我探究　我收獲

1、我探究我收獲探究一：探究電磁鐵的磁性通電螺線管周?chē)嬖谥艌?chǎng)，如果在螺線管中插入鐵芯，鐵芯被磁化也具有磁性，從而使磁性更強(qiáng)。帶有鐵芯的螺線管稱(chēng)為電磁鐵。電磁鐵的磁性與哪些因素有關(guān)呢？小康同學(xué)決定進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)探究?？茖W(xué)探究的第一步是進(jìn)行必要的猜想：猜想不等于胡猜亂想，它必須以我們所掌握的事實(shí)或?qū)嶒?yàn)結(jié)論為依據(jù)。猜想與假設(shè)：為探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關(guān)，小康同學(xué)作出以下猜想：猜想A：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒(méi)有磁性。猜想B：通過(guò)電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。依據(jù)：導(dǎo)線中的2A的電流是由兩股1A的電流匯合而成的每股電流產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)合在一起，電磁鐵的磁性會(huì)增強(qiáng)。猜想C：外形相同的螺線

2、管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。依據(jù)：20匝線圈是由兩組10匝的線圈組合而成的，每組線圈都產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)合在一起，電磁鐵的磁性會(huì)增強(qiáng)。制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：為了檢驗(yàn)上述猜想是否正確，小麗所在實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)交流與合作設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：電池（電壓一定）、滑動(dòng)變阻器、數(shù)量較多的大頭針、鐵釘以及較長(zhǎng)導(dǎo)線為主要器材，用漆包線（表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線）在大鐵釘上繞制若干圈，制成簡(jiǎn)單的電磁鐵。電磁鐵磁性的強(qiáng)弱不易直接觀察得知，實(shí)驗(yàn)中可以根據(jù)吸引大頭針的多少來(lái)判斷，磁性越強(qiáng)吸引大頭針個(gè)數(shù)越多，這種方法稱(chēng)為間接法（轉(zhuǎn)換法）。根據(jù)猜想，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與多種因素有關(guān)，要研究與其中一個(gè)的關(guān)系，應(yīng)該控制其它因素

3、相同，這種研究方法稱(chēng)為控制變量法。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)：（1）他將導(dǎo)線繞在鐵釘上制成簡(jiǎn)易電磁鐵，并巧妙地通過(guò)吸引大頭針的個(gè)數(shù)來(lái)顯示電磁鐵磁性的強(qiáng)弱.（2）連接好電路，使變阻器連入電路的阻值較大，觀察到圖（a）所示的情景；閉合開(kāi)關(guān)，觀察到圖（b）所示的情景；接著，移動(dòng)變阻器滑片，使其連入電路的阻值變小，觀察到（c）所示的情景。（3）如圖（d）將導(dǎo)線繞在兩枚鐵釘上,構(gòu)成兩個(gè)簡(jiǎn)易電磁鐵串聯(lián)的電路. 分析與論證：（1）比較圖（a）其它各圖可知電磁鐵斷時(shí)無(wú)磁性，通電時(shí)有磁性。猜想A是正確的。（2）比較圖（b）和（c），可知圖（b）中的電流較小，從而發(fā)現(xiàn)，通過(guò)電磁鐵的電流越大磁性越強(qiáng). 猜想B是正確的。（3

4、）從圖（d）的情景看出，在電流相同的情況下，線圈的匝數(shù)越多磁性越強(qiáng)。因而猜想C是不全面的，應(yīng)該補(bǔ)充上電流相同這一條件。探究二：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與什么有關(guān)小明同學(xué)在做探究電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：同一只模型電動(dòng)機(jī)，用三節(jié)電池作為電源時(shí)的轉(zhuǎn)速比兩節(jié)電池時(shí)要快的多。于是他提出了一個(gè)問(wèn)題：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與什么因素有關(guān)？根據(jù)已經(jīng)探究而知的直流電動(dòng)機(jī)原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)。因而直流電動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度應(yīng)該從線圈和磁場(chǎng)這兩個(gè)方面考慮。于是提出以下的猜想：影響到直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度可能與以下因素有關(guān)：1磁場(chǎng)的強(qiáng)弱；2電流的強(qiáng)弱；3電壓的大小；4線圈的匝數(shù)。制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)線圈與磁場(chǎng)一定時(shí)，線圈兩端

5、的電壓越大，電流也就越大，因而這兩個(gè)猜想可以合并為一。 利用手頭的器材小明同學(xué)自制了一個(gè)電動(dòng)機(jī)模型。如圖2所示，利用回形針折成兩個(gè)支架，用漆包線繞成線圈，在線圈的兩端各伸出約3cm，用小刀刮去兩端的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。在線圈的下部放入條形磁鐵作為磁場(chǎng)。根據(jù)猜想知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可能與多個(gè)因素有關(guān)，要研究與其中一個(gè)因素有關(guān)系時(shí)，應(yīng)該采用控制變量法。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：用漆包線纏繞好線圈，將支架、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)串聯(lián)在一起組裝好實(shí)驗(yàn)裝置；閉合開(kāi)關(guān)后用手輕推一下。在線圈的兩端分別接一節(jié)與兩節(jié)電池，比較轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小；保持線圈兩端的電壓相等，改變磁體的個(gè)數(shù)，比較轉(zhuǎn)動(dòng)速度

