沪科版物理第十七章从指南针到磁悬浮列车导学案.doc

班级： 组别： 姓名： 组内评价： 第十七章从指南针到磁悬浮列车第一节磁是什么学习目标 1能够说出磁在日常生活，工业生产乃至高科技领域有着重的应用。2了解磁体具有吸铁性和指向性，知道磁极间的相互作用规律。3会判断物体是否有磁性，以及磁体的磁极。 4了解磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性。并初步认识地磁场。5知道磁感线，会画常见的磁感应线。自主学习文天祥有这样一句诗“臣心一片磁针石，不指南方不肯休。”上面的两个问题都提到了磁，那磁是什么？它有什么特点？我们在生活当中有哪些地方用到了磁呢？一、磁的妙用活动1：了解磁的应用相互交流磁在日常生活、工业生产乃至高科技领域中的应用（即古今中外的磁文明）。二、磁体的分类及特性磁体的形状有很多，如条形、蹄形、针形等，但不同形状的磁体有着许许多多的共性。活动2、让磁铁靠近铁钉；铜、铝条；一元、五角、一角的硬币。观察磁铁吸引哪一个？我们把物体能够吸引_、_、_等物质的性质叫做_。具有磁性的物体叫做_。思考：有一堆铁钉，里面混有许多的沙子，木屑，我们采用什么样的方法吧他们都分开呢？活动3、 用磁铁吸引铁屑什么地方吸的铁屑多？_吸引铁屑多的地方的磁性比较_（填“强”或“弱” ）我们把磁性最强的部分叫做磁体的_。任何磁体都有_个磁极，它们分别叫做_（_极），_极（_极）。实验：将小磁针支撑起来并晃动，等小磁针静止下来，总是一端指向南方，一端指向北方。我们把指向南方的叫做_；指向北方的叫做_。 磁体有 个磁极 磁针静止时指向 方向，异名磁极相互 同名磁极相互 活动4、探究磁极间的相互作用规律把两个磁体的磁极相互靠近，你会看到什么现象？结论：同名磁极间相互_，异名磁极间相互_。生活中的应用有：磁悬浮列车活动5、磁化参照课本图162中的实验，用磁铁吸引铁钉，然后用铁钉吸引铁屑，会发现，被吸引的铁钉又能_，我们把磁性物质与磁铁的磁极靠近或接触时显示_的过程叫做_。换句话说就是，使原来没有磁性的物质获得磁性的过程就叫做磁化。而且只有 _、_、_等的物质才能够被磁化。软铁棒被 成了磁体 钢棒被磁化后不易 思考讨论：你还可以用其他巧妙方法显示上述现象吗？自学教材第109页的“信息窗”，然后思考：指南针能指示方向的原因。三、磁体周围有什么活动6：按教材要求，完成课本第110页的“实验探究”，把观察的结果与同学交流，然后思考下列问题：1每一个小铁屑是否可以看作一个小磁针？2磁铁周围不同点的“小磁针”的N极指向相同吗？3请把小铁屑首位相接连成的曲线用简单的线条表示出来。4磁铁周围的“小磁针”与磁铁接触了吗？你认为磁铁周围是否应该存在一种看不见、摸不着的“特殊物质”？这种物质是否具有方向性？大量的科学研究表明：磁体的周围确实存在着一种物质，物理学中把这种物质命名为 。四、磁感应线 描述磁场的方法活动7：自学阅读教材第110页的有关“磁感应线”的内容，然后与同学交流，谈谈对磁感应线的认识。最后思考下列问题：1“活动4”中问题3的曲线上，不同点的切线方向是否相同？每一点的切线方向是否与该点的小磁针N极的指向相同？2在小铁屑首尾相接连成的每一条曲线上，用一个箭头表示出铁屑N极的整体指向。这样所得到的曲线是否就是你刚学到的“磁感应线” 3观察下图你认为磁感应线分布的疏密能反映磁场的强弱吗？4“磁感应线”是对抽象“磁场”的形象描述，这种方法叫“模型法”，你还能举出一个应用此方法的例子吗？磁体周围的磁感线，都是从磁体的 极出发，最后回到 极。磁感线上任何一点的切线方向，都与放到该点小磁针 极的指向一致。小组合作第一小组1钢条靠近磁针的某个磁极时，发现磁极被排斥，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，无法确定1磁体的周围存在着_，磁体间的相互作用是通过_而产生的。