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第20章 电与磁教案(新人教版)

时间:2016-01-16 11:42:18作者:佚名教案来源:网络
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第二十章 电与磁
 
 
1.了解简单的磁现象,知道磁极间的相互作用,了解磁化.
2.知道磁体周围存在磁场;知道磁在日常生活、工业生产和科研中的重要应用.
3.知道存在地磁场.
4.认识电流的磁效应,初步了解电与磁之间的联系.
5.知道通电导体周围存在磁场,会根据安培定则判断通电螺线管的磁极或电流方向.
6.知道电磁铁的特性和工作原理;了解影响电磁铁磁性强弱的因素.
7.了解电磁继电器的结构和工作原理.
8.了解磁场对通电导线的作用;了解直流电动机的结构和工作原理.
9.知道电磁感应现象,知道发电机的原理.
 
本章主要讲述磁现象、电流的磁场、电磁铁及其应用、电动机、电磁感应现象及其应用.本章从生活中常见的磁现象出发,介绍磁的一些基本知识,通过活动感知特殊的物质“磁场”的存在.在已有电学知识的基础上,探究“电生磁”和“磁生电”的关系,本章知识在技术上有着广泛的应用,“电动机”“发电机”“电磁继电器”等工具对现代社会有着深远的影响.本章学习过程中需掌握十六个主要概念、一条规律、一个定则、一个性质、一个规定、两个基本特点、六个基本原理、三个探究实验.
十六个主要概念:磁性、磁极、磁化、磁体、磁场、磁感线、地磁场、磁偏角、电流的磁效应、电磁铁、电磁继电器、换向器、线圈平衡位置、电磁感应现象、交流电、直流电;一条规律:磁极间相互作用规律;一个定则:安培定则;一个性质:磁体具有指向性.一个规定;磁极方向的规定.两个基本特点;通电螺线管磁场的特点、电磁铁的特点,六个基本原理:电磁铁工作原理、电磁继电器工作原理,磁场对通电导线的作用原理、电动机工作原理、电动机制作原理、发电机制作原理;三个探究实验:通电螺线管的磁场是什么样的,研究电磁铁、什么情况下磁可以生电.
 
学生前面已经学习了电学的相关知识,为本章学习电流的磁效应,探究“电生磁”与“磁生电”的关系奠定了基础.磁现象是很普遍的现象,学生在小学科学课上已有了初步的认识.电动机、发电机的有关知识与学生日常生活比较贴近,这让学生有了较强的探究欲望,但由于本章的理论性强、专用术语多,加之日常生活中只对其有表面的粗浅认识,给学生的学习带来一定的困难,尤其是关于磁场、地磁场、磁感线及电动机、发电机的工作原理等知识比较抽象,更是学生学习的难点.
 
1.本章的物理概念、规律较多,学生不易理解,最好在教学过程中都让学生通过亲自动手实验概括得出,让学生亲身体验和感悟.并让学生自己通过实验、观察、归纳概括出规律.
2.本章知识在技术上有着广泛的应用,电动机、发电机、电磁继电器等工具对现代社会有着深远的影响,因此在讲授本章知识时,应多加联系.
3.本章在知识深度要求上虽然难度有所下降,但多数知识比较抽象难懂,应让学生注意概念的理解,充分发挥想象力.
第1节 磁现象 磁场

 
知识与技能
1.知道磁体、磁极的概念;
2.知道磁极间的相互作用规律;
3.知道用磁化的方法可以使一些物体获得磁性以及生活中的一些磁化现象.
4.知道磁体周围存在磁场,知道地球周围有磁场以及地磁场的的南北极.
过程与方法
通过参与科学探究活动,观察磁体间的相互作用,从而感知磁场的存在.
情感、态度与价值观
通过了解我国古代对磁的研究所取得的成就,进一步提高学生学习物理的兴趣.
 
重点
1.知道磁极间的相互作用规律.
2.知道磁场的存在.
难点
如何认识磁场的存在.
 
教师:条形磁体、蹄形磁体、大头针、铁钉、多媒体;
学生:条形磁体、铜片、铁片、玻璃片、镍片、铝片、大头针、铁钉.
 

教师活动 学生活动 设计意图
  一、情境引入
播放图文资料:历史上的磁现象
1.《晋书•马隆传》记载了这样一个故事:三世纪时,智勇双全的马隆在一次战役中,将敌军引至一条狭窄的山谷中,身穿铁甲的敌军个个都被吸住,动弹不得,而马隆的兵将身穿犀甲,行动如常.敌军以为马的兵是神兵,故而大败.
2.在加拿大东海岸,有一个神奇而令人生畏的世百尔岛,是由一种大青石构成的,来往的船只只要一靠近它,不但指南针失灵,而且船还下沉并向大青石撞去,造成触礁沉没.
学习了今天这一课,我们就会明白其中的原因了.
 观看、思考.
   利用故事引起学生的兴趣.
  二、新课教学
(一)简单的磁现象
1.磁体
讲述:有一种物体,具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,我们把这种物体叫做磁体.
学生实验:试试你桌面上的哪些物体能被磁铁吸引
提出问题:你现在能够解释前面的现象了吗?
2.磁极
提问:磁铁的不同部位,对铁的吸引力是一样的吗?怎样用实验来验证?你是用什么方法来比较磁铁的磁性强弱?
简单介绍实验器材和实验课题,引导学生进行实验,根据实验结果简要概括出磁现象的一些基本概念:
①探究磁体不同部位的磁性强弱
②磁体的指南性
③磁极间的相互作用
课堂练习
1.用一根铁钉靠近小磁针的N极,它们相互吸引,由此可判断( )
A.铁钉有磁性        B.铁钉无磁性
C.铁钉可能有磁性,可能无磁性  D.条件不足,无法判断
2.钢条靠近磁针的某个磁极时,发现该磁极被排斥,则这钢条( )
A.一定具有磁性  B.一定没有磁性
C.可能有磁性也可能没有磁性  D.条件不足,无法判断
3.有两根外形一样的钢棒,甲靠近乙的中间有吸引力,而乙靠近甲的中间则没有吸引力,试判断哪根钢棒有磁性,哪根没有磁性?

