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1、-九年级物理全册 第20章 电与磁教案 （新版）新人教版-第 20 页第二十章电与磁第1节磁现象磁场导入一:问题导入教师把一盒大头针撒在桌面上.师:如何迅速拾起桌面上撒落的大头针?生:用磁铁吸.过渡语你对磁铁了解多少,你见过或者用过哪些用磁铁做的物品?从这节课开始,我们就进入磁的世界,学习有关电与磁的知识.导入二:情境导入播放视频:死亡之岛世百尔岛师:在加拿大东海岸,有一个神奇而令人生畏的世百尔岛,岛上,草不生长,鸟不歇脚,没有任何动物和植物,光秃秃,只有坚硬无比的青石头.奇怪的是,每当海轮驶近小岛附近,船上的指南针便会突然失灵,整只船就像着了魔似的被小岛吸引过去,使船只触礁沉没,好像有死神在
2、操纵!这是为什么呢?过渡语其实这种现象与磁场有关,那么什么是磁场,磁场有什么性质,学完本节,你的疑惑就会迎刃而解.一、磁现象思路一在2000多年前的春秋时期,我们的祖先就发现天然磁铁矿石吸铁的性质,现在人们利用这些磁性材料做成各种形状的磁体.展示各种形状的磁体.师:磁体只能吸铁吗?学生利用磁铁靠近铁及含铁的合金、回形针等,发现都能吸引.实验证明,磁体能吸引铁、钴、镍等物质.师:你们已经观察到磁体吸引回形针,吸引数量的多少在位置上有什么特点?这说明了什么问题?学生观察,发现回形针主要集中在磁体的两端.说明磁体的两端磁性最强.师:磁体中磁性最强的两个部分叫磁极.一个磁体有几个磁极呢?这些磁极相同吗
3、?生:一个磁体有两个磁极.这两个磁极不同.【实验】转动小磁针,记录当小磁针静止时的位置,有什么特点?【分析】小磁针静止时,总是指向南北方向.师:我们规定小磁针静止时指南的一端叫南极(S极);指北的一端叫北极(N极).【实验】用一个磁体的两个磁极分别靠近小磁针的同一极.看到什么现象?得到什么结论?【分析总结】磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.问题:磁极间有相互作用,那么被磁体吸引的硬币为什么也能吸引硬币呢?分析:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫磁化.被吸引的硬币成了一个小磁体,具有磁性,所以能吸引其他硬币.问题:你知道生活中还有哪些磁化现象吗?磁现象在生
4、活中有哪些应用及危害?举例分析:结合生活实例解释磁化的应用及危害.比如磁带的录音、利用钢针磁化做小磁针、银行卡不能靠近磁体、机械手表靠近磁体后走时不准等.知识拓展磁化方法:1.将物体烧到红炽状态,放在南北方向上自然冷却;2.用磁体的南极或北极,沿物体向一个方向摩擦几次;3.在物体上绕上绝缘导线,通入直流电,经过一段时间后取下即可;4.使物体与磁体吸引,一段时间后物体将具有磁性.思路二1.体验磁现象的存在演示:将磁铁分别靠近1角、5角、1元硬币,观察有什么现象发生.再与塑料、陶瓷片、铁片、纸片、小铁钉、钢锯条等靠近,有什么现象发生?再取上面的其他任意两个东西靠近时,是否还有磁铁与铁钉靠近时的感觉
5、?小结:能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性,具有磁性的物体叫磁体.2.磁体间的相互作用规律演示:把两块条形磁体用线吊起来,其中一块条形磁体的N极靠近另一块条形磁体的S极,观察现象;再用这块条形磁体的N极靠近另一块条形磁体的N极,观察现象.思考:条形磁铁的南极与南极靠近和与北极靠近时,作用效果一样吗?讨论:磁体的N极靠近另一块条形磁体的S极相互吸引,磁体的N极靠近另一块条形磁体的N极相互排斥.用磁体的S极分别靠近另一块条形磁体的S极和N极,会出现什么现象?总结:磁极间的相互作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.3.磁体的指向性演示:用细线将一条形磁体水平悬挂起来,观察它静止时的指向
6、.取一小磁针,让它静止时,观察它的指向.再取一指南针,将其指针拨动,观察它静止时的指向.思考:它们静止时的指向有什么规律?分析总结:条形磁体和小磁针静止时与指南针静止时的指向一样,都是一端指南,一端指北.我们把它们的这种性质叫做磁体的指向性.4.磁化师:条形磁体是钢做的,原来没有磁性,怎样使它具有磁性呢?生:使钢棒具有磁性的方法很多.钢棒原来没有磁性,现在获得磁性,我们把它获得磁性的过程叫做磁化.演示:钢针原来没有磁性,在磁铁上按一定的方向摩擦几下,它就具有了磁性,能单独吸引一些小的曲别针.软铁原来也没有磁性,在软铁上方旋转磁铁,此时软铁具有了吸引小曲别针的性质,软铁具有了磁性,将磁铁取下后,