2爱因斯坦曾说过，磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过它对放人其中的_产生力的作用来认识它，还可以用_形象地来描述它，这是一种科学的思维方法。请你在我们学过的知识中再举一例应用到这种科学思维方法的例子：_。第二小组2一个条形磁铁从中间断成两段，则每段上有（ ）A.一个磁极 B.两个异名磁极C.两个同名磁极 D.没有磁极3磁场的基本性质是它对放入其中的_产生_作用，磁体间的相互作用是通过_发生的。4磁体周围的磁感线都是从磁体的_出来，回到磁体的_，任何一点的磁场方向都跟放在该点的小磁针_极所指的方向一致。5固定不动的大型钢梁，常常具有磁性，这是因为它们长期受_作用被磁化了。第三小组3指南针是我国古代四大发明之一，它的是用原理是( )A.异名磁极相吸 B.异名磁极相斥 C.同名磁极相吸 D.同名磁极相斥6（2003年烟台）如图是电磁选矿机的示意图，当电磁选矿机工作时，铁砂将落入_箱，非铁物质落入_箱。7请在图中任一条磁场的磁感线上标明磁感线方向。小磁针静止时的指向如图，请标出小磁针的N极。第四小组4关于磁场和磁感线，下面说法正确的是（ ）A.磁场虽然看不见、摸不到，但在磁体周围空间确实存在磁场，而磁感线是一种假想曲线，是不存在的B.当没有磁体放入磁场中时，磁场就不存在了C.在磁场周围的磁感线处存在磁场，在磁感线间空白处不存在磁场D.磁体周围的磁感线是从磁体北极出来，回到南极，所以磁体内部不存在磁场，也画不出磁感线第五小组3、图中，正确的是图（）第六小组8.磁性材料已经在现代生活和科学技术中广泛使用，下列元器件中，没有应用到磁性材料的是 第七小组9关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是 A磁感线总是从磁体的北极指向南极B同一条磁感线上各点的磁场方向相同C磁体周围没有磁感线的地方没有磁场D磁场是客观存在的，磁感应线是不存在的，但它能形象地描述磁场的分布情况和方向10如图所示，甲为条形磁体，乙为铁棒，在图示情况下不会吸引的是 第八小组11在一个黑色塑料盒内放一条条形磁体，盒盖上标有8个数字，在盒外放有四个小磁针，受到盒内条形磁体的影响，小磁针静止后指向如图所示（小磁针涂黑部分为N极），则盒内条形磁体放置的位置是 AN极靠近5，S极靠近1 BN极靠近1，S极靠近5 CN极靠近3，S极靠近7 DN极靠近4，S极靠近8 12. 弹簧测力计下悬挂一个小磁铁，小磁铁的下端为S极且正处于水平位置的大条形磁体N极的正上方，如图所示，当弹簧测力计和小磁针逐渐向右移至大条形磁体S极的正上方的过程中，弹簧测力计示数变化情况是 A不断变大 D先变大后变小C不断变小 D先变小后变大课堂展示课后延伸 两根外形一致的铁棒，已知其中一根有磁性，另一根没有磁性。怎样才能把它们区分开来呢？学后反思班级： 组别： 姓名： 组内评价： 第二节电流的磁场(第一课时)学习目标：1知道电流周围存在着磁场。2知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。3会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。学习重难点：知道电流周围存在着磁场。会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向预习导学针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？合作探究活动一：探究通电直导线周围的磁场（奥斯特实验）在静止的小磁针上方平行的拉一根导线，按下图顺序分别实验（1）当接通电路时，小磁针 。（2）当断开电路时，小磁针 。（3）当改变电流方向时，小磁针。观察比较甲、乙两图，可得：通电导体和磁体一样周围存在着；结论：丹麦科学家_的实验，表明通电导体周围存在着_，即电流的磁场。