 
(二)磁化
1.一边做演示实验,一边提问学生:
(1)用普通的铁钉靠近大头针,能否吸起大头针?
(2)用磁体向同一方向摩擦铁钉,靠近大头针,看到什么现象?
(3)介绍这种现象叫做磁化.
   听讲.

 

实验.

 


学生回答.

 


回答:①不一样
②看磁铁各个部位吸引大头针或铁屑的多少
③能够吸引的大头针越多,磁性越强
实验,教师引导得出结论:
①磁体两端的磁性最强,叫磁极.
②自由转动的磁体静止时指南的一极叫“南极”,指北的一极叫“北极”.
③磁体间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名互相吸引.

 

回答.


学生在老师的引导下,观察实验,回答问题,体会磁化现象.
   大部分学生在生活中已经知道磁体能吸引铁,故教师直接给出其定义.
亲身体会,增强兴趣.
学以致用,让学生体会到成功的喜悦,使学生掌握科学探究的方法.
形成转换法的思想.

 

 

实验都十分简单,但是学生能够亲身体验探索归纳的过程,有利于提高学生的动手能力和归纳能力.

 


及时巩固所学知识.

 

 

通过实验演示,让学生对磁化现象有直观地认识

 

教师活动 学生活动 设计意图
  2.引导学生根据现象得出结论后,分组做磁化实验,掌握用磁体磁化铁钉的技巧.
3.介绍其他磁化的方法、软磁体和生活中应用到磁化的例子:磁带,IC卡等.
4.简单介绍磁化的利与弊,让学生根据自己的认识继续补充说明磁化的利与弊.
我们已经知道,磁体具有指南北的性质,现在请你们判断:教室的哪个方向是南?
演示:教师把磁针放在讲台上,磁针立即发生了偏转,不再指南北了,在学生惊诧目光的注视下,教师把讲台上的报纸揭开,发现讲台上有一个大磁铁.
提出问题:磁针在刚才的那个空间里能够指南北,到了磁铁周围的空间就不再指南北了,那么磁铁周围的空间与其他空间有什么不同呢?
介绍:在磁铁周围的空间存在着一种物质,这种物质能够使磁针偏转,这种物质叫做磁场.
(三)磁场及磁感线
1.引导学生思考是谁施加力的?
根据学生的回答,用课件辅助介绍磁场的存在,利用空气的流动、电流使电灯发光的形象对比,让学生理解磁场的客观存在性和磁场对小磁针有力的作用.
2.演示实验:把条形磁体靠近(不接触)原来静止的小磁针.
提问:发现什么问题?
继续演示:把更多的小磁针摆在磁体周围,观察现象.
总结:磁场具有方向性,小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向.
3.演示实验:把条形磁体放在铁屑板上,让学生观察铁屑图案,并绘出图案.
展示不同小组的作品,提供交流的平台.最终给出标准的答案.
结合学生的体会,引出磁感线的概念和特点.
提出问题:磁感线存在吗?
强调:磁感线是假想的曲线.
用课件展示不同形状磁体的磁感线图案
提出问题:观察各种磁体周围的磁感线,你能发现什么规律?
问题导引:磁针受力转动是磁场作用的结果,那么磁针在世界各地都能够指南北又是谁的磁场在施加作用呢?
(四)地磁场
你能说出地球的南磁极在哪里吗?
引出地磁场的概念后,安排学生阅读课本相应内容后回答以下问题:
1.地磁场的形状与什么相似?
2.地磁场的方向与地理的南北极位置有什么关系?
3.我国最早提出地磁场存在的科学家是谁?   用磁体磁化铁钉的方法不唯一,可以让学生自己尝试,找出一些磁化的方法.
磁化在生活中的应用,学生应该有所了解,让学生踊跃发言.
观察.

 

 

回答。

观察,思考。
学生思考,并尝试回答出有力的存在等。

 

 


学生提出可能有隐形的物质.
学生发言:小磁针发生偏转后,最终会停下来.
学生发言:位置不同,小磁针的指向不同.
学生根据看到的图案,发挥想象力把图案描绘出来,并进行交流,选出最合理和最形象的.
学生陷入激烈的讨论.
学生回答:从N极出发回到S极等.

 

思考.
学生阅读课本并回答:
1.与条形磁体相似
2.地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近.
3.沈括.
   学生动手实验,加深对磁化的理解和应用.

让学生把所学知识与实际生活相联系,激发对磁知识的求知欲.
通过精心设计的实验,在提高学生的学习兴趣的同时,也有利于学生体会抽象的磁场的存在.


不要求学生得出正确的答案.


运用类比法,说明看不见,摸不着的东西也是可以认识的.


给学生充分的空间去思考和想象,让学生深刻体会在思考和实践中收获的愉悦.
学生辩论的过程中,能形成正确的观点.

及时地反馈练习,加深学生对磁感线方向的理解.


自然地引入地磁场的内容.
培养学生经过阅读,提取有效信息的能力.