7、软铁就不能吸引曲别针了,证明此时它失去磁性.结论:能够被磁化的材料叫做磁性材料.如钢、铁等.5.磁体的分类(1)按磁体的来源可分为天然磁体和人造磁体.天然磁体:就是从自然界直接获得的磁体.人造磁体:经过人们加工而成的磁体.(2)按形状来分可分为条形磁体、蹄形磁体、小磁针.条形磁体:长条形状的磁体.蹄形磁体:马蹄形的磁体.小磁针:针状的磁体.(3)按磁化后保持时间的长短可分为永久性磁体和暂时性磁体,也叫硬磁体和软磁体.能长时间保持磁性的,称之为硬磁体;不能长时间保持磁性的,称之为软磁体.知识拓展1.利用磁体的吸铁性、指向性、磁极间相互作用规律和磁极的性质是判断某一物体是否是磁体的常用方法.2.在
8、利用磁极间相互作用规律时,应注意仅依靠吸引是不能作出结论的,还应将被检物的两端分别去靠近同一磁极看是否有排斥的现象.3.条形磁体可近似认为两极有磁性,中间无磁性.过渡语如果把磁针拿到一个磁体附近,它会发生偏转.磁针和磁体间并没有接触,怎么会有力的作用呢?二、磁场1.磁场师:磁体间的相互作用是通过磁场发生的,磁场是看不见、摸不着的,可以通过它对其他物体的作用来认识.磁场能对放入其中的磁体产生磁力的作用.磁体间的相互作用都是通过磁场发生的,我们就通过这种作用来研究磁场.在前面的学习中还有哪些知识利用了类似的方法?生:电流使电灯发光,空气流动形成的风等.【实验】研究磁体周围的磁场方向.在桌面上放一些
9、小磁针,观察小磁针的N极指向,在中间放入一条形磁体,观察小磁针N极的指向,并记录下来.学生进行实验,发现小磁针静止时均指南北,在中间放一条形磁体,发现小磁针发生偏转.过渡语物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向.那么磁体周围的磁场是如何分布的呢?2.磁感线小磁针方向发生改变是由于受到磁体磁场的作用,在磁体周围放置的小磁针越多、越小,就能越清晰地看出磁场的分布.【演示实验】在玻璃板上均匀地撒上一些铁屑,把玻璃板放在条形磁体上,然后轻敲玻璃板.将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上.现象:铁屑有规则地排成一条条曲线,小磁针的N极指向一致地沿着曲线的切线方向.师:小磁针所在的位置就是
10、磁场方向,就是N极所指方向.有没有办法来形象、直观地描述磁体周围的磁场?生:可以在磁场中沿着铁屑的痕迹画出曲线,曲线上某点的切线方向就是磁场方向.在磁场中任何一点的曲线切线方向都跟该点的磁场方向一致,这样的曲线就叫磁感线.学生画出条形磁体的磁感线.利用类似的方法让学生画出蹄形磁体周围的磁感线.知识拓展1.磁场是实际存在的,磁体周围不存在磁感线.2.磁感线只是用来表示磁体周围磁场的假想曲线,利用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向.3.磁体周围某一位置磁场只有一个方向,如果磁感线在此处相交,则该点可以表示出两个不同方向的磁场,所以磁感线不能相交.过渡语你知道我
11、国的四大发明吗?其中就有指南针.那么指南针为什么指南北呢?三、地磁场阅读课本,思考:问题1:我国古代四大发明之一的指南针能够指南北,它肯定受到了力的作用,谁对它施加了力呢?回答1:地球周围存在磁场,使指南针指南北.问题2:指南针在地球的大部分地区都能指南北,地球相当于一个大的条形磁体,你能根据指南针的方向画出地磁场的磁感线吗?回答2:学生确定地磁场的磁极,画出地磁场的磁感线.问题3:地理的两极和地磁场的两极重合吗?这一发现最早是由谁记述的?回答3:地球南北极与地理的南北极不重合,它们略有偏离,世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括.知识拓展地磁场的强度和方向已经过多次的循环变化,其强度由
12、强变弱,以至消失变为零,然后地磁方向倒转,强度再由弱变强至反方向的最大值.已知在过去4000000年内,地球磁场的方向倒转已经有9次,而在近3000000年内,地球磁极也曾3次南北移位.地磁场局限在地球周围的有限区域之内,这个区域称为地磁层,它随地球一起运动,就是这个地磁层挡住了由宇宙空间射来的、足以使生物致命的高能粒子流,使所有生物得以安全地栖息在地球上.地球上的生命是伴随着地磁场的形成并增强到足以对生命起保护作用时才出现的,即生命与地磁两者是紧紧地联系在一起的.1.磁现象及磁场,磁体周围存在磁场.2.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.3.磁体周围存在磁场,利用磁感线可以表示磁场的强弱和方