观察比较甲、丙两图，可得：其方向与_有关。.针对练习（一）：1、只有磁体周围存在磁场。 ( ) 2、电流的磁场方向和磁体一样是不会变化的。（）3、电流具有磁效应，证明_和_之间是有联系的。4、首次揭示电与磁联系的科学家是（） A牛顿 B伽利略 C奥斯特 D安培5、课堂上教师做了如下图演示实验，同学们根据实验现象得到如下结论，不正确的是（）A.甲、乙两次实验表明通电导线周围存在磁场B.甲、丙两次实验表明磁场对电流有力的作用C.甲、丙两次实验表明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关D.甲、乙、丙三次实验现象共同表明电能生磁，且其磁场方向与电流方向有关活动二:通电螺线管的外部磁场1在安有螺线管的有机玻璃板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲板面。观察铁屑的分布情况。下左图是实验时的一个图片，请与右下图对照。思考讨论（或进一步探究）：1通电螺线管周围的磁场跟什么磁体周围的磁场分布十分相似？2通电螺线管磁极在哪里？结论：通电螺线管周围周围的磁场与的形磁体的磁场相似，其两端也有。继续思考讨论3利用小磁针你如何判断通电螺线管的极性？4通电螺线管周围的磁场方向与电流方向有关吗？怎样证明？实验探究2在通电螺线管两端放一小磁针，改变电流方向，观察小磁针偏转情况。结论: 通过实验我们知道通电螺线管外部的磁场方向与 相似，通电螺线管周围的磁场方向与有关，电流方向改变，磁场方向跟着改变。活动三:安培定则的应用阅读教材104页上面“判断通电螺线管的极性”，思考下列问题：不用小磁针，你如何快速有效的判断出通电螺线管的磁极或知道磁极判断电流方向？请实际演示。右手螺旋定则也叫安培定则：作用：通电螺线管的极性可用来判断。判断方法：用手握螺线管，让四指弯向螺线管中的，则大拇指所指的那端就是螺线管的极。对应练习（二）1、用右手螺旋定则判定下列螺线管的、极2.如图标出螺线管的电流方向及电源正、负极。小组合作第一小组1奥斯特实验表明，通电导体周围和 的周围一样，存在着 。第二小组3电磁铁通电时 磁性，断电时 磁性。通入电磁铁的电流越大，它的磁性就越 ，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 。NS4标出下列各图中通电螺线管的N极和S极NS第三小组5在下图中，标出各通电螺线管的电流方向。2通电螺线管外部的磁场和 的磁场一样，它两端的极性跟 的方向有关系，可以用 来判定。其方法是：用 手握住通电螺线管，让 的方向与电流方向一致，那么大母指所指的那端就是螺线管的 极。第四小组1如图所示，在静止的小磁针上方拉一根与磁针平行的导线，给导线通电时，磁针会_，这个实验叫_实验，它表明_。若改变导线中的电流方向，小磁针偏转达方向_。这表明电流的磁场方向与_的方向有关系。SNNS6根据图中给出的条件画出螺线管的绕线。第五小组7如图所示的实验现象蕴含着许多物理知识，请举例说明。2通电螺线管周围的磁场和_的磁场一样，它两端的极性跟_的方向有关，可以用_来判定。其方法是用_手握住通电螺线管，让_的方向与电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺线管的_ 3如图所示，通电螺线管左端小磁针N极指向正确的是（）AS12B第六小组8如图所示，A螺线管内的铁芯，B是悬挂在弹簧测力计下的铁块，S是转换开关，要使弹簧的长度变短，可采取哪些措施？7、标出下图中通电螺线管的N极和S极和标出电源的正负极。第七小组1、图 所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是（ ）A、通电螺线管仍保持在原来位置上静止；B、通电螺线管转动，直到A端指向南，B端指向北；C、通电螺线管转动，直到A端指向北，B端指向南；D、通电螺线管能在任意位置静止。