  三、小结作业
1.请学生谈谈本节课的收获
2.布置作业   学生发言,总结本节课新学的内容 

 
 
一、磁现象
1.磁体;
2.磁极(南极、北极);
3.磁体的指向性;
4.磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)
二、磁化:使原来没有磁性的物体具有磁性的过程
三、磁场及磁感线
1.物质性:客观存在的一种物质
2.方向性:小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向.
3.强弱性:越靠近磁极的地方磁场越强.
4.磁感线:为形象描述磁场而引入的.
四、地磁场
1.与条形磁体的磁场相似.
2.与地理两极并不重合
 
磁体和磁感线
1.对磁体的进一步认识
a.磁体的中间部分磁性很弱,几乎没有磁性.
b.磁体的磁极是成对出现的,不存在只有一个磁极的磁体,把一个磁体从中间锯断后将成为两个新的磁体,每个磁体仍有两个磁极,锯断处两端出现的是异名磁极.
c.磁体按磁体形状分:可分为条形磁体、针形磁体、蹄形磁体;按磁体来源可分为天然磁体(铁矿石)、人造磁体;按磁性的保持时间可分为硬磁体(永磁体)、软磁体(极易失磁).
2.使已磁化的钢针“去磁”的方法:
a.不断敲击已磁化的钢针.
b.将其放在火焰上加热.
3.理解磁化应注意的两个问题:
a.任何磁极靠近没有磁性的铁或钢制物体时总是互相吸引,这说明了被磁化的物体与使它磁化的磁极靠近的那一端一定是异名磁极;
b.不是所有的物体都会被磁化,例如磁铁不能吸引铜、铝、玻璃、陶瓷等,说明这些物体不能被磁化,不是磁性材料.
4.理解磁感线时应注意的问题:
a.磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊的物质,而磁感线是人们为了直观、形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线,它并不是客观存在于磁场中的真实曲线.
b.磁感线是有方向的,曲线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向.
C.磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱.磁体两极处磁感线最密,表示其两极处磁场最强.
d.磁感线是闭合的曲线.即磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来,回到磁体的S极;在磁体的内部,都是从磁体的S极指向磁体的N极.
e.磁体周围磁感线的分布是立体的,而不是平面的.
f.空间中任何两条磁感线绝对不会相交,因为磁场中任一点的磁场方向只有一个确定的方向,如果某一点有两条磁感线相交,该点就有了两个磁场方向,这是不可能的.
第2节 电生磁

 
知识与技能
1.认识电流的磁效应.
2.知道通电导体周围存在着磁场;通电螺线管的磁场与条形磁体相似.
3.会用安培定则判断通电螺线管的极性跟电流的关系.
过程与方法
1.观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用,初步了解电与磁之间有某种联系.
2.探究通电螺线管外部磁场的方向.
情感、态度与价值观
通过认识电与磁之间的相互联系,使学生乐于探索自然的奥秘.
 
重点
通过奥斯特实验认识电流的磁效应.
难点
通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系.
 
导线、学生电源、开关、螺线管、小磁针、实验卡.
 

教师活动 学生活动 设计意图
  导入新课
演示实验:小磁针在条形磁体周围发生偏转实验.
引导学生对实验现象进行观察,并进行思考:小磁针为什么会发生偏转?
提问:除了条形磁体以外,还有什么物体可以使小磁针发生偏转?
让学生猜想,并写在实验卡上.
引导学生先来研究:电能不能使小磁针发生偏转?   观察,思考.
受到磁力的作用.


猜想出:风、电、人手等等.

思考,独立设计实验,小组内讨论,相互交流.
   创设情境,诱发问题.
在实验中培养学生观察和分析问题的能力.
激发学生的学习兴趣,培养学生的发散思维能力,鼓励学生敢于猜想,勇于发表个人意见、看法.
  新课教学
让学生自己设计实验来证明,教师再予以适当补充,使之完整.
指导学生实验.
讲述奥斯特实验名称的由来.
引导学生归纳出此实验说明了什么问题.
一、电流的磁效应
1.奥斯特实验:说明通电导线和磁体一样,周围存在磁场.
提问:针对奥斯特实验,你还想知道些什么呢?
联系刚才的实验,提出要研究的问题:磁场的方向由什么因素决定?
引导:学生进行猜想,指导学生实验.
引导学生得出结论.
2.电流的磁效应:通电导线周围有磁场,它的方向与电流方向有关.
提问:奥斯特实验在现在看来是非常简单的,但在当时,这一重大发现却轰动了科学界.这是为什么呢?
教师阐述奥斯特实验的意义.
引导学生为了携带更方便,为奥斯特实验所用的直导线设计新造型.
从学生所设计的造型中引出通电螺线管.
二、通电螺线管
1.通电螺线管.
引导学生:关于通电螺线管,你想知道些什么呢?

 

提出要探究的问题:通电螺线管的磁场是什么样的?让学生进行思考、猜想,并写在实验卡上.
 

 

 


学生实验:奥斯特实验.
观察实验现象,总结实验结果,讨论.
归纳出:通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用.
思考,讨论,举手发言.
提出问题:
1.磁场的方向是一定的吗?
2.磁场的方向是由什么因素决定的?
思考.
猜想出:
电流的方向.
电源的正负极.
学生实验:奥斯特实验.
观察实验结果,思考、分析、讨论.
归纳出:磁场的方向由电流的方向决定.
阅读教材,思考、讨论,举手发言.
思考,小组内讨论,小组之间相互交流,举手发言.


独立思考,小组讨论,举手发言.
设计出问题:
1.通电螺线管是不是只有通电的时候才有磁场?
2.通电螺线管的磁场是什么样的?
3.通电螺线管的磁场方向与什么因素有关?

 

   让学生初步体验科学探究的基本过程和思维程序,锻炼自主、合作、探究的基本科学素养,培养表达能力、动手能力和综合归纳能力.
培养学生针对某个问题多角度考察研究的能力和发散思维的能力.
鼓励学生要敢于猜想,勇于发表个人意见、看法.
在实验中培养学生的动手能力.
培养学生阅读和总结的能力.

