Question

20．磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题．
（1）如图，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，显示磁体对铁钉吸引力的大小．
铁钉的放置有图中的甲、乙两种方法，依据二力平衡的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中乙的方法．
（2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中．

磁体与纸片之间放入的物体	不放物体	铁板	镍板	铝板	陶瓷板	玻璃板	塑料板
吸引铁钉数量/个	4	1	1	3	3	3	3

①分析数据，可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引铁钉的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显．
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不能被磁化．
③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同．据此，你提出一个值得探究的问题：磁体屏蔽的效果与哪些因素有关
（3）他们在纸片上分别放入形状和厚度相同、面积不同的铁板．发现铁板面积越大，吸住的铁钉数量越少．
（4）日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象．请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法：磁卡放入铁盒中．

Answer 1

分析 （1）回形针在纸片下方处于静止状态，合力为零，明确受到的力就能确定原理；要保证回形针受到的吸引力和重力相等，两个力必须在同一直线上．
（2）①磁体吸引回形针的数量多少从统计数据可以直接得到；根据回形针被吸起的数目多少，分析铁板和镍板对吸引力的影响．
②屏蔽效果不同的原因从不同物质的物理属性分析．
③围绕实验材料、实验现象提出探究的问题．
（3）探究屏蔽效果与金属面积的关系，也要应用控制变量法，除面积改变外，其它条件都要控制．
（4）根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质确定保护磁卡磁性的方法．

解答 解：
（1）回形针受到两个力的作用：重力和磁体的吸引力，处于静止状态，所以这两个力是一对平衡力．应用的原理是二力平衡；甲图中，回形针受到的磁力和重力不在一条直线上，所以不是平衡力．因此选择乙图；
（2）①分析数据可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显；
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不是磁性物质，不能被磁化；
③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同．铁、镍、铝都是导体，它们对吸引力影响效果却不同．因此提出的问题是：磁体屏蔽的效果与哪些因素有关；
（3）要研究屏蔽效果与铁板面积的关系，必须保持铁板的形状、厚度一定，改变面积大小，观察回形针被吸起的数目多少；
（4）由于含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显，所以可以将磁卡放在铁盒中，磁性就能长时间保持了．
故答案为：（1）二力平衡；乙；（2）①较大；②铝不能被磁化；③磁体屏蔽的效果与哪些因素有关；（3）厚度；（4）磁卡放入铁盒中．

点评 此实验探究的问题--不同物体的屏蔽效果与生活联系密切，实验过程充分应用了控制变量法和转换法．题目设计新颖，难度适中，充分考查学生应用物理方法解决实际问题的能力，是一道好题．