20-3 电磁铁.doc

20-3 电磁铁教案石河子第八中学物理组 梁丽娟教学目标：1知识和技能。了解什么是电磁铁，学会制作电磁铁，认识影响电磁铁磁性的因素。2过程和方法。经历探究影响电磁铁磁性的因素的过程，能表达自己的观点，初步具有评估和听取反馈意见的意识。3情感态度与价值观。具有“从生活走向物理，从物理走向社会”的意识，养成主动与他人交流合作的精神，树立勇于有根据的怀疑、大胆想象的科学态度。教具准备：小汽车、装有电磁铁的盒子、线圈缠好的软铁芯的电磁铁、大头针1盒、学生电源、开关、导线、滑动变阻器，实物投影仪，电磁铁的应用视频、多媒体课件等每桌两根大铁钉、一长一短两段漆包线、一把小刀、学生电源、开关、滑动变阻器，电流表、小磁针、大头针适量一、新课引入1、创设情境、导入新课 师: 今天老师来给同学们表演一个小魔术：会听话的汽车，我说“前进”，它就会前进；我说“后退”，它就会后退。(用一个包有电磁铁的小盒来吸引桌面上的小车,让小车运动起来)哪位细心的同学能够揭秘老师的魔术呢？生: 秘密就在那个盒子里面！盒子里面有磁铁！师：那你上来为我们揭开谜底吧！（学生上讲台来打开盒子)你给大家看看这里面有什么？是磁铁吗？生:盒子里面装的不是磁铁，而是一个由线圈和铁芯组成的装置！原来是这个装置在控制小车的运动呀！师：我们把这个装置叫做“电磁铁”，今天我们就一起来学习有关电磁铁这部分知识。【板书课题】：9-4 电磁铁播放ppt.1:学习目标了解什么是电磁铁，学会制作电磁铁，认识影响电磁铁磁性的因素。2、进行新课师：下面请同学们自己阅读课本72页-73页第一、二、三自然段，了解：什么是电磁铁？电磁铁由哪两部分构成呢？找到答案的同学举手！什么是电磁铁？它由哪两部分构成？生: 有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性的插入铁芯的螺线管就是电磁铁，它由铁芯和线圈构成。【板书】 一、电磁铁 1.构成：铁芯和线圈二、制作电磁铁师：同学们，你们想不想自己来做一个电磁铁呢？生：想！ 师：那下面我们就一起来学习制作电磁铁。（播放ppt.2: 电磁铁的制作方法与步骤，学生观看。）1、把漆包线的任意一端从大铁钉的任意一端顺一个方向排绕，缠绕的线圈要紧密一些，边绕边数缠绕的圈数。漆包线两端各预留出长约15厘米的导线，最末端2厘米用小刀把绝缘漆刮掉。2、将开关打开，用导线将电源、开关、组装好的线圈连接在一起。 3、闭合开关，将电磁铁靠近大头针，观察电磁铁能否吸引大头针。 现在小组开始制作，试一试你们做的这个装置能不能吸起大头针来。（规则：老师给大家听一段音乐，音乐开始是开始动手实验的信号，音乐停止，希望同学们也能给自己的研究画一个句号。 ）学生分组活动。 三、感受电磁铁 师：下面哪一组愿意展示自己制作的电磁铁？ 师：老师看到大部分同学都已经成功了，大头针被吸起来了，说明了什么？ 生：电磁铁具有了磁性。【板书】2.磁性: 师：那么，如果我把开关断开，使电磁铁断电，会出现什么情况呢？同学们猜想一下 生：大头针会掉下来。 师：哪位同学愿意上讲台来用实验验证给同学们看一下？请一位学生上讲台来演示，其他同学仔细观察实验现象：断电后，大头针纷纷落下！师：大头针掉下来说明了什么呢？ 生：断电后，电磁铁就没有磁性了，所以大头针掉下来了。师：通过给电磁铁通电和断电时两次实验现象的对比，你发现了电磁铁有什么特性呢？ 生：电磁铁在通电时有磁性，切断电流后磁性消失。【板书】通电有，断电无.师：我们在以前还学过哪种物体也具有磁性？ 电磁铁和磁铁都有磁性，那它们的磁性一样吗？ 生：不一样！磁铁的磁性能长久保持，而电磁铁只有在电流通过线圈时才产生磁性。 师：磁铁除了有磁性以外，还有什么特点？ 生：磁铁有两极，分别是南极和北极，而且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 师：那电磁铁是否和磁铁一样也有这样的特点呢，我们继续研究。 师：请同学们将你制作的电磁铁通电的钉帽的一头接近小磁针，看看会产生什么现象呢？ 生1：电磁铁钉帽的一头把小磁针的“南”极吸引过来。生2：我们组的是：电磁铁钉帽的一头把小磁针的“北”极吸引过来。师：电磁铁能吸南极或北极，就代表电磁铁也有什么？（磁极）有几个?（两个）【板书】3.磁极: 师：为什么有的同学的电磁铁的钉帽会吸南极，有的会吸北极呢？你猜想这可能和什么有关？生：可能和导线与电池的两极连接有关 师：实践是检验真理的唯一标准！谁愿意再上来验证一下？请一名同学上讲台来在实物投影仪上展示：原本电磁铁钉帽的一端把小磁针的“南”极吸引过来；现在，断开开关，将电源的正负极对调，再闭合开关后，电磁铁钉帽的一端把小磁针的“南”极吸引过来。师：你的实验结果是什么？ 生：电池正负极改变了，电磁铁的两头磁极也会发生变化。