8电磁铁的两磁体的位置如图所示，虚线表示磁感线，从图中可知，磁极甲乙丙丁的顺序是（A、S、N、S、N B、N、N、S、N C、S、N、S、S D、N、S、N、N第八小组2、所示的四个通电螺线管中，能正确地表示通电螺线管磁极极性的是（ ）6.请在图中标出小磁针的N和S极和标出电源的正负极。 课堂展示 课后延伸 学后反思班级： 组别： 姓名： 组内评价： 第二节电流的磁场(第二课时)学习目标：1、 知识与技能了解什么是电磁铁。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。2、 过程与方法经历探究电磁铁的过程，体会控制变量的方法。体会评估和交流在科学探究中的重要作用。3、 情感、态度与价值观 体验探索科学的乐趣，养成主动与他人交流合作的精神。自主学习一、电磁铁 内部带有铁芯的通电螺线管称为电磁铁电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？你用什么来显示电磁铁的磁性强弱。实验中我们通过观察 来反映电磁铁磁性的强弱，实验中用到的物理方法： 如下图：由（a）（b）可以探究； 结论： 由（a）（c）可以探究； 结论： 通过探究活动：你知道电磁铁的优点是：电磁铁的磁性有无可以由来控制；电磁铁的磁性强弱可以通过来控制；电磁铁的极性变换可以通过来实现。二、电磁继电器 一个由电磁铁控制工作电路的开关1、利用电磁继电器可以用（1）用低压电路控制高压电路（2）实现远距离操作（3）实现自动控制2、电磁继电器的构造 两个回路低压控制电路：高压工作电路：3、电磁继电器的工作原理：闭合低压控制电路中的开关，电流通过电磁铁A的线圈产生，从而把吸引下来，使动触点D与静触点E ，工作电路，电动机。当断开低压开关时，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性，衔铁B在的作用下与电磁铁A ，使动触点D与静触点E ，作电路，电动机。图二图三应用一、电铃 图一 【体验和讨论】将电铃接入电路，闭合开关，体验电铃发声的现象。然后读图一讨论并叙述出电铃的工作原理：利用_产生打铃动作并利用自动的电流_来控制磁性的有无。应用二、电磁选矿机和电磁起重机 如图二和图三是电磁选矿机和电磁起重机。你能用电磁铁的原理来说明这两种机械的工作原理吗？应用三、电磁继电器【讨论】仔细读课本P112图4-29，分析并讨论电磁继电器的工作原理，并思考下列问题：（1）这个电路由哪几部分组成？每个部分的主要结构分别是什么？ （2）在（a）图中，当开关闭合时，电动机工作吗？哪一盏灯亮？1、定义：电磁继电器是一个由_控制的自动开关2、特点：它可以用_、_来控制_、_。应用四、磁悬浮列车“悬浮”的原因读右边的磁悬浮列车原理图，分析讨论磁悬浮列车是怎么悬浮起来的？它的工作原理是什么？_小组合作第一小组1、如图所示，比较甲、乙两实验可得出的结论是；比较甲、丙两实验可得出的结论是第二小组2、标出下图中通电螺线管的N极和S极。3、根据右图中小磁针的指向，标出通电螺线管中的电流方向，并确定电源的正、负极。（小磁针的黑端为N极）第三小组4、试根据图中给出的条件，画出螺线管的绕法。第四小组1如图所示为一种温度自动报警电器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，简述它的工作原理。2如图所示为一种水位自动报警电器的原理图，简述它的工作原理。