 

 


培养学生的思维发散能力和创新能力.

 

 

鼓励学生敢于猜想,勇于发表个人意见、看法

 

 


 

教师活动 学生活动 设计意图
  引导学生自己设计实验.

 

指导学生实验.
引导学生总结出通电螺线管的磁场特点.

2.通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似.
引导学生对问题“通电螺线管的磁场方向与什么因素有关”进行猜想.

引导学生设计实验.
指导学生实验.

3.通电螺线管两端的极性与管中电流的方向有关.
联系上面的实验,引导学生归纳出可以简便地判断通电螺线管的磁性与电流方向之间的关系的方法.

三、培定则
1.作用;判定通电螺线管的磁性与电流的方向;
2.判断方法:用右手握住螺线管,让四指弯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北极.
指导学生回答教材P126中图20. 2-6中螺线管的磁极   思考.
猜想出:
直的、曲线状的和条形磁体的磁场与蹄形磁体的磁场一样.
独立思考后设计实验,讨论并相互交流.
探究实验:
“通电螺线管的磁场是什么样的(1)”.
观察实验结果,总结、分析结果,讨论.
归纳出以下结论:通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似.
独立思考.
猜想出:
电流的方向,螺线管的绕线方向.
独立思考,设计实验,小组讨论,交流.
学生探究实验:
“通电螺线管的磁场是什么样的(2)”.
思考,讨论.
归纳出以下结论:通电螺线管两端的极性与管内电流的方向有关.
思考、分析实验结果,小组讨论,归纳出以下结论:
用右手握住螺线管,让四指弯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北极.
思考,讨论.
   培养学生善于发现问题并合作设计实验的能力,鼓励学生对实验的器材和方法进行大胆改进.


培养学生处理实验数据和描绘图像的能力,以及通过图像的分析、比较,归纳出结论的能力.

 

 

鼓励学生要敢于猜想,勇于发表个人意见、看法.

 

让学生体验科学探究的基本过程和思维程序,锻炼自主、合作、探究的基本科学素养,培养表达能力、动手能力和综合归纳能力.
及时巩固,加深理解.

  课堂小结
让学生自己归纳这节课所学的知识.

   思考、讨论、归纳.
   培养学生的总结意识,养成对所学的内容及时巩固、消化、梳理的习惯.
  布置作业
1.教材“想想议议”.
2.教材“动手动脑学物理”1、2、3、4.  
 
电生磁电流的磁效应奥斯特实验通电螺线管①特点:②两端极性与电流方向有关安培定则内容:应用:
 
 
电与磁之间的相似之处

电现象 磁现象
带电体能吸引轻小物体 磁体能吸引铁、钴、镍等物质
电荷有两种:正电荷和负电荷 磁极有两种:北(N)极和南(S)极
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引
电荷不接触就能相互作用(电场) 磁极不接触就能发生相互作用(磁场)
摩擦可以使物体带电 摩擦可以使物体磁化

通电螺线管和条形磁体的磁场

 条形磁体 通电螺线管
不同点 ①是永磁体,磁性长期保持
②N、S极是固定的
③磁性强弱是不变的 ①通电时有磁性,断电时失去磁性
②N、S极与电流的方向有关
③磁性强弱与线圈匝数和通电电流大小等有关
相同点 ①它们都有吸附铁类物质的性质
②条形磁体磁极位置和通电螺线管相同
③把条形磁体和通电螺线管挂起来都有指南北的现象
④条形磁体和通电螺线管都有两极且都有同极相斥、异极相吸的特点 

第3节 电磁铁 电磁继电器


 
知识与技能
1.知道什么是电磁铁.
2.理解电磁铁的磁性.
3.了解电磁继电器的结构和工作原理.
过程与方法
1.探究电磁铁的特性和工作原理.
2.通过阅读说明书,自己动手实践来了解如何使用电磁继电器.
情感、态度与价值观
通过动手动脑完成电磁铁的探究实验并亲自动手实践如何使用电磁继电器,培养学生乐于探索自然界的奥秘兴趣.
 
1.电磁铁的特性和工作原理.
2.电磁继电器的结构和工作原理
 
学生:导线,一节干电池,小磁针,学生电源,螺线管,电磁继电器,小灯泡.
教师:混有铁屑的黄沙,条形磁铁,电磁铁,学生电源,导线,多媒体课件.
 
教师活动 学生活动 设计意图
  引入新课
拿出混有铁屑的黄沙,提出问题:你能把铁屑从黄沙里分出来吗?
请一位同学上台来实验.
提出问题:你觉得这种方法好吗?有什么问题?有没有更好的办法?
教师补充:我有种更好的办法.
演示:用电磁铁将铁屑从黄沙中分离出来.
   学生回答,用磁铁将铁屑吸引出来.
观察,并进行评判.

思考并回答:铁屑在磁铁上很难全部取下来,可以用纸将磁铁包住.
观察并体会电磁铁的方便之处.
   感受物理在生活中的应用,激发学生科学探索的兴趣.
  新课教学
一、电磁铁
介绍电磁铁:
①我们把插有铁芯的螺线管叫做电磁铁.
②电磁铁的优点一:在有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性.
播放视频资料:电磁铁在生产与生活中的应用.
提出问题:为什么插入铁棒后,通电螺线管的磁性会增强呢?
教师归纳:铁芯插入通电螺线管,铁芯被磁化,也要产生磁场,于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场,又有磁铁产生的磁场,因而磁场大大增强了.
   观看,感悟.
学生思考并尝试回答.
   体现从物理到社会的思想.