师：通过我们的实验，你能得出什么结论？生：电磁铁的磁极与电流的方向有关。【板书】与电流的方向有关师：其实影响电磁铁的磁极还有其它的因素，感兴趣的同学们可以利用课下的时间继续研究。 四、影响电磁铁磁性强弱的因素（1）提出问题师：刚才老师看到有的组制作的电磁铁吸引的大头针多，有的组吸的少，这说明什么问题？生：电磁铁的磁性强弱不同。师：你认为电磁铁的磁性强弱究竟与哪些因素有关呢？引导学生根据自己的知识和经验提出猜想并说明理由。多。 吸的大头针多就代表什么？ 生：电磁铁的磁性强师：影响电磁铁磁性强弱的因素可能有哪些？请同学们互相讨论一下，然后勇敢的发表自已的看法，并简要说明猜想依据。（学生讨论时间要充分。教师要参与其中，但不是告诉学生怎样，而是要多听学生是如何设计的，适当的提出自己的参考意见。）（2）猜想与假设 (4分钟)讨论完毕，谁能说说你们组的猜想？（引导学生根据刚才的实验及电磁铁的构成猜测可能的影响因素并板书：电流的大小、线圈的匝数、铁芯的长短、粗细、材料等。） (8分钟)生1：可能与电流的大小有关，因为电磁铁通电时有磁性，断电时失去磁性。生2：可能与线圈的匝数有关，因为刚才的实验中线圈匝数多的吸得多。生3：可能与铁芯的长短、粗细、材料有关，因为铁芯是构成电磁铁的重要部分（3）设计实验 师：同学们的猜想听起来很有道理。那如何验证你们的猜想是否正确呢？生：用实验来验证。师：大家猜想到电磁铁的磁性强弱可能和多个因素有关，那实验时我们应采用什么方法呢？生：控制变量法。师：我们首先一起来验证铁芯的长短、粗细是否影响电磁铁的磁性强弱，你是怎样设计这个实验的呢？生：保持线圈的匝数、电流的大小相同，就是把线圈匝数相同，但铁芯长短、粗细不同的电磁铁串联在电路中。师：这是两个铁芯长短、粗细不同，线圈匝数相同的电磁铁，这里已经连接好了电源、开关，谁能到台前给大家演示一下？生演示并说明：把这两个电磁铁串联在电路中，闭合开关，发现吸引大头针数量相差不多，说明电磁铁的磁性强弱与铁芯的长短、粗细关系不大。师：由于时间关系，与材料是否有关，留作今天的作业，请同学们课下去探究。师：电磁铁的磁性的确和铁芯的粗细有关，但这节课我们不研究这个问题，有兴趣的同学可以利用课余时间自行探究一下。谢谢你们，能提出这么好的猜想来。下面我们将主要探究电磁铁磁性与电流、线圈匝数和有无铁芯的关系。师：小组的成员商量一下，除了铁芯的长短、粗细、材料这几个因素外，刚才同学们提到的的几个因素，你们最想研究哪些因素，你认为它和电磁铁磁性的强弱有什么关系，你们准备采用什么方法研究，下面就请同学们以小组为单位讨论设计探究电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯是否有关的实验方案，并在实验记录单上画出你设计的实验电路图。学生讨论设计实验方案。师：谁能展示一下你们设计的实验方案？大家交流交流。（师先选取设计不很完善的电路图放到实物展台上，引导学生说明自己是如何设计的，引导其他同学评估，使之完善。再选取设计合理的、不同的电路图进行交流。）生1：（把电路图展示到实物展台上如图1）探究电磁铁的磁性强弱与“电流大小”的关系时，要保证线圈匝数不变，改变电流。把电磁铁、滑动变阻器、电流表、开关和电源组成串联电路，拿电磁铁靠近大头针，观察记下电磁铁吸引大头针的数量；再移动滑片，改变电路中的电流，观察电磁铁吸引大头针的多少。 若吸引个数不同，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，若相同，则无关。师：这种方案可以吗？都哪些组和他设计的一样？师：哪个小组设计的实验方案与他们不同？请展示一下。生2：我们组设计的是：探究电磁铁的磁性强弱与“线圈匝数”的关系，就要使电流相同，而线圈匝数不同。要使电流相同，就是保持第一个实验中的电源不变、滑动变阻器滑片的位置不动；要改变线圈匝数，可以把第一个实验中的电磁铁上再多绕几圈线圈。还是通过观察电磁铁吸引大头针的数量，可得出电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。师：这种方案可以吗？和他们组设计的方案一样的举手！师：还有其他方案吗？生3：我们组还想探究电磁铁的磁性强弱与“有无铁芯”是否有关，这是在控制电流大小和线圈匝数都相同的情况下，就是保持第二个实验中的其他条件均不变，仅是将铁芯从电磁铁中抽出，通过观察电磁铁吸引大头针的数量是否变化来判断电磁铁的磁性强弱与有无铁芯是否有关，若吸引个数不同，说明有关，若相同，则无关。师：光有大胆的假设还不够，科学研究还需要大量的事实和证据来验证。请每个组的同学利用桌面上给你提供的器材，根据你们要研究的问题，选择合适的器材做实验，可借鉴你认为更好的方案。实验时要注意以下的几点。