13、向.4.地球是一个巨大的磁体,使指南针受到磁力作用而指南北.1.如图是条形磁体的磁感线分布,图中的E,F,P,Q四点,磁场最强的是()A.E点B.F点C.P点D.Q点解析:条形磁铁的两端是磁极,磁性最强,中间磁性最弱,因此E点磁性最强.故选A.2.关于磁体、磁场和磁感线,以下说法中正确的是()A.铁和铝都能够被磁体所吸引B.磁感线是磁场中真实存在的曲线C.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的D.小磁针的北极在任何情况下都指向地理的南极解析:磁体只能吸引磁性材料,所以磁体能吸引铁,不能吸引铝,A错误;磁感线是为了方便研究磁场,在磁体周围画的带箭头的曲线,这些曲线在磁场中不存在,B错误;磁体之间的排
14、斥和吸引是通过磁体周围的磁场相互作用完成的,C正确;小磁针的北极在任何情况下都指向地磁南极,也就是地理北极附近,D错误.故选C.3.小明发现宾馆里的“插卡取电器”有两种类型,第一种无论插入哪种卡片都能使房间通电,第二种用专门的磁卡插入或靠近都能使房间通电,小明设计了如下三种方法用于判断取电器类型:将硬纸片插入,看能否通电;将专用磁卡贴在面板上不插入,看能否通电;将专用磁卡插入,看能否通电.其中可行的方法是(填序号).解析:纸片没有磁性,将纸片插入,如果通电说明取电器属于第一种类型,可行;磁卡贴在面板上,如果通电说明取电器属于第二种类型,可行;专业磁卡插入,第一种取电器会通电,第二种也会通电,所
15、以无法判断是哪种类型,不可行.【答案】4.如图所示,将载有条形磁铁的两辆小车同时由静止释放后,两小车将迅速分离.此现象说明:(只要写出两条)(1);(2).解析:两辆小车上装有磁铁,两磁铁相对的磁极是N极.由于同名磁极相互排斥,两个小车受到排斥力的作用,力可以改变物体的运动状态,小车会由静止变为运动.【答案】(1)同名磁极互相排斥(2)力可以改变物体的运动状态1.磁现象2.磁场(1)磁体周围存在磁场,磁场是客观存在的物质.(2)磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用.(3)磁体间通过磁场产生相互作用.(4)用磁感线描述磁场.3.地磁场一、教材作业【必做题】教材第123页动手动脑学物理的1
16、,2,4题.【选做题】教材第123页动手动脑学物理的3题.第2节电生磁导入一:实验导入问题:小磁针静止时能指南北,把一个磁铁靠近小磁针,观察小磁针有什么变化?为什么会出现这种现象?回答:小磁针发生偏转.因为磁铁周围存在磁场,对小磁针有力的作用.引导学生总结磁极间相互作用的规律.回答:磁极间相互作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.过渡语小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗?只有磁体周围存在着磁场吗?其他物质能不能产生磁场呢?如何判断磁场的存在?学习完本节课,你的疑问就会迎刃而解.导入二:情景导入师:上课之前,老师先给大家表演一个魔术纸盒吸铁.问题:此盒中可能是什么?你猜
17、想的依据是什么?教师断开开关,再去接触铁屑,纸盒不再吸引铁屑.此时教师将纸盒打开,让学生明白,刚才产生的磁跟电有关.问题:电和磁从现象上看有非常相似的地方,它们之间有没有一定的联系呢?过渡语从哲学角度看,电和磁应该是有联系的,但是很多年都没发现.直到从丹麦物理学家奥斯特的一个实验开始,揭开了电与磁联系的发展史.那么奥斯特做了什么实验?对发现电与磁之间的联系起到怎样的作用?学习完本节课,你的疑问会迎刃而解.一、电流的磁效应思路一在桌面上放一个小磁针,小磁针能指南北,在靠近小磁针且与其平行的方向放置一直导线,如图所示.连接电路,检查完毕,观察小磁针在开关闭合前后的变化.这说明了什么?回答:闭合开关
18、,有电流通过直导线,小磁针会转动,说明通电导线周围存在磁场.改变导线中的电流方向,观察小磁针的变化,说明了什么?回答:改变导线中电流方向,小磁针的偏转方向也改变,说明通电导线周围磁场方向与电流方向有关.总结:这个实验最早是由丹麦物理学家奥斯特做的,也叫奥斯特实验,它说明了通电导线周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫做电流的磁效应.通过奥斯特实验可以总结出哪些结论?学生总结:1.通电导线周围存在磁场.2.电流的磁场方向与电流方向有关.知识拓展在奥斯特研究的最初,他受到力总是沿着物体连线方向这个观念的影响,总是沿电流的方向放置磁针,使磁针在导线的延长线上,结果实验均以失败告终.1820年4月,
