研究电磁铁的特性_物理知识

7．研究电磁铁的特性

Tools　材料和工具

●电磁铁（线圈匝数可以改变）

●电源

●开关

●滑动变阻器

●电流表

●一小堆大头针和导线若干

●小磁针

Process　游戏步骤

（1）把电磁铁、电源、滑动变阻器、电流表和开关如图所示串联起来，闭合和断开开关，观察通电和断电时电磁铁对大头针的作用。

（2）调整滑动变阻器滑片，使电路上的电流由小逐渐增大，观察这时电磁铁吸引大头针的数目有何变化。

（3）改变电磁铁线圈的匝数，保持电流不变，观察所吸引大头针数目有何变化。

（4）对调电路中的电源的正负极，观察放在电磁铁旁边的小磁针的指向有什么变化。

Physics　物理原理

（1）电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性。

（2）通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强；在电流一定时，外形相同的螺线管线圈的匝数越多，它的磁性越强。即电磁铁的磁性强弱可由电流大小和线圈匝数的多少来控制。

（3）改变电流方向，电磁铁两极性要发生改变，即电磁铁的极性可以由电流的方向来控制。

想一想

1．电磁铁和一般永久磁铁有什么差别？

2．电磁铁在日常生活中有哪些用途？

超级链接

电磁铁的由来

1820年，丹麦人厄司特所发现的电流磁效应，显示了电与磁的关联性。此后，许多科学家便试图寻找由磁产生电的逆效应。1821年，英国大科学家法拉第也在其笔记中，提醒自己应探讨如何“把磁变成电”。

在电流磁效应被发现后不久，大约在1825年，英国人斯特金将通有电流的金属线缠绕在绝缘的铁棒上，发明了电磁铁。

电磁铁通电时便有磁性，不通电就没有磁性，方便我们运用。

电磁铁和一般永久磁铁最大的差别，是电磁铁可以借由改变通过线圈的电流大小及线圈的匝数来控制磁性的大小，而一般磁铁的磁性则是固定的。也因此，电磁铁在实验室及生活应用上都相当重要，像电动机、发电机、起重机等，都运用到电磁铁。

当直流电通过导体时会产生磁场，若使直流电通过由导体构成的线圈则会产生具方向性的磁场。但是单纯由直流电和线圈所构成磁场不够集中而导致产生的磁力不够，因此会在线圈的中心加入一磁性物质以达到集中磁场的效果。

一般而言，电磁铁所产生的磁场强度和直流电大小、线圈圈数及中心的导磁物质有关，在设计电磁铁时会注重线圈的分布和导体物质的选择，并利用直流电的大小来控制磁场强度。然而线圈的材料具有电阻而限制了电磁铁所能产生的磁场大小，但随着超导体的发现与应用将有机会突破现有的限制。