九年级物理人教版第二十章《电与磁》全章教案.doc

第二十章 电与磁20.1磁现象 磁场一教学目标1了解磁现象，知道磁性、磁极的概念。2知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。3知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。 4利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。二教学分析：重点：电流的磁效应和磁场概念的形成难点：磁现象的应用三、教学手段和方法：1通过利用多媒体以及现场实验来给学生讲述磁现象和磁场。2让学生更好的了解磁场，利用多媒体更形象具体地把磁现象和磁场展现给同学。四、教学过程：1引入：介绍生活中的有关磁现象及本章所要研究的内容。在本章，我们要学习磁现象、磁场的描述、磁场对电流的作用以及对运动电荷的作用，知识主线十分清晰。复习提问，引入新课问题初中学过磁体有哪两个磁极？学生答南极、北极.问题两个不直接接触的磁极之间是通过什么发生相互作用的？学生答磁场.过渡语磁场我们在初中就有所了解，从今天我们要更加深入地学习它。2磁现象 （1）通过介绍人们对磁现象的认识过程和我国古代对磁现象的研究、指南针的发明和作用来认识磁现象（2）可以通过多媒体展示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象。 2电流的磁效应 （1）介绍人类认识电现象和磁现象的过程。（2）演示奥斯特实验：让学生直观认识电流的磁效应。做实验时可以分为四种情形观察并记录现象：水平电流在小磁针的正上方时，让电流分别由南向北流和由北向南流；水平电流在小磁针的正下方时，让电流分别由南向北和由北向南流。在认识电流的磁效应的同时，也为地磁场和通电直导线的磁场的教学埋下伏笔，也可以留下问题让学生思考。结论：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.（与电荷类比）电流的磁效应：电流通过导体时导体周围存在磁场的现象(奥斯特实验)。3磁场演示：磁场对电流的作用，电流与电流的作用，类比于库仑力和电场，形成磁场的概念，应说明磁场虽然看不见、摸不着，但是和电场一样都是客观存在的一种物质，我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场。课本内容：磁场的概念：磁体周围存在的一种特殊物质（看不见摸不着，是物质存在的一种特殊形式）。.磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用.磁场是媒介物：磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的。4磁性的地球 明白地理的南北极和地磁的南北极的区别，了解磁偏角，介绍沈括对磁偏角的研究。用一个条形磁铁来模拟地磁场，说明小磁针静止时为什么会指向地理的南北极。课本：地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场-地磁场。地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近），其间存在磁偏角。地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。 宇宙中的许多天体都有磁场。月球也有磁场。五 作业（一）填空题1能长久地保留磁性的磁体叫_磁体，它有_磁体和_磁体两种。2指南针是我国古代_发明之一。早在公元前3世纪，我国就制成了世界上最早的指南工具_。3现代磁悬浮列车就是利用磁极间的相互_，将车身托起，这就大大减少了_，使列车能高速运行。4磁铁具有_和_的性质。（二）是非题1物体能够吸引轻小物体的性质叫磁性。 ( )2磁铁的两端部分就是磁铁的磁极。 ( )3将一根条形磁铁截成两段，一段是S极，另一段一定只有N极。 ( )（三）选择题1一根钢条接近小磁铁，小磁铁的N极被吸向钢条，这一现象说明钢条原来 A一定有磁性，接近磁性的一端是S极；B一定有磁性，但不能确定它的极性；C一定没有磁性；D不一定有磁性。