论文部分内容阅读
我们初中同学对于事物的认识，常常要通过对具体形象的实例待研究，才能比较简便地掌握事物的内在规律，而磁场是一种看不见、摸不着的物质，对于我们就比较困难.其实电磁铁的磁场也是通过把其他物质（如小磁针等）放在磁场中，观察这些物体的变化情况来探究磁场的分布和变化情况.因此，当外部用来检验的物体发生变化时，我们就可以判断磁场也会发生相应的变化.
知识准备：（1） 通电螺线管、电磁铁等产生的磁性和磁场，分布情况和条形磁铁一样；
（2） 通电螺线管、电磁铁等的磁场强弱可以由电流的强弱控制，即强电流产生强磁场；
（3） 通电螺线管、电磁铁等的磁场方向（即N、S极），由电流方向控制；
（4） 电流相同时，螺线管、电磁铁的匝数越多，磁场越强.
因此，在学习中，当电流大小、方向、线圈匝数以及铁芯等发生改变时，磁场就会发生相应的变化，我们不仅要能够掌握改变磁场强弱和方向的方法，还要能从磁场的变化情况推导是什么因素发生了改变，这样才能在更深层次中掌握并熟练运用.
例1 在图1中，悬挂在天花板上的小铁球受到通电螺线管磁性的吸引保持静止，当滑动变阻器的划片向 端移动时，悬线与竖直方向的夹角变大.
分析 通电螺线管产生的磁场能吸引小铁球，悬挂小铁球的细线与竖直方向的夹角变大，就说明通电螺线管产生的磁性增加，在不改变线圈匝数的情况下，通过增加电流强度就能增大磁场的强度.滑片向右端移动减小滑动变阻器的阻值，就能增大电流强度.
答案 右
练习1 如图2，条形磁铁悬挂在弹簧测力计下端保持静止，当滑动变阻器的滑片向上移动时，弹簧测力计的读数将变______.
（提示：条形磁铁的磁场与通电螺线管的磁场有可能相互吸引，也有可能相互排斥.答案：大）
例2 在图3中，弹簧测力计下端挂一小铁球，靠近螺线管.当闭合开关后，弹簧测力计的示数将变大，使弹簧测力计从左端水平移动到右端，在移动过程中，弹簧测力计的读数会______.
解析 闭合开关后，螺线管产生磁场，螺线管两端的磁场最强，中央的磁性最弱.当小铁球从一端移动到另一端的过程中，磁性从强到弱再变强，弹簧测力计的读数会先变小后变大.
答案 先变小后变大
练习2 把一根小条形磁铁竖直挂在弹簧测力计下端，靠近螺线管左端，如图4，当闭合开关后，弹簧测力计的示数将______，使弹簧测力计从左端水平移动到右端，在移动过程中，弹簧测力计的读数会______.
（提示：根据右手螺旋定则判断出螺线管的左端是N极，右端是S极，条形磁铁的N极在运动的过程中将会遇到不同的磁极，而产生吸引或排斥作用.答案：小，大）
练习3 图5中的条形磁铁竖直挂在弹簧测力计下端，靠近螺线管上端.当闭合开关后，弹簧测力计的示数为3N，保持变阻器滑片不动，当把铁芯插入螺线管中后，弹簧测力计的读数会______.
（提示：为增强通电螺线管的磁性，常常在其中插入铁芯.答案：变大）
例3 在图6中的弹簧测力计下端挂一小铁球，靠近竖直放置的通电螺线管上端.当滑片P从中部向下端移动时，弹簧测力计的读数将______.
解析 通电螺线管产生的磁性能将小铁球向下吸引，吸引力的大小就可以从弹簧测力计的示数变化显示出来，当滑片P移动时，只是改变了螺线管的匝数，在相同情况下，匝数越多产生的磁场越强，铁球被吸引得越厉害，弹簧测力计的示数就越大.
答案 变大
练习4 在弹簧测力计下端挂一条形磁铁，使它的S极靠近竖直放置的通电螺线管上端，如图7，当滑片P从上端逐渐向下端移动时，弹簧测力计的读数将______.（提示：此时，首先要考虑条形磁铁与螺线管磁场的相互作用，发现相互靠近的两极总是吸引的，只要判断当划片移动时通电螺线管的磁性强弱变化.答案：变小）
练习5 如图8，在弹簧测力计下端挂一条形磁铁，使它的N极靠近竖直放置的通电螺线管上端.当划片P从上端逐渐向下端移动时，弹簧测力计的读数将 .（提示：此时，发现相互靠近的两极总是排斥的，只要判断当划片移动时通电螺线管的磁性越强，排斥力越强，弹簧测力计的读数变化越大.答案：大）
例4 在图9中，从螺线管的中央引出接线，用单刀双掷开关控制螺线管的磁性，当开关的刀片与a接触时，处于左端的小磁针如图恰好静止，当把开关的刀片与b接触时，右端的小磁针C端是 极.
解析 由于图中没有直接告诉电流的方向，我们就无法直接根据磁极间的相互作用判断C端的极性.但开关的刀片与a接触，通过左端小磁针的N、S极，利用右手螺旋定则反推出电路中的电流方向，从而确定电源的下端为正极、上端为负极.当刀片与b接触时，螺线管中电流绕向就与原来相反，螺线管的极性就发生改变，再用右手螺旋定则判断出螺线管的右端是N极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸的原理，得出C端应是N极.
通电螺线管的磁场特点跟条形磁铁的磁场类似，在两极磁性最强，中间最弱.引起磁体磁场强弱变化的原因是：电流大小、线圈匝数的多少发生改变，以及螺线管中是否插入铁芯；磁体极性变化的原因是：通电螺线管中的电流方向发生改变.