3如图所示为电铃的原理图，简述它的工作原理第五小组1小芳用漆包线在笔杆上绕制了一只螺线管,接入图中所示的电路闭合开关S后,要使螺线管吸引大头针的数量增多,变阻器的滑片P应向_ 端移动(a/b),此时灯泡的亮度_ ( 变亮/变暗/不变) 2如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法中正确的是-（）A、电流表的示数变小，电磁铁的磁性减弱B、电流表的示数变大，电磁铁的磁性增强C、电流表的示数不变，电磁铁的磁性减弱D、电流表的示数减小，电磁铁的磁性增强第六小组3如图所示，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小，则变阻器接入电路的方式可以是-（）A、C接E，D接F B、C接E，B接F C、A接E，D接F D、A接E，B接F 4.小康同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为大桥设计一个车辆超重的报警装置。当车超重时，信号灯就发光。在上图中请你为他连接好电路。第七小组14如右图所示，用笔画线代替导线，将图中各元件连成电路。要求：电池串联使用；接通电路后小磁针静止于图示位置；变阻器滑片P向右移动时，蹄形电磁铁的磁性减弱。第八小组1、电磁铁与通电螺线管的区别在于-（ ）红灯 A、绕线的匝数不同B、螺线管的粗细不同C、是否有铁芯 D、绕线的材料不同2、电磁铁的优点是-（ ） A、它的磁性非常强 B、它能长时间保持磁性C、它不需要消耗电能 D、它的磁性有无、强弱和磁极都可以改变3、录音机是利用_来记录声音的。录音过程中，声音的电信号通过_的方法记录在磁带上；放音时，再把记录的信号还原。-220V电源-4、下图是水位自动报警器的示意图。当水位至A位置时，红灯亮且电铃响，水位未到A位置时，绿灯亮。请说明其中的工作原理。绿灯5、下列没有用到电磁铁的是-（ ）A、电铃 B、温度自动报警器C、电热水器 D、电磁起重机课堂展示课后延伸 信息的磁记录，思考下列几个问题：1、 录音磁带上有什么？在录音过程中，怎么将声音的信号记录在磁带上的？2、 放音时，记录在磁带上的信号又是怎样重新还原成声音的？生活，你还知道有哪些记录信息的磁性产品？学后反思班级： 组别： 姓名： 组内评价： 第三节科学探究：电动机为什么会转动学习目标知识与技能：1、知道电流周围存在磁场。2、知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。3、知道右手螺旋定则。过程与方法：1、通过观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电和磁之间的关系。2、通过合作探究通电螺线管的磁场分布情况，感悟建立模型的方法。情感、态度价值观：通过图片、漫画让学生感悟到奥斯特善于发现问题，勇于科学探索的精神；通过体验电和磁之间的联系，初步使学生乐于探索自然界的奥秘。学习重难点认识电动机的转动原理。如何使学生明确电动机是怎样转动的。自主学习出示导学提纲，指导学生自主学习导学提纲：师出示导学提纲，指导学生自主学习学生根据课本106页内容完成以下内容。师巡视。1、用电动机作为动力的机械或电器有： 2、磁场对通电导体具有 的作用，其作用的方向与 、 有关。利用通电线圈在磁场中转动的基本原理可制成_机，它工作时，把_能转化为_能。3、直流电动机的主要组成部分有_、_、_和 ；其中_的作用是在线圈转到平衡位置时使电流的方向发生改变。4、跟汽车等交通工具中的内燃机相比，电动机有许多优点，电动机的开动和停止都比内燃机_，只要用开关把电路闭合或断开就行；电动机的构造比内燃机_；电动机的效率比内燃机_，而且对环境_。 2、3两组的3号同学展示，师作总结合作共建知识点一：电动机的结构问题：电动机由哪些部件组成？教师展示电动机模型或让学生把自己手上的电动机小心的拆开，仔细观察它的结构。（学生会油然而生每个部件究竟起什么作用的问题，此时学生只能是简单的认识或猜想。）可以补充介绍什么是转子，什么是定子。小结：电动机的主要构成：磁极（定子）、线圈（转子）、换向器、电刷。练习：电动机主要由 、 、 和 构成，其中 是固定不动的，称为定子， 是可以转动的，称为转子。