19、在一次讲课中,他偶然把导线沿南北放置在一个带玻璃罩的指南针上方,通电时磁针竟然转动了,从而获得成功.过渡语既然电能生磁,为什么电线连一根大头针都吸不动?思路二1.探究奥斯特实验通电导体周围有磁场师:我们怎样判断一个物体是否具有磁性呢?生:看它能否吸引铁屑.利用磁体间的相互作用来检验.师:一个电池能吸引铁屑吗?我们怎样做才有可能产生磁呢?生:要有电流,要形成一个电路,电路闭合才有电流.师:我们可以设计一个什么样的实验来检验你的猜想?小组讨论后交流.师:根据学生所述对该实验进行演示.学生实验,并将观察到的现象与全班同学交流.过渡语其实我们今天研究的问题,早在1820年丹麦伟大的物理学家奥斯特在一次
20、偶然的实验中就发现了,从而揭示电和磁之间是有联系的.他是怎样做这个实验的呢?我们一起来看看视频吧!2.播放奥斯特实验的操作方法.现象:(1)通电时小磁针N极向内(或向外)偏转.(2)断电后小磁针回到原来的位置,分别指向地理的南北方向.(3)改变电流方向重新通电,小磁针又偏转,但与上次偏转情况不同.结论:通电导线周围存在着磁场;磁场方向与电流方向有关.师:看了这个实验后,大家觉得与我们刚才做的实验相比,有哪些不同?生:视频中的小磁针偏转的角度大,而我们实验的时候却很小.师:这是什么原因呢?学生思考后回答.师:在实验中利用短路能获得较强的电流来增加磁性,但是在一般情况下是不允许的.那么在实际生活中
21、我们用什么办法来增强通电导体的磁场呢?知识拓展在制造精密电阻时,常常采用双线绕法.即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端,再从另一端绕回来,如图所示.单线绕法线圈中通电后,线圈周围产生磁场.双线绕法线圈中通电后,为什么线圈周围就没有磁场呢?因为绕线是从中间对折后并绕的,相当于两个匝数相等,绕向相反的螺线管套在一起,给它们通电后,由于两螺线管中电流方向相反,根据安培定则可知,两个螺线管产生了方向相反的磁场,又因为两个螺线管的匝数相等,通过的电流大小也一样,所以产生的磁场相互抵消了,因此对外不再显示磁性.过渡语人们在生产实践中把导线弯成各种形状,其中发现把导线绕成一圈一圈的螺线管状,磁场会强很多,在生产
22、生活中的用途很大,下面让我们也来制作一个螺线管,该怎样做呢?二、通电螺线管的磁场1.通电螺线管的磁场把导线绕在圆筒上,做成螺线管,各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场就会强很多.展示一个螺线管,给螺线管通电,能使小磁针转动.拿一个小磁针在通电螺线管周围移动,观察小磁针的变化.问题:我们如何研究通电螺线管周围的磁场呢?回答:通电螺线管周围存在磁场,不同位置磁场的方向不同,在螺线管的两端磁极不同.我们已经知道借助铁粉可以研究磁体周围磁场的分布情况,也可以利用类似的方法来研究通电螺线管周围的磁场.在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑.通电后观察小磁针的指向,轻敲纸板,观察铁屑的排列
23、情况.改变电流方向,再观察一次.用线画出铁粉的形状.学生观察实验,画出通电螺线管的磁感线.问题:对比通电螺线管的磁场以及前面学过的磁体周围的磁场,它的形状与哪种磁体相似?回答:通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,它也有两个磁极.2.探究通电螺线管外部的磁场分布提出问题:通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似,它的两端就相当于条形磁铁的两个磁极.那么通电螺线管的磁极与哪些因素有关呢?学生进行猜想:磁极可能与电流方向有关,可能还与螺线管的绕向有关等.设计实验:在通电螺线管的外部放一些小磁针,利用漆包线在瓷筒上绕成螺线管,改变电流方向,确定通电螺线管的磁极.进行实验:按照课本中的图进行绕线,给螺线管通
24、电,在图中标出通电螺线管的N,S极.螺线管有两种绕法,每种绕法电流有两个方向,如下图所示.尝试确定通电螺线管的磁极.归纳分析:当通电螺线管的电流方向改变时,小磁针N极指向也发生改变.结论:说明通电螺线管的极性与电流方向有关.知识拓展通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出回到南极.但是,在通电螺线管内部,磁场方向是从螺线管的南极指向北极.如图所示.过渡语我们已经知道,通电螺线管的极性与电流方向有关,那么有什么样的具体法则呢?三、安培定则师:通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关.当电流方向变化时,通电螺线管的磁性也发生改变.用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢?