 

教师活动 学生活动 设计意图
  二、怎样使电磁铁的磁性增强
引导学生进行猜想.
教师经过讨论汇总后,总结出电磁铁的磁性强弱可能与电流的大小、线圈的匝数有关,下面对这两个问题进行实验设计.

 

提出问题,引导学生设计实验:
1.想研究电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关,该如何控制匝数呢?同理要研究磁性强弱与匝数的关系,该如何控制电流呢?
2.如何改变线圈的匝数?如何改变电流的大小?
3.如何判断电磁铁磁性的强弱?
指导学生按讨论的方案进行实验.
引导学生根据实验现象归纳:
(1)电磁铁通电时产生磁场,断电时没有磁场.
(2)通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强.
(3)在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,磁场越强.
进一步总结电磁铁的优势:
(1)电磁铁磁性的有无可以通过电流的有无来控制.
(2)电磁铁磁性的强弱可以通过电流的大小来控制.
三、电磁铁的应用
播放视频资料:电磁铁的应用.
四、电磁继电器
1.出示电磁继电器工作原理挂图(见下图)和示教板,介绍它的结构:主要由电磁铁、弹簧、衔铁和触点组成.

 
2.结合挂图介绍它的工作原理:
(1)控制电路:低压电源、线圈、开关.
(2)工作电路:高压电源、用电器(电动机)、触点开关.
启发:电磁继电器是如何控制工作电路工作的呢?   猜想:
1.电磁铁的磁性强弱可能与电流的大小有关,因为电流越大,电流产生的磁场可能就越强;
2.电磁铁的磁性强弱可能与线圈的匝数有关,因为一匝线圈要产生一定的磁场,匝数越多,则产生的磁场也应会增强.
3.电磁铁的磁性强弱可能与所插入的铁芯粗细有关,因为越粗,铁的质量越大,磁化的量越大.
……
学生回答.
在研究匝数时控制电流不变,在研究电流时,控制匝数不变.
取匝数不同的螺线管以改变匝数的不同;通过滑动变阻器改变电流的大小.
通过让电磁铁吸起大头针的个数来判断其磁场的强弱.
学生操作.
师生讨论.
学生回答

 

 

 


观看.思考.


认真观看挂图并做笔记.

思考,讨论.
学习.

 

 

 


   教师引导学生利用前面所学的磁化的知识来回答,巩固旧知,同时培养学生分析问题、解决问题的方法和能力,尽可能多地让学生表达自己的想法.

 

化归到我们欲研究的问题上来.


有针对性地启发学生,放手发动学生在得出结论时,一定有条件的限制,培养学生严谨的科学态度.

培养学生语.言归纳能力.

 

 

 


进一步加深对电磁铁的认识.

 

 

 


 

教师活动 学生活动 设计意图
  引导分析:当较小的电流经过接线柱D、E流入线圈时,电磁铁把衔铁吸下,使B、C两个接线梯柱所连的触点接通,较大的电流就可以通过B、C带动机器工作了.工人师傅的按钮只控制电磁铁电流的通断,而高电压、强电流电路的通断则由B、C两个触点间的电路控制,这样人们就可以安全方便地操纵大型机械了.
启发:懂得了电磁继电器的结构和工作原理,我们就可以进行设计和实验了.
五、设计和进行实验(想想做做)
1.要求学生阅读电磁继电器说明书,并回答问题:(课件显示)
(1)你觉得说明书上最重要的是哪几条?
(2)说明书上写着的“线圈额定电压直流6 V”“被控制电压220 V、电流1A”,讲的是什么意思?
(3)你从说明书上得到了哪些有用的知识?
2.观察电磁继电器
要求学生做如下尝试:
(1)对照教材P131中图20. 3-5认识电磁继电器上的几个接线端的位置.
(2)用手轻触衔铁,观察B、C之间是通过哪个触点接通的.
(3)继电器还有两个触点,当电磁铁不通电时它们是连接在一起的,而当通电时它们断开.找到这两个触点.
3.使用电磁继电器
要求学生利用电磁继电器设计电路,使继电器通电时小灯泡亮,断电时小灯泡灭.
启发设计:
(1)控制电路应由哪些部分组成?
(2)工作电路应由哪些部分组成?
(3)小灯泡应如何连接?为什么?
(4)将各器材连成电路,并说明它的工作情况是否符合设计要求.
4.汇报设计情况
让某小组学生将自己设计的电路在黑板上画出,师生评议,纠正和完善.
5.演示验证:
按学生设计的电路连接各器材.
 

 

 

 

组成小组认真阅读说明书,共同讨论,回答问题.

 

 

 

 

 

 

 

 


设计实验,画出电路图.

 

 

 


共同评议,提出疑问,由演示小组答疑.
实验成功,鼓掌祝贺.
 

 

 

培养学生的互助合作精神以及分析问题的能力.
培养学生的合作意识.提高学生的思考能力和语言表达能力.

 

 

 

 

 

 

 

培养学生设计能力.

 

 

 

培养学生交流评估的能力.
让学生享受设计成功的喜悦.
  课堂小结,布置作业
教师引导学生回顾本节内容.
要求学生完成动手动脑学物理中1、2.3题   回顾本节内容.
   及时巩固,加深理解.
 