掌握通电螺线管的磁场的变化规律，以及外部检验物体与磁场的作用，从本质入手，就能很好地了解外部检验物体的变化情况.
知识准备：（1） 通电螺线管、电磁铁等产生的磁性和磁场，分布情况和条形磁铁一样；
（2） 通电螺线管、电磁铁等的磁场强弱可以由电流的强弱控制，即强电流产生强磁场；
（3） 通电螺线管、电磁铁等的磁场方向（即N、S极），由电流方向控制；
（4） 电流相同时，螺线管、电磁铁的匝数越多，磁场越强.
因此，在学习中，当电流大小、方向、线圈匝数以及铁芯等发生改变时，磁场就会发生相应的变化，我们不仅要能够掌握改变磁场强弱和方向的方法，还要能从磁场的变化情况推导是什么因素发生了改变，这样才能在更深层次中掌握并熟练运用.
例1 在图1中，悬挂在天花板上的小铁球受到通电螺线管磁性的吸引保持静止，当滑动变阻器的划片向 端移动时，悬线与竖直方向的夹角变大.
分析 通电螺线管产生的磁场能吸引小铁球，悬挂小铁球的细线与竖直方向的夹角变大，就说明通电螺线管产生的磁性增加，在不改变线圈匝数的情况下，通过增加电流强度就能增大磁场的强度.滑片向右端移动减小滑动变阻器的阻值，就能增大电流强度.
答案 右
练习1 如图2，条形磁铁悬挂在弹簧测力计下端保持静止，当滑动变阻器的滑片向上移动时，弹簧测力计的读数将变______.
（提示：条形磁铁的磁场与通电螺线管的磁场有可能相互吸引，也有可能相互排斥.答案：大）
例2 在图3中，弹簧测力计下端挂一小铁球，靠近螺线管.当闭合开关后，弹簧测力计的示数将变大，使弹簧测力计从左端水平移动到右端，在移动过程中，弹簧测力计的读数会______.
解析 闭合开关后，螺线管产生磁场，螺线管两端的磁场最强，中央的磁性最弱.当小铁球从一端移动到另一端的过程中，磁性从强到弱再变强，弹簧测力计的读数会先变小后变大.
答案 先变小后变大
练习2 把一根小条形磁铁竖直挂在弹簧测力计下端，靠近螺线管左端，如图4，当闭合开关后，弹簧测力计的示数将______，使弹簧测力计从左端水平移动到右端，在移动过程中，弹簧测力计的读数会______.
（提示：根据右手螺旋定则判断出螺线管的左端是N极，右端是S极，条形磁铁的N极在运动的过程中将会遇到不同的磁极，而产生吸引或排斥作用.答案：小，大）
练习3 图5中的条形磁铁竖直挂在弹簧测力计下端，靠近螺线管上端.当闭合开关后，弹簧测力计的示数为3N，保持变阻器滑片不动，当把铁芯插入螺线管中后，弹簧测力计的读数会______.
（提示：为增强通电螺线管的磁性，常常在其中插入铁芯.答案：变大）
例3 在图6中的弹簧测力计下端挂一小铁球，靠近竖直放置的通电螺线管上端.当滑片P从中部向下端移动时，弹簧测力计的读数将______.
解析 通电螺线管产生的磁性能将小铁球向下吸引，吸引力的大小就可以从弹簧测力计的示数变化显示出来，当滑片P移动时，只是改变了螺线管的匝数，在相同情况下，匝数越多产生的磁场越强，铁球被吸引得越厉害，弹簧测力计的示数就越大.
答案 变大
练习4 在弹簧测力计下端挂一条形磁铁，使它的S极靠近竖直放置的通电螺线管上端，如图7，当滑片P从上端逐渐向下端移动时，弹簧测力计的读数将______.（提示：此时，首先要考虑条形磁铁与螺线管磁场的相互作用，发现相互靠近的两极总是吸引的，只要判断当划片移动时通电螺线管的磁性强弱变化.答案：变小）
练习5 如图8，在弹簧测力计下端挂一条形磁铁，使它的N极靠近竖直放置的通电螺线管上端.当划片P从上端逐渐向下端移动时，弹簧测力计的读数将 .（提示：此时，发现相互靠近的两极总是排斥的，只要判断当划片移动时通电螺线管的磁性越强，排斥力越强，弹簧测力计的读数变化越大.答案：大）
例4 在图9中，从螺线管的中央引出接线，用单刀双掷开关控制螺线管的磁性，当开关的刀片与a接触时，处于左端的小磁针如图恰好静止，当把开关的刀片与b接触时，右端的小磁针C端是 极.
解析 由于图中没有直接告诉电流的方向，我们就无法直接根据磁极间的相互作用判断C端的极性.但开关的刀片与a接触，通过左端小磁针的N、S极，利用右手螺旋定则反推出电路中的电流方向，从而确定电源的下端为正极、上端为负极.当刀片与b接触时，螺线管中电流绕向就与原来相反，螺线管的极性就发生改变，再用右手螺旋定则判断出螺线管的右端是N极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸的原理，得出C端应是N极.
通电螺线管的磁场特点跟条形磁铁的磁场类似，在两极磁性最强，中间最弱.引起磁体磁场强弱变化的原因是：电流大小、线圈匝数的多少发生改变，以及螺线管中是否插入铁芯；磁体极性变化的原因是：通电螺线管中的电流方向发生改变.
掌握通电螺线管的磁场的变化规律，以及外部检验物体与磁场的作用，从本质入手，就能很好地了解外部检验物体的变化情况.