25、生:阅读课本关于安培定则的描述,结合刚才的实验用右手来判定通电螺线管的磁极.下面请同学说出判断通电螺线管磁极的方法.生:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极.如图所示.知识拓展以通电螺线管正面电流为例,电流方向与螺线管N,S极关系记忆口诀:电流向上,N极在左;电流向下,N极在右.可简化为“上左,下右”.1.电流的磁场,通电导线周围存在磁场,通电螺线管就是它的应用.2.奥斯特实验说明了通电导线周围有磁场,并且磁场方向与电流方向有关.3.通电螺线管的磁场与条形磁体相似,都有磁极.4.利用安培定则来判定通电螺线管的磁极.1.研究“通电导体周围存在磁场”的实
26、验如图所示,以下观点正确的是()A.断电时,静止的小磁针N极指向地理南极附近B.通电时,导线周围真实存在着磁感线C.法拉第通过此实验首先发现电与磁之间存在联系D.要使小磁针偏转方向相反,将电池正负极对调即可解析:断电时,静止的小磁针N极指向地理北极附近,A错误;磁感线不是真实存在的,是理想模型,B错误;奥斯特通过此实验首先发现电与磁之间存在联系,C错误;要使小磁针偏转方向相反,可将电池正负极对调,D正确.故选D.2.某同学为了增强通电螺线管的磁性,下列做法错误的是()A.增加通电螺线管的匝数B.在通电螺线管中插入铁芯C.增大通电螺线管中的电流D.改变通电螺线管中的电流方向解析:在相同条件下,增
27、加螺线管的匝数,磁性增强,A正确;在相同条件下插入铁芯,磁性增强,B正确;在相同条件下,增大电流磁性增强,C正确;改变电流的方向,只能改变通电螺线管的磁极,D错误.故选D.3.如图所示,将一条形磁体放在小车上,并靠近螺线管.开关闭合,当变阻器滑片向右滑动时,发现小车也向右运动,则条形磁体的左端为极,图中电阻R2的作用是.解析:由安培定则可知,螺线管右端为N极,左端为S极.当变阻器滑片向右滑动时,小车也向右运动,由同名磁极相互排斥可确定条形磁体的左端为N极.滑动变阻器连入电路中,当滑片滑到最小阻值处,电源电压不变,电流最大,此时R2起到保护电路的作用.【答案】N保护电路4.如图,闭合开关后,标出
28、螺线管的N极和S极.解析:电流由左侧流入,右手握住导线,四指指向电流方向,大拇指指向右方,即电磁铁的右侧为N极,左侧为S极,答案如图所示.【答案】如图所示.1.电流的磁效应(1)通电导体周围存在磁场.(2)磁场的方向跟电流的方向有关.2.通电螺线管的磁场(1)通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似.(2)通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关.当电流的方向变化时,通电螺线管的极性也发生改变.(3)安培定则右手握住螺线管,四指顺着电流转,拇指指向N极端.一、教材作业【必做题】教材第127128页动手动脑学物理的1,2,3,4题.【选做题】教材第128页动手动脑学物理的5题.第3节电磁铁电
29、磁继电器导入一:实验导入电与磁之间是有联系的,它是由谁发现的?回答:奥斯特.通电螺线管的磁场与条形磁体相似,它的磁极如何来判断?回答:利用安培定则.演示:利用磁铁吸引大头针.师:磁铁能够吸引大头针,那么还有没有别的物体也能吸引大头针?生:通电导线周围也有磁场,对大头针也会有力的作用.过渡语螺线管的磁性足以吸引大头针,但是如果有几十、数百斤重的铁块,螺线管无能为力,有什么办法能大大增强螺线管的磁场呢?学完本节课,就能解决这个问题.导入二:情境导入实验演示:“小猫钓鱼”师:谁能说出其中的道理?在实物展示台上拆开看:鱼嘴里有一个铁钉;鱼竿里有一个装置:“铁块+线圈”.通电后能吸引鱼,断电后不能吸引鱼