(大屏幕)温馨提示1：1、实验前请先完善好实验记录单的前两项。2、连接电路时开关要断开；滑动变阻器要一上一下连接；电流表正负接线柱、量程要选择正确。3、各组同学要团结协作，记录好实验数据，得出实验结论。（大屏幕）温馨提示2：1、探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，要保持 线圈匝数 不变，用 滑动变阻器 来改变电流 的大小。2、探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，要保持 电流大小 不变，改变 线圈匝数 。3、在实验记录单上画出你设计的实验电路图。师：下面咱们比一比看哪组实验做得又快又好。（3）进行实验（7分钟）学生进行实验探究，收集证据。教师边巡回指导，边与学生交流心得体会。师：有的组已经完成实验。请完成实验的同学整理好实验器材，完成实验记录单。（4）分析论证 (5分钟)师：很好，同学们都完成了实验。谁能把你的实验记录单展示给大家分享？两名学生展示实验记录单，说明记录数据及结论。师：同学们的结论都和他的一样吗？我们一起来总结一下。 （大屏幕）结论：电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。 线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。 在电流大小相同时，外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强。 线圈匝数和电流大小一定时，有铁芯比无铁芯的电磁铁磁性强。师：你能比较得出电磁铁较普通磁铁有哪些优点吗？（大屏幕）电磁铁的特性：电磁铁的磁性有无可由通、断电来控制。电磁铁磁性强弱可由电流大小、线圈匝数来调节。（板书）（5）交流评估 (3分钟)师：在经历和体验快乐的探究后，请同学们回顾一下刚才实验过程中你有哪些成功之处，又有哪些不足之处，出现了哪些问题，你是怎样解决的。师：对刚才的探究实验还有没有疑问？生甲：为什么没有铁芯的电磁铁不吸引大头针？生乙：不吸引大头针说明没有磁性。生丙：我认为学生乙说的不对，我们已经学了通电导线周围有磁场，没有铁芯的电磁铁通电也应该有磁性，只是磁性太弱了，吸不起来大头针。师：你们提出的疑问和讨论的都非常好，这种敢于质疑的精神将使我们终身受益。那么大家认为哪种解释更有道理呢？生齐答：无铁芯时磁性太弱。（大屏幕显示）交流内容：1、说说刚才实验过程中你有哪些成功课下把自己的探究过程和结论讲给同学；相互传阅探究记录，交流优缺点。既要改正自己的错误，又要为自己的正确观点和做法辩护。五、电磁铁的应用(5分钟)教师用自制器材演示磁悬浮,引出电磁铁在磁悬浮列车上的应用以及其它设备上的重要应用。师：磁悬浮列车将为交通运输事业开辟一方崭新的天地。一种磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安装着磁体,车厢用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁,下图是磁悬浮列车的原理图，它是利用_的原理将车身托起，消除了车体和轨道之间的摩擦，达到疾驶如飞。 学生活动: 感受从物理走进生活的过程师：因为电磁铁的优越性，在各个领域中，它的应用都非常广泛。请同学们看课本96页，阅读第 自然段。 学生阅读，教师指导释疑。师：通过阅读，你知道电磁铁应用在哪些地方？生：电铃、电磁起重机、核磁共振仪、磁悬浮列车。电铃演示：电铃通电后工作，让学生观察其工作情景（用flash动画显示）。然后介绍基本结构，电流怎样经过触点、衔铁流过电磁铁的。让学生根据动画尝试说明电铃的工作过程。师：小小的电磁铁能制作出这么有用的东西，由此可见：物理知识在生产、生活、科学技术中都有广泛的应用。可以说，人类生活的每一个方面都与物理学的发展和进步息息相关。希望将来我们中的某些人能在物理学领域为社会做出贡献。六、反馈练习(4分钟)七、小结(2分钟)师：同学们，本节课你们有什么收获？（师引导学生从知识技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面谈收获）小小电磁铁，奥秘真不少，下节课我们就需要自己制作电动玩具了，希望同学们下去后多动脑筋，争当小小发明家。八、布置作业、反馈回授上网或查阅资料，弄清楚电话（或磁悬浮列车、录音磁头）中哪个部位用到了电磁铁以及是如何工作的？利用自制的电磁铁对自己又产生的其他猜想进行探究。 板书设计 9-4 电磁铁一、电磁铁：带铁芯的通电螺线管.1.构成：铁芯和线圈.2.磁性:通电有，断电无.3.磁极: 与电流的方向有关.二、影响电磁铁磁性强弱的因素1.电流大小2.线圈匝数3.有无铁芯三、电磁铁