6、的大?。桓淖兙€圈的匝數(shù)再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小。得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：電源電壓U/V轉(zhuǎn)速線圈的匝數(shù)轉(zhuǎn)速磁體的個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)速15慢2慢1慢3快4快2快分析與論證：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以看出：轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與電流的大小、線圈匝數(shù)的多少、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。電流越大、線圈的匝數(shù)越多、磁場(chǎng)越強(qiáng)則轉(zhuǎn)速越大。評(píng)估：1小明在按要求連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)電動(dòng)機(jī)卻不轉(zhuǎn)動(dòng)，原因可能是線圈與支架接觸過(guò)緊或過(guò)松，過(guò)緊時(shí)摩擦太大，過(guò)松時(shí)接觸不良；也可能是電壓過(guò)低或滑動(dòng)變阻器接入阻值太大。2實(shí)驗(yàn)完畢之后，小明又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的問(wèn)題：纏繞線圈時(shí)相同的匝數(shù)所用導(dǎo)線的長(zhǎng)度不一定相同，纏繞線圈所用導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度應(yīng)該也會(huì)影響到轉(zhuǎn)速的大小。為了驗(yàn)

7、證自己的猜想是否正確，小明又進(jìn)行了新的科學(xué)探究。探究三：探究感應(yīng)電流小麗同學(xué)在微型電扇的插頭處接一只發(fā)光二極管，用手旋轉(zhuǎn)電扇的葉片，二極管發(fā)光了，并且一閃一閃的，說(shuō)明扇葉在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生了方向變化的感應(yīng)電流；將扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)速度加快，二極管變得更亮了。小麗決定對(duì)感應(yīng)電流的產(chǎn)生及其特點(diǎn)進(jìn)行一番探究。猜想：1感應(yīng)電流的方向可能與磁場(chǎng)的方向有關(guān)；2感應(yīng)電流的方向可能與運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)；3感應(yīng)電流的強(qiáng)弱可能與運(yùn)動(dòng)的快慢有關(guān)。制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：根據(jù)猜想小麗設(shè)計(jì)了如圖3所示的器材裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中可以根據(jù)檢流計(jì)（小量程電流表）指針是否偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷電路是否有電流產(chǎn)生；根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷電流的方向；根據(jù)指針的

8、偏轉(zhuǎn)角度判斷電流的強(qiáng)弱。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將檢流計(jì)（小量程的電流表）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)體棒用導(dǎo)線串聯(lián)起來(lái)接入電路中。2閉合開(kāi)關(guān)，并使導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做不同方向的擺動(dòng),同時(shí)觀察指針的變化情況，將觀察到的結(jié)果填入表格中。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：實(shí)驗(yàn)步驟操作過(guò)程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1閉合開(kāi)關(guān)，磁體A中的導(dǎo)體ab不動(dòng)檢流計(jì)G指針不動(dòng)2用磁性強(qiáng)的磁體B代替A，閉合開(kāi)關(guān)，導(dǎo)體ab不動(dòng)檢流計(jì)G指針不動(dòng)3閉合開(kāi)關(guān)，磁體B中的導(dǎo)體ab上下運(yùn)動(dòng)檢流計(jì)G指針不動(dòng)4閉合開(kāi)關(guān)，磁體B中的導(dǎo)體左右運(yùn)動(dòng)檢流計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)5斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，磁體B中的導(dǎo)體ab左右運(yùn)動(dòng)檢流計(jì)G指針不動(dòng)3如圖4所示，將導(dǎo)體棒放入磁場(chǎng)中放向右移動(dòng)導(dǎo)體棒時(shí)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；將導(dǎo)

9、體棒固定，向右移動(dòng)磁體時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生；將磁體與導(dǎo)體棒以相同的速度同時(shí)向同一方向移動(dòng),電流表指針不偏轉(zhuǎn)。導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小量程電流表的指針會(huì)偏轉(zhuǎn)，把兩個(gè)磁極對(duì)調(diào)，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表的指針向相反方向偏轉(zhuǎn)；改變導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向，電流表的指針向相反方向偏轉(zhuǎn)。5向右移動(dòng)導(dǎo)體棒，觀察指針偏轉(zhuǎn)角度，加快導(dǎo)體棒的移動(dòng)速度，發(fā)生指針偏轉(zhuǎn)角度變大。分析與論證1分析實(shí)驗(yàn)步驟2可知：（1）實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2比較，說(shuō)明導(dǎo)體不動(dòng)時(shí)無(wú)感應(yīng)電流；（2）實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4比較，說(shuō)明閉合電路導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流；（3）在產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，電路必須閉合，這可以通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)4和5得到驗(yàn)證。綜合以上分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟2可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟3可進(jìn)一步知道，“切割”是指導(dǎo)體與磁場(chǎng)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。變磁場(chǎng)方向或切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向可以改變感應(yīng)電流的方向，從而可知感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向兩個(gè)因素有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知猜想3是正確的。評(píng)估：小麗在做探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)時(shí)，猜想金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可能與磁場(chǎng)的方向有關(guān)，也可能與金屬棒的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：使金屬棒向右運(yùn)動(dòng)，看到電流表指針向左偏。把磁鐵南、北極上下對(duì)調(diào)，金屬棒變?yōu)橄蜃筮\(yùn)動(dòng)，看到電流表指針仍向左偏