知识点二：电动机的原理电动机的线圈通电后处于磁体产生的磁场中，线圈能由静止变为运动后说明了线圈运动状态发生了改变，线圈一定受到力的作用。问题一：是不是所有导体通电后在磁场中一定会受到力的作用呢？演示实验：如图所示，把一根直导体放在蹄形磁体的磁场里，并与电源、开关组成一闭合电路。交流讨论：（1）当接通电源时，我们看到金属杆运动起来，这说明了什么？（2）你是否能想出让金属杆反向运动的方法？（3）你能否通过观察比较，以及分析得出的结论填写下列内容：磁场对通电导体具有_的作用，其作用的方向与_ _、_ _有关。小结：（1）金属杆运动起来说明金属杆受到力的作用。（2）让金属杆反向运动的方法有：改变电流的方向。改变磁场的方向。（3）磁场对通电导体具有力的作用，其作用的方向与磁场方向、电流方向有关。问题二：磁场对通电的矩形线圈是否也会有力的作用呢？学生观察思考回答。小结：ab受到向上的力，cd受到向下的力，线圈会转到竖直位置。 问题三：有什么方法能够让线圈继续旋转呢？哪个方案更容易些？学生讨论、交流，寻找方法小结：改变磁场的方向或改变电流的方向，改变电流的方向更容易一些。问题四：怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流的方向呢？请再仔细观察电动机的结构。小结：用两个半圆铝（铜）环构成了换向器，靠换向器和电刷就可以解决这个问题。两个金属半环分别接线圈的两端，两个电刷接电源的两端。知识点三：明确电动机是怎样连续转动的学生观察小电动机，结合学案问题分析、讨论、交流如甲图所示：电刷B和半环E接触，电刷A和半环F接触，此时线圈中电流方向是abcd，受力方向是ab边受力向上，cd边受力向下，线圈的转动方向是顺时针。如图乙所示：当线圈转到平衡位置时，此时电刷正好接触了两个金属半环中间的绝缘部分，所以线圈中没有电流流过，此时线圈在磁场中也不受力的作用。如丙图所示：当线圈由于惯性刚刚转过平衡位置时，电刷B和半环F接触，电刷A和半环E接触，此时线圈中电流方向是dcb a ，受力方向是ab边受力向下，cd边受力向上，线圈的转动方向是顺时针。如图丁所示：当线圈转到平衡位置时，此时电刷正好接触了两个金属半环中间的绝缘部分，所以线圈中没有电流流过，此时线圈在磁场中也不受力的作用。由于线圈的惯性，当其刚转过平衡位置时，就又返回到了如图甲所示的情况了，这样这个直流电动机就能连续不断的转动下去了。例题1：我来组装个直流电动机模型（或制作简单的电动机）。小组间比赛，看那个“车间”生产的电动机性能优良。学生制作、展示、交流，对出现的问题及时探讨引导学生学会分析找出原因。分析：安装直流电动机模型时要注意：直流电动机模型的安装顺序是从内到外，从下到上的。支架线圈转子电刷定子（磁极）；安装时电刷与换向器之间的松紧、线圈转子与定子之间的间隙要适中。安装完毕后用手拨动一下转子，观察运转是否处于良好状态，否则应加以调试。例题2：一台直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下，就转起来了，出现这种情况的主要原因是（ ）A换向器与电刷没有接触好B启动时线圈刚好在平衡位置C轴与轴架之间的摩擦太大D以上说法都有可能分析：A、B、C都是学生们在组装电动机时常碰到的问题，对于线圈刚好在平衡位置时，用手轻轻拨动一下即可。选B例题3：在安装直流电动机模型的实验中，要减小电动机的转速，正确的措施是（ ）A调换磁铁的两极B改变线圈中的电流方向C减小线圈中的电流D以上三种措施都可以分析：可以用排除法或者从能量转化的角度分析。选C小组合作第一小组1放在磁场中的通电导体（ ）A一定受到磁场的作用力B可能受到磁场的作用力C若受到磁场的作用力，通电导体与磁感线方向相同D若受到磁场的作用力，通电导体与磁感线方向垂直1、直流电动机的线圈每转一周，线圈中的电流方向要改变 次，