30、.师:“铁块+线圈”是磁铁吗?怎样验证呢?过渡语其实“铁块+线圈”是一个电磁铁,这节课我们就来研究一下电磁铁的性质,以及电磁铁磁力的大小与哪些因素有关.一、电磁铁演示实验:取一根铁钉,让它接触曲别针,发现不能吸引,将漆包线绕在上面制成线圈,通电后发现它能够吸引大头针了.断开开关,可以看到大头针又掉下来了.问题:这种现象说明了什么?回答:插入铁钉的通电螺线管具有磁性,并且有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性.把一根导线绕成螺线管,在螺线管内插入铁芯,当有电流通过时有磁性.这种磁铁就叫电磁铁.问题:你能总结出电磁铁磁性的特点吗?回答:电磁铁有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性.展示电磁铁在
31、实际应用中的图片及视频.知识拓展电磁铁的铁芯用软铁制造,不能用钢制作.因为软铁是软磁性材料,容易获得磁性,没有外部磁场时磁性就会很快消失,磁性保存时间较短.而钢是硬磁性材料,难获得磁性,一旦获得磁性,磁性能够保存很长时间不退磁,其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制,失去电磁铁应有的优点.过渡语电磁铁的磁性强弱受什么因素影响?怎样才能增强电磁铁的磁性呢?二、电磁铁的磁性1.电磁铁的磁性:思路一【演示实验】按如图所示组装实验器材,记录铁块的位置;闭合开关,记录铁块的位置;从螺线管B端插入铁芯,记录此时铁块位置.观察现象,思考说明了什么问题?【分析总结】接通电源,弹簧会伸长,说明通电螺线管周围有磁场
32、,对铁块有引力.插入铁芯,弹簧会伸得更长,引力增强,说明在通电螺线管中插入铁芯,可以使磁性增强.【提出问题】在实际使用中,我们需要电磁铁的磁性强弱不同,那么电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢?【学生猜想】电流的大小、线圈匝数、铁芯的大小等.小组讨论猜想的合理性.【设计实验】师:要研究电磁铁磁性强弱,首先要确定如何判断其磁性的强弱,那么如何判断电磁铁磁性强弱呢?生:磁性的强弱不同,对磁性物质的吸引力大小不同,可以把比较磁性强弱转化成比较吸引大头针的数量.师:如何改变磁性的强弱?生:利用漆包线绕成一个电磁铁,利用滑动变阻器改变流过它的电流,从而改变其磁性的强弱.师:如果要研究电磁铁磁性强弱与电流大小
33、的关系,如何进行实验?如何利用实验研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系?实验电路图:分析:把两个线圈匝数不同的电磁铁串联,控制电流相等,可以研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系.调节滑动变阻器,改变电路中的电流,可以研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系.学生分组进行实验,教师巡视指导.【实验结论】在匝数相同时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越强;电流一定时,外形相同的螺线管,匝数越多,电磁铁的磁性越强.思路二提出问题:电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关?引导学生根据自己的知识和经验提出猜想并说明理由.对学生的猜想进行归纳:1.线圈的匝数;2.电流的大小;3.有无铁芯.师:有这么多变量都可能影响电磁铁磁性的
34、强弱,那么我们采用什么方法进行探究?在探究过程中要注意什么?由于受器材的限制,我们先来探究电流和匝数这两个变量对电磁铁磁性的影响.将学生按座位分为A,B两个大组,分别分配任务,进行探究实验.请各个小组在制订计划时着重思考并讨论如下问题:A组:1.如何改变电磁铁线圈中电流的大小?2.如何测量电磁铁线圈中电流的大小?B组:1.如何改变电磁铁线圈的匝数?2.当线圈匝数改变时,电磁铁线圈中的电流也会发生变化,如何控制线圈中的电流不变呢?鼓励学生大胆说出自己的设计方案,并对学生实验方案进行优化.实验过程:A组过程:保持线圈匝数不变,移动滑动变阻器的滑片,改变通过线圈中的电流,观察大铁钉吸起大头针的多少.
