九年级物理 第16章 电磁转换 同步辅导 研究电磁现象.docx

研究“电磁现象”的物理方法

一、建模

建模是一种常用的物理研究方法,用模型去代替客观原形,可以具体、生动地反映事物的本质,使抽象的概念形象化,便于想象和思考。

例1如图1所示,是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是（）

A.该条形磁体的左端为N极,右端为S极

B.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同

C.置于a点的小磁针,静止时南极指向左侧

D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线

解析磁场是一种看不见、摸不着,但真实存在于磁体周围空间的特殊物质。为了方便描述磁场,物理学中引入了磁感线,用一些带箭头的曲线形象地显示了磁场的方向和分布情况。实际上磁感线并不存在,而是人们假想出来的一种描述磁场的模型。

A中：磁体周围的磁感线从磁体的N极出来,回到磁体的S极,构成闭合曲线,由图该条形磁体的右端为N极,左端为S极,所以A说法错误；B中：磁感线分布越密的地方,其磁场越强,故a处磁场比b处弱,所以B说法错误；C中：小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁感线方向一致,所以a处的小磁针静止时南极应指向右侧,所以C说法错误；D中：磁感线不是真实存在的,而是为了研究方便假想的线,所以D说法正确。

答案D

例2某初中学校物理小组帮地理老师解决了一个难题,地球仪缺乏地磁仿真功能,物理小组在地球仪内部“暗藏机关”。如图２所示,一节电池,一个开关,一个供绕线的纸筒,一段电阻丝。画出几匝绕线,在纸筒两端标上磁极,并在地球仪外部画一条磁感线。

解析地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,因此螺线管的上端为S极,下端为N极,根据图中电流方向结合安培定则可确定螺线管的绕线方式,由磁感线的特点可画出地球仪外部磁感线的方向,这样地球仪就具有地磁仿真功能了。

答案如图３所示

二、转换

转换可以使不易研究或不好直接研究的物理问题,通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果来间接研究,更好地理解其物理特征。

例3在探究通电螺线管外部磁场的实验中,采用了如图4所示的实验装置。

（1）当闭合开关S后,小磁针________（选填“会”或“不会”）发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之间是通过_________发生力的作用。

（2）用铁屑来做实验,得到了图5所示的情形,它与_________磁铁的磁场分布相似。

（3）闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图6所示,由图可知：在通电螺线管外部,磁感线是从________极发出,最后回到________极。

解析（1）磁场虽然看不见,摸不着,但可以通过它对放入其中的磁体产生力的作用来认识它,这是利用了转换法。图4中当闭合开关S后,螺线管导线中通过电流时,原来静止的小磁针发生了偏转,表明小磁针受到磁力的作用,通过观察小磁针的偏转推知通电螺线管线周围存在着磁场,螺线管与小磁针之间的作用就是通过磁场发生的。

（2）用铁屑来研究螺线管磁场的分布情况,观察图5中通电螺线管周围小铁屑有规则的排列情况可知,螺线管外部的磁场分布与条形磁铁的磁场分布相似。

（3）图6中闭合开关S后,通电螺线管的右端是N极,左端是S极。根据图中小磁针静止时N极指向可知,通电螺线管外部,磁感线都是从N极发出,最后回到S极。

答案（1）会磁场（2）条形（3）NS

三、控制变量

当研究对象与多个因素有关,在探究某一因素对物理量的影响时,实验中仅改变这一因素,保持其他条件不变。

例4连接如图7所示电路,提供足够数量的大头针,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置,无法探究（）

A.电流的有无对电磁铁磁场有无的影响

B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响

C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响

D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响

解析控制开关的闭合和断开,可探究电流的有无对电磁铁磁场有无的影响,选项A可行；调节滑动变阻器滑片的位置,改变电流大小,可探究电流大小对电磁铁磁场强弱的影响,选项C可行；通过比较左右两个线圈吸引大头针的个数,可探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响,选项D可行。要探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响,应改变电源的正负极来改变通过线圈的电流方向,因此,选项B无法探究。

答案B