一、电磁铁
1.电磁铁的特性.
2.电磁铁的应用
二、电磁继电器
原理:低电压、弱电流电路控制高电压、强电流电路.
结构:电磁铁、衔铁、弹簧、触点.
实质:利用电磁铁来控制工作电路的一种开关.
电磁铁是在螺线管中插入软铁棒而不是钢棒
我们知道钢是硬磁性材料,易被磁化,且磁性不易消失,这就造成了若给插入钢棒的螺线管通电,有磁性,若给其断电,则通电螺线管的磁性消失,但钢棒的磁性却不能消失,这样就会不利于电磁铁工作.
电磁铁在实际生活中的应用
a.电磁起重机
把电磁铁安装在吊机上,通电后吸起大量的钢铁,移动到另一个位置把钢铁放下.
b.磁浮列车
磁浮列车的车厢和铁轨上分别安放磁体,磁浮列车用的磁体大多数是通有强大电流的电磁铁,控制电流的方向使车厢和铁轨之间产生同名磁极,由于同名磁极互相排斥,使列车能离开铁轨一定距离,消除了车体与轨道之间的摩擦,突破列车以往的速度极限,达到500 km/h的运行速度.
c.电铃、发电机、电动机、自动控制装置中都有电磁铁的应用.
磁浮列车的优、缺点
优点:
总的来说,磁浮列车具有高速、低噪音、环保、经济和
舒适等特点,磁浮列车从北京运行至上海,不超过4小时,从杭州至上海只需23分钟.在时速达200千米时,乘客几乎听不到声响.磁浮列车采用电力驱动,其发展不受能源结构,特别是燃油供应的限制,不排放有害气体.据专家介绍,磁浮线路的造价只是普通路轨的85%,而且运行时间越长,效益越明显.
缺点:
(1)磁浮有一大缺点,它的车厢不能变轨,不像轨道列车可以从一条轨道借助道岔进入另一铁轨,这样一来,如果是两条轨道双向通行,一条轨道上的列车只能从一个起点驶向终点,到终点后,原路返回,而不像轨道列车可以换轨到另一个轨道返回.因此,一条轨道只能容纳一列列车往返运行,造成浪费,磁浮轨道越长,使用效率越低.
(2)由于磁浮系统是借助电磁力来进行悬浮、导向和驱动功能的,一旦断电,磁浮列车将发生严重的安全事故,因此断电后磁浮的安全保障措施仍然没有得到完全解决.
(3)强磁场对人的健康、生态环境的平衡与电子产品的运行都会产生不良影响.


第4节 电动机

 
知识与技能
1.了解磁场对通电导线的作用;
2.初步认识科学与技术、社会之间的关系.
过程与方法
经历制作模拟电动机的过程,通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理.
情感、态度与价值观
通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣.
 
重点
1.通电导线在磁场中受到力的作用,力的方向跟电
流的方向、磁场的方向都有关;
2.直流电动机的能量转化.
难点
电动机能够持续转动的原因.
 
教师实验仪器:电源、导线、开关、蹄形磁铁、细铜棒、导轨支架、线圈、实物展示台、实物投影仪和多媒体课件等.
学生实验仪器:电源、导线、小刀、漆包线、蹄形磁铁和实验支架.

 


 
教师活动 学生活动 设计意图
  课前活动
将自己的一辆电动车摆放在讲台旁边,支起中间支架,让一个同学起动车子.
   学生进入实验室,发现有的同学玩电动车,产生好奇心,纷纷议论,甚至有个别人走上前想参与.
   电动车进教室,学生感觉较新奇,车转动时没有声音,更能引起学生的注意.
  引入新课
虽然已经上课,仍然有同学在议论车子的事,趁机问学生在讨论什么?电动车与摩托车有什么不同?是靠什么推动车子前进的?组织两三个同学观察电动车的驱动部分.
播放多媒体课件.(大大小小的电动机图片)   学生猜测问题,由观察的三位同学找出驱动部分,原来是电动机.

学生广泛接触电动机的用途.
   学生觉得奇怪,电动机能作为车的驱动器.

学生比较直观地认识电动机.

 

教师活动 学生活动 设计意图
   新课教学
1.提出问题
a.同学们想知道电动机为什么能转动吗?
b.两个磁体并不相互接触,而有相互作用,这种相互作用是怎样实现的?
c.奥斯特实验现象又如何?
d.电流通过磁场对磁体有力的作用,反过来,磁体对电流有没有力的作用呢?
2.演示实验
a.立体投影:教材P133图20.4-1的实物仪器;
b.改变电流方向;
c.改变磁场方向;
d.同时改变电流方向和磁感线方向.
分析与归纳.
让学生将实验记录整理,归纳出初步结论.
提问:从刚才的演示中我们看到了导体在磁场中受力的作用而产生运动,我们前面所提到的电动机都是转动的,怎样才能使导体转动呢?
3.演示线圈在磁场中转动的实验(用多媒体投影实验装置)
追问:线圈为什么会扭动?
4.想想做做——“小小电动机”的制作
提出问题:刚才大家看到线圈在磁场中能扭转,同学们能否设计实验,使线圈能连续转动?
教师点拨
分析现象和结论.
评价与交流.
让学生就实验中出现的问题、解决的方法、以后需要吸取的教训进行相互讨论.
5.电动机的基本构造
a.让学生观察自制的“小小电动机”是由哪几部分组成的?分别给它们取名.
b.提问:从能量的角度来看:为什么电动机会转动呢?
c.提问:刚才所做的小实验,线圈的一端全部刮去漆皮,另一端只刮去半周,如果全部刮去,将会有什么现象?大家先猜测,再验证.
d.为什么两端都刮去漆皮,线圈就不能连续转动呢?
e.教师利用多媒体课件,对受力和转动的情况进行动画播放.
f.电动机怎样才能连续转动?为了能让电动机连续转动,应该对装置做怎样的改变?
g.继续播放多媒体课件:模拟换向器改变电流方向的过程.
6.生活中的电动机
a.教师让学生比较桌面上的“小小电动机”和生活中的电动机,讨论有什么不同.
b.让学生回忆在生活中有哪些地方应用电动机,它们全部都是直流电动机吗?
c.继续让学生讨论:使用电动机有什么优点? 
学生回答问题并主动提出自己的猜想.