35、B组过程:保持通过线圈中的电流不变,改变线圈的匝数,观察大铁钉吸起大头针的多少.实验记录表格:探究影响电磁铁磁性强弱的因素小组次数电流/A吸引大头针的个数/个小组次数匝数/匝吸引大头针的个数/个AB实验结论:电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流大小有关.匝数相同,通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强.在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,磁性越强.2.电磁铁的应用:视频展示电磁起重机的工作过程,以及其余使用电磁铁的地方.讨论:电磁铁在使用上有什么优点?分析总结:电磁铁的优点:可以通过通断电路来控制磁性;可以通过改变电流的强弱控制磁性的强弱;可以通过改变电流的方向来改变磁极的极性.问题:你能
36、说出一些使用电磁铁和永磁体的应用实例吗?回答:电磁铁的应用:电铃、电话、电磁选矿机、电磁起重机等.永磁体的应用:电视机、扬声器、音响喇叭、收音机、皮包扣等.知识拓展在通电螺线管内部插入铁芯后,铁芯被通电螺线管的磁场磁化.磁化后的铁芯变成了一个磁体,这样由于电磁铁两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强.为了使电磁铁的磁性更强,通常将铁芯制成蹄形.但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反,一边顺时针,另一边必须逆时针.如果绕向相同,两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消,使铁芯不显磁性.过渡语有些情况下工作环境十分恶劣,如粉尘多、高压等环境,不适合施工人员工作,这就可以发挥电磁铁的优势,制成继电器,你知道
37、电磁继电器的工作原理吗?三、电磁继电器播放视频:巨型机器工作.在生活中我们经常看到一些大型机器在工作,如大型吊车,它们的工作电流非常大,直接来控制或操作是很危险的,怎么才能控制这些强大的电流?电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关.展示电磁继电器实物,同时利用投影仪介绍电磁继电器的构造.展示一个利用电磁继电器的控制电路.分析总结电磁继电器的工作原理:电磁铁通电时,把衔铁吸下来,使D,E接触,工作电路闭合.电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路.总结一下,使用电磁继电器的优点:学生讨论回答:可以利用低电压、弱电流的通断,来间接地控制高电压、强电流的通断;可以实行远距离控制
38、;低压控制电路可以使用温控、光控等传感器,实行自动控制.知识拓展1.在自制电磁铁时,应选择铁钉,不宜选择钢钉.在铁钉的外面先裹一层纸,再在纸外侧绕漆包线,铁钉可以从线圈中抽动,这样操作方便.2.电磁铁工作时,线圈电阻较小,电路中电流较大,利用电池进行实验时,连续工作时间不宜太长.1.电磁铁及其磁性强弱的影响因素,使用电磁继电器控制电路等.2.电磁铁磁性强弱与通过电流的大小、线圈的匝数有关.3.电磁铁和普通磁铁相比磁性的强弱、磁极的改变更容易控制.4.电磁继电器可用于低电压、弱电流控制高电压、强电流;可以实现远距离控制等.1.下列装置中,没有用到电磁铁的是()A.电磁起重机B.电磁继电器C.电铃
39、D.电热毯解析:电磁铁利用了电流的磁效应,电磁起重机、电磁继电器及电铃都利用了电磁铁.电热毯利用了电流的热效应.故选D.2.下列方法中,不能增强螺线管磁性的是()A.增加螺线管的匝数B.在通电螺线管内插入铁棒C.增大螺线管线圈中的电流D.增大螺线管本身的直径解析:通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数等因素有关.在螺线管中间插入铁芯后就变成了电磁铁,它的磁性比螺线管的磁性强,增大螺线管本身的直径不能增强磁性.故选D.3.小聪同学在做“探究电磁铁”实验中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法中正确的是()A.要使电磁铁磁性增强,应将变阻器的滑动片向右滑动B.电磁铁能吸引
40、的大头针越多,表明它的磁性越强C.电磁铁B磁性较强,所以通过它的电流较大D.若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引解析:电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数的多少有关.电流越大,线圈匝数越多,其磁性越强,要使电磁铁磁性增强,应将变阻器滑片向左滑动.磁性的强弱无法用肉眼直接看出来,可以通过它对外表现的性质来判断.在D中,利用安培定则判断出两电磁铁上部的磁极,A,B上端为N极,所以它们相互排斥.电磁铁B的磁性较强是因为B的线圈匝数多.A和B两个电磁铁是串联的,电流大小相同,如果比较A和B磁性强弱,只能比较线圈匝数.故选B.4.如图所示,在电磁铁的正上方用弹簧挂一块条形磁铁.当开关闭合后,条形磁铁与电磁铁
