組合式電磁鐵學具

一、主要材料

該學具主要材料由標準化線圈模塊、組合式電池盒、不同長度的鐵芯以及導線組成。

1.標準化線圈模塊

線圈模塊為透明有機玻璃材質，兩側有蓮花插頭和對應插口，起電路連接和固定作用，能快速、方便地進行組合和拆解（如圖1所示）。接口的兩種顏色可區分順時針纏繞和逆時針纏繞。模塊用直徑1mm的漆包線可纏繞30圈。

2.其他部件

組合式電池盒可裝四節5號電池，自帶單刀開關，一個負極插口、兩個正極插口，可在3V和6V電壓中自由選擇（如圖2所示）。

鐵芯分三種長度，1號、2號、3號鐵芯分別對應1個、2個、4個線圈模塊的組合，方便學生選擇不同的線圈組合時均有合適長度的鐵芯進行實驗（如圖3所示）。

導線兩端自帶蓮花插頭和插座的二合一接口，不僅能做到即插即用，還能做到隨意連接，使用簡單、方便。

小磁針等其他材料在實驗室中較常見，此處不單獨列出。

實驗裝置完成圖如圖4所示。

二、使用方法

1.認識電磁鐵

取1個標準化線圈模塊、1號鐵芯、組合式電池盒和2根導線，組裝成基本的電磁鐵（參見圖4）。幫助學生了解電磁鐵的結構，熟悉器材的使用方法。

2.研究電磁鐵的磁極與線圈纏繞方向的關系

選擇好紅色的線圈模塊，組裝成電磁鐵。取來小磁針置于電磁鐵一端。通電后發現，小磁針發生偏轉，記錄下電磁鐵的磁極。

將紅色的線圈模塊撤下，更換為藍色線圈模塊，重復以上步驟。

3.研究電磁鐵的磁極與電流方向的關系

組裝成電磁鐵后通電，發現小磁針發生偏轉，記錄下電磁鐵的磁極。更換電池盒正負極插座的連接方式，重復前面的實驗。

4.研究電磁鐵磁力大小與線圈纏繞圈數的關系

取同一纏繞方向的4個線圈模塊、3號鐵芯、組合電池盒、導線若干。

組裝電磁鐵，保持電池盒輸出電壓、鐵芯、導線數量與長度不變，可變因素為線圈數量。

通過使用1個、2個、4個線圈模塊，組裝出纏繞圈數為30圈、60圈、120圈的三種電磁鐵，比較每種電磁鐵的磁力大小。

5.研究電磁鐵磁力大小與其他因素的關系

教師引導學生組合不同器材，研究電磁鐵磁力大小與使用的電池數量、線圈粗細長短、鐵芯粗細長短等因素的關系。