观察投影演示过程,做好实验记录:
1.改变电流方向:________;
2.改变磁感线方向:________;
3.同时改变电流、磁场的方向:________.
通电导线在磁场中要受力的作用,力的方向跟磁场的方向、电流方向有关.

 

学生思考问题.
记录看到的实验现象,找出现象产生的原因.
学生设计实验,动手做实验.
总结和交流.

 

 

 

转动的线圈叫转子,不动的磁铁叫定子.
学生讨论,积极回答:电能转化为机械能.
学生讨论可能出现的现象,并用实验去证明.
学生认真观察,在课件中力的方向的图示的引导下积极讨论,知道了在平衡位置是因为受到平衡力的作用而停止运动.
学生继续讨论:大部分同学提出在线圈转过平衡位置的瞬间就改变电流方向.
学生观察非常认真,且主动拿起桌面的直流电动机模型来对比,寻找换向器.
学生讨论后得出:生活中的电动机是由多个线圈组成的.
学生积极发言,气氛热烈.
学生回答:结构简单,控制方便,体积小,效率高,功率可大可小.
   鼓励学生敢于猜想,提出自己的观点.
让学生养成做好实验记录的习惯.
培养学生养成做好实验记录的习惯.


锻炼学生归纳总结的能力和语言表达能力.

 


实验中,让学生对出现的问题进行探讨,培养学生的自主探究精神.
让学生体验科学探究的基本过程和思维方法,感受探索与发现的乐趣.


学生对自己在实验中的得失进行评价和交流,有助于提高实验操作能力.

 


拓展思维,从不同角度考虑问题.
培养科学的思维方法.
激发求知欲.


锻炼学生的观察能力和总结能力.
使用课件能非常形象、生动地展示过程,学生很容易理解换向器的作用.
培养学生发现问题的能力.
让学生通过回忆,加深对电动机的理解.
引导学生对事物的优、缺点进行评价.
  实验拓展
让学生讨论还有哪些新思路、新方法.鼓励学生对其提出的新设想,课后用实验去验证   学生积极总结,有少部分学生提出:转子一定是线圈吗?   拓展学生思维,培养自觉探究问题的习惯.

 
 
一、磁场对通电导线的作用
1.磁场对通电导线有力的作用
2.通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁感线方向有关
二、电动机的基本构造
1.转子和定子
2.换向器的作用:每当线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中电流的方向
3.分类:直流电动机和交流电动机
三、生活中的电动机
1.电动机工作时电能转化为机械运动的能
2.优点:构造简单、控制方便、体积小、效率高、污染
 
生活中的电动机
交流电动机,用电网供给交流电,例如:电风扇、洗衣机、电冰箱等家用电器中的电动机.
直流电动机,用直流电源供给直流电.例如:电动玩具、录音机等小型用电器.电动机在使用时将电能转化为机械能,同时线圈通电时,由于电流的热效应的存在,电流流经线圈时也会将少部分电能转化为内能,所以有些电动机在使用时,要及时将产生的热量散出去,例如加装风扇或在外壳安装很多散热片.
用铝箔条代替直导线演示磁场对电流的作用
器材:铝箔条、蹄形磁铁、蓄电池、按钮开关、导线若干、支架.
操作:
 
实验装置如图所示,载流导线用大容量电解电容器中拆出的铝箔来代替,长度约40厘米,竖直地夹持在支架中.
演示时,把蹄形磁铁放在铝箔外围,按一下开关,给铝箔短暂通电,铝箔便向一侧弯曲,改变电流或磁极的方向,弯曲的方向也随之改变.
注意事项:
(1)铝箔不可拉得太紧,在它的两端应像折扇那样反复折叠几次,使它有一定的伸缩性.
(2)通电时电流很大,只宜用蓄电池演示,且只能瞬时通电,否则会损坏电源.

 

 

 

 

 

 

第5节 磁生电

 
知识与技能
1.知道电磁感应现象和感应电流.
2.知道磁生电的条件.
3.知道发电机的原理、结构及能量转化过程.
4.知道交流电及我国照明电路交流电的频率,能区分交流电和直流电.
过程与方法
1.科学推理——逆向思维,猜想磁能生电.
2.分析磁生电实验需要准备的实验器材及设计电路和实验的方法.
3.经历探究的过程,并通过交流方法和实践经验共同达到磁生电的实验目的.
4.观察和体验发电机是怎样发电的.
情感、态度与价值观
通过逆向思维,培养科学的思维模式.学会从不同角度甚至反面来多维地思考问题;学会用实验来发现、证明自己的观点;通过探究和交流,体验科学探究的方法和乐趣,激发学生探究未知世界的兴趣,并加深对相关物理知识的理解,在实验中养成严谨的科学态度,初步培养创造发明的意识.
 
重点
通过探究实验,认识电磁感应现象和感应电流,发现磁生电的条件.
难点
引导学生设计实验,连接电路,在探究过程中发现磁生电的条件.
教师:手摇发电机,多媒体课件和影视资料.
学生:蹄形磁铁两个,条形磁铁两个,线圈、条形导体、灵敏电流计、电流表、灯泡、小磁针、开关各一个,导线若干.
 