41、的相互作用为(填“吸引”或“排斥”).在滑片P从b端滑到a端的过程中,弹簧的长度会变(填“长”或“短”).解析:根据安培定则可以判断出电磁铁的磁极,电磁铁上端为S极,与条形磁铁下端属于同名磁极,相互排斥.电磁铁的磁性强弱与电流有关,电流越大,磁性越强.当滑动变阻器的滑片P从b向a移动时,接入电路中的电阻变大,电路中电流减小,磁性变弱,条形磁铁受到向上的排斥力变小,所以弹簧伸长的长度会变长.【答案】排斥长1.电磁铁:通电螺线管中插入铁芯.2.电磁铁的磁性:与电流大小和线圈匝数有关.3.电磁继电器:实现低电压、弱电流控制高电压、强电流.一、教材作业【必做题】教材第132页动手动脑学物理的1,2,3
42、题.【选做题】教材第132页动手动脑学物理的4题.第4节电动机导入一:问题导入师:我们上课前先来欣赏一些图片.用多媒体展示电梯、电扇、电动玩具、冰箱等使用电动机的电器,并播放它们由停止到运转的状态,这些图片里的东西有什么共同特点.生甲:它们都是电器.生乙:它们的运转都需要用到电.生丙:它们都是靠电动机来转动的.师:这些同学说得都很好.(用课件形式显示几种机器如电扇、电梯、电冰箱的结构图,并圈出电动机的位置.)这些机器都有一个很重要的设备电动机.过渡语为什么给电动机通电,它就能转动呢?电动机工作的原理是怎样的呢?这节课我们就来学习有关电动机的知识.导入二:情境导入多媒体视频展示各种电动机,了解电
43、动机在实际中的应用.比如机床、电力机车、洗衣机、风扇等.学生观察各种图片,知道电动机在生活中应用非常广泛!展示一个小电动机,给电动机通电,可以看到电动机能转动.思考:电动机工作时输入了什么能?获得了什么能?回答:电动机工作时需要消耗电能,输出机械能,工作时把电能转化为机械能.过渡语电动机为什么能转动?学了这节内容,你的疑问就迎刃而解了.一、磁场对通电导线的作用思路一提出问题:磁体在磁场中会受力的作用,磁体间通过磁场相互作用,那么通电导线周围存在磁场,它是否会受到力的作用呢?猜想:通电导线在磁场中会受到力的作用.设计实验:在磁场中放一通电直导线,观察直导线是否受力运动.进行实验:连接电路,快速闭
44、合开关再断开,观察现象.现象:闭合开关,直导线会运动.说明通电导线在磁场中受到力的作用.问题:通电导体在磁场中运动方向是固定的吗?可能与什么因素有关?回答:运动方向不固定.通电导体在磁场中受力的作用,作用方向可能与电流方向有关,也可能与磁场方向有关.演示实验:在前面实验基础上,只改变电流方向,再改变磁场方向.观察导体的运动方向.分析总结:当通电导线中的电流方向改变或磁场方向改变,通电导线的受力方向会发生改变,若同时改变电流方向和磁场方向,受力方向不变.如果把一个通电的线框放到磁场中,它会怎样运动呢?演示:如图所示,利用此装置进行演示实验,发现线圈转动了起来.讨论:为什么线圈是转动而不是直线运动
45、呢?讨论总结:由于线圈两边的导线中的电流方向不一样,所以它们受到力的方向也就不一样,受到方向相反的力,所以转动起来.学生分组实验:“让线圈转起来”,提醒学生刮漆包线的方法及位置.注意:线圈两端的漆包线,一端的绝缘漆全部刮掉,另一端只刮半周.可以看到线圈能连续转动起来.知识拓展小圆圈“”表示导体的横截面,“”表示感应电流方向垂直纸面向外,“”表示感应电流方向垂直纸面向里.同理,磁场、电场也可以用、表示垂直纸面向外向内的方向.思路二教师:先让我们一起来回忆一下奥斯特电生磁的实验.哪位同学可以叙述一下奥斯特的实验过程及结果?学生:丹麦物理学家奥斯特在做实验时偶然发现当导线中有电流通过时,它附近的磁针
46、指向发生偏转,这个意外的现象引起了奥斯特极大的兴趣,他又继续做了许多实验,终于证实了电流的周围存在着磁场.教师:回答得很好.让我们一起回过头来看看奥斯特的实验(用多媒体课件展示奥斯特实验).奥斯特是用一根小磁针放在通电导线的旁边发现了小磁针会受到力的作用,而且电流方向改变,小磁针的转动方向也改变.那么我们反过来想一下,假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢?学生:我想会.因为奥斯特的实验证明了通电导线可以产生磁场,而且我们也知道通电螺线管产生的磁场相当于一个条形磁铁的磁场.那么把通电导线放在磁场中就相当于把两个磁铁放在一起,肯定会有力的作用.因为两个磁体之间是可以相吸或相斥的.教师:这个同学的猜想听起来很有道理,但是是否正确呢?我们应该怎样去判断?学生:用实验去验证.教师:我们应该