持电流方向不变，闭合开关，判断电磁铁的磁极。把自制电磁铁的磁极记录到表格3中。

6．断开开关，同时改变电流方向、电磁铁的绕线方向，闭合开关，判断电磁铁的磁极，把实验结果记录到表3中。

表3

操作提示：

1．在自制电磁铁时，应选择铁钉，不宜选钢钉。在铁钉的外面先裹一层纸，再在纸外侧绕漆包线，铁钉可以从线圈中抽动。

2．电磁铁工作时，线圈电阻较小，电路中电流较大，利用电池盒进行实验时，连续工作时间不宜太长。

3．在研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时，把两个电磁铁串联，利用串联电路电流处处相等的特点，使两电磁铁的电流相等。