教师活动 学生活动 设计意图
  引入新课
演示奥斯特实验,接通电源,电线旁的小磁针明显转动;反接电源,小磁针向反方向偏转.
   回忆、思考、回答.
   用奥斯特实验引入新课,既能复习旧知识,又能培养学生逆向思维的能力,新、旧知识的连接更连贯流畅.
  教学新课
一、科学探究:磁是否能生电
1.提出问题.
电能生磁,反过来进行逆向思索,磁能生电吗?
2.进行猜想、提出假设、设计实验方案.
教师鼓励学生大胆猜想.由于前面已经学过电能生磁,所以一经教师引导,学生很容易猜想到磁也能生电.
教师利用课前准备好的多种实验器材,引导学生思考如何利用这些器材设计实验,证实自己的猜想.如:如何建立一个磁场,如何验证闭合回路中有电流通过等,向学生指出:实验是探究物理知识最基本的一种方法.
让学生4人一组,根据猜想设计实验方案,并说出器材在实验中起什么作用.适当提示学生正确的实验方法,鼓励各小组的同学指出其他小组设计的实验方案的不足之处,以完善各组的实验方案.
3.进行实验.
巡回指导学生实验.
指导学生连接好仪器.
引导学生完成导体在磁场中静止和运动的尝试.
及时纠正学生错误的实验习惯,学生遇到困难时应适当点拨.
4.析和论证.
请学生上台演示他们的实验,并说明得出的结论是否验证了猜想,教师适当点拨,引导学生思考.
学生的结论往往不够全面,可以请其他小组的成员提出不同的意见,并上台演示其实验结果.
配合多媒体课件,进一步归纳出磁生电的条件.
二、发电机
1.演示:手摇发电机发电.
2.教材P138页中“演示实验”.
3.运用多媒体演示交流发电机的原理.
4.介绍交流电的概念,指导学生自学交流电的有关内容.
三、能量的转换
运用多媒体演示火力发电、水力发电和风力发电等发电机,让学生总结出发电机的能量转换规律.
 

思考.
猜想磁能生电.

 

 


分四人小组讨论,如何利用现成的仪器设计实验,验证猜想.

 

每个小组请一位代表发言,说出设计思路.

其他小组的同学进行评估,改进实验方法.
学生分四人小组进行实验.可按自己的想法选用不同的仪器,按不同的步骤进行实验.观察实验现象、记录实验结果,思考猜想是否正确.
演示实验,并说明其原理.与其他同学一起思考、评估,并进行进一步的综合、分析,归纳出:
1.导体静止时,没有电流产生;
2.加大磁场,仍保持导体静止,没有电流产生;
3.导体运动轨迹与磁感线平行时,没有电流产生;
4.导体做切割磁感线运动时,闭合电路中有电流产生.

观察,思考,回答问题.

自学.

观看多媒体,思考,讨论,发言.
   自然界是一个既统一又对立的矛盾体,既然电能生磁,学生经老师提问就很容易联想到磁也能生电,这就在无形中培养了学生的逆向思维能力,有利于培养学生的创新精神.
由于给出的仪器种类相当多.又不限制研究方法,学生可能出现多种研究思路和方法,可以借此培养他们的探究能力和创新精神,这样,学生才能真正成为探究的主体,而不是简单重复书本实验.
鼓励学生们按照自己的想法设计实验,在帮助学生掌握实验原理的基础上,允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验,培养学生的创新能力.
在实验中,学生需要在各种因素中进行取舍,对所得信息进行筛选,这就要求学生在向既定目标前进的过程中,既要有全局观点,又要在不同情况下善于应变,使学生的分析能力、抽象概括能力、综合表达能力都得到训练和发展.
如果判断是片面的,教师可以找其他组的同学到讲台演示实验结果.鼓励他们大胆把在实验中发现的情况说出来,和同学们讨论,培养他们的合作意识和竞争意识,启发学生从实验现象中找出规律.
锻炼学生的观察能力,及时巩固所学知识.
培养学生的自学能力.
让学生真正感受到物理对生活和社会进步的巨大的推动作用.

 

教师活动 学生活动 设计意图
  课堂小结
请同学们自己小结.
   小结本节课的主要知识点,以及从学习中得到了什么收获.
   锻炼学生的综合概括能力和口头表达能力.
  布置作业
1.“动手动脑学物理”1~4.
2.查找关于电磁感应的应用资料.  
 
1科学探究磁生电的条件
(1)导体在磁场中静止时,无电流产生;
(2)加大磁场,仍保持导体静止,无电流产生;
(3)导体在磁场中运动,运动方向与磁感线平行时,无电流产生;
(4)导体在磁场中做切割磁感线运动时,有电流产生.
2.电磁感应
导体在磁场中运动而产生电流的现象,是一种电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流.
3.电磁感应的应用——发电机
(1)交变电流;
(2)频率:在交变电流中,电流每秒周期性变化的次数;
(3)能量的转化
对导体做切割磁感线运动的理解
导体切割磁感线的具体形式是多种多样的,可以是磁场不动,导体运动;也可以是导体不动,磁场运动;可以是运动方向与磁场方向垂直的切割,也可以是任意角度的切割.当导体运动方向与磁感线平行时,导体与磁感线无切割关系,此时导体中无感应电流产生.
导体在磁场中运动,说明此导体已经具有动能,当它获得了电流时,说明它在运动过程中获得了电能,所以磁生电的过程是“动能转化为电能的过程”.
动车组上的发电
动车组在到站前可以利用减速发电,原理是车子先停止供电,车速从200 km/h减到90 km/h,这段时间是利用车子的惯性前进的.车上有电动机,电动机是利用磁场对电流的作用工作的,在关闭电源后,列车由于惯性会继续向前运行,线圈随车轮一起转动,闭合线圈的一部分在磁场中做切割磁感线运动,就会产生感应电流,并会自动输入电网,既可以减少机械磨损又可保护环境.在90 km/h以下才可以进行机械刹车.


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