2如图2所示，甲、乙两根钢棒，若用甲棒的A1端靠近乙棒的A2端时，有吸引作用；若用甲棒的A1端靠近乙棒的中部时没有吸引作用。关于这两根钢棒，以下说法中正确的是 A甲棒没有磁性，乙棒有磁性；B甲棒有磁性，乙棒没有磁性；C甲、乙两棒都有磁性；D甲、乙两棒都没有磁性。3下面情况中，能断定钢棒原来就有磁性的是 A将钢棒的一端靠近磁铁的一端，两者互相吸引；B将钢棒的一端靠近滋铁的一端，两者互相排斥；C将钢棒放在磁铁附近，钢棒会被磁化；D将钢棒靠近铝物质，两者既不吸引又不排斥。教学反思：本节课知识贴近生活，学生听课积极性高，课堂气氛活跃，上课效果较好。20.2电生磁一、教学目的.认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系。 知道磁感线可用来形象描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。 知道地球周围存在磁场，知道地磁的南、北极。 2过程和方法 观察磁体间的相互作用，感知磁场的存在。经历观察磁现象、总结类比的过程，学习从物理现象和实验中归纳规律，初步认识科学研究方法的重要性。3情感、态度与价值观 使学生在经历分析、观察的过程中体会到学习探究的乐趣。二、重点和难点1重点：知道磁场的存在，用磁感线描绘磁场的分布。2难点：如何通过实验现象认识磁场的存在。三、学生情况分析电流的磁效应是电磁现象的重要基础，也是学生全新的知识。奥斯特实验让学生亲自动手做，有利于加深学生对知识的认识和理解。由于器材的限制，教师可以演示通电螺线管的实验，让学生讨论描绘通电螺线管的磁场形态，也能达到学生探究的目的。四、实验器材学生实验：导线，一节干电池，一个小磁针演示实验：学生电源，螺线管，小磁针五、教学设计教师活动学生活动说明引入直接要求学生按课本62也的图9.3-2进行实验，并记录实验现象。学生分组实验，把实验现象记录下来，并提出实验中遇到的问题和困难。实验开始课堂，有利于提高学生的求知欲，让学生马上进入课程学习的状态。新课一电流的磁效应引导学生讨论实验现象（允许学生提出实验失败的结论，并展开讨论，归纳失败的原因）要求学生通过实验现象，归纳出结论。教师归纳此现象为电流的磁效应。介绍奥斯特实验的由来和重大意义。二通电螺线管的磁场1介绍螺线管的由来。2演示实验：把小磁针均匀的分布在通电螺线管的周围。把通电后小磁针的指向投影出来，让学生把通电螺线管的磁场用磁感线描绘出来。提问：描绘出来的通电螺线管的磁场与什么磁体的磁场相似？3提问：竟然通电螺线管周围存在磁场，它的磁场方向与什么因素有关？根据学生的猜想进行实验，验证猜想是否正确。4为了能方便的判断通电螺线管的磁场方向，安培发明了安培定则。逐步讲解安培定则的使用方法学生发言：导线通电后，小磁针发生偏转，把电池正负极对调后，小磁针偏转的方向改变。学生发言：导电导线的周围有磁场，磁场的方向与电流方向有关。学生独立描绘通电螺线管的磁场。学生回答：条形磁体学生大胆猜测：电流方向，螺线管的绕线方向。学生归纳：通电螺线管的磁场方向与电流方向和绕线方向有关。学生一边学，一边练习通过实验现象，归纳结论是物理学科的一个重要技能，让学生亲身体会，有利于提高学生的观察能力和归纳能力。培养学生处理实验数据的描绘图像的能力，以及通过图像的分析、比较、归纳出结论的能力。鼓励学生敢于猜想，同时学会做出有根据的猜想。课堂补充练习课本：65页动手动脑第1题学生独立完成及时巩固，加深理解六、板书设计一、电流的磁效应1通电的导线周围存在磁场2磁场的方向与电流方向有关二、通电螺线管1定义：导线绕在圆筒上做成的螺线管2通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似3通电螺线管的磁场方向与电流方向和绕线方向有关。三、安培定则1作用：判断通电螺线管的极性与电流方向2判断方法：教学反思：本节课知识贴近生活，学生听课积极性高，课堂气氛活跃，上课效果较好。20.3电磁铁 电磁继电器一、教学目标：知识与技能：知道电磁铁的构成，能说出影响电磁铁磁性强弱的因素。知道电磁铁的优点及其应用。知道电磁继电器的构造与工作原理。过程与方法：观察电磁铁，能说出电磁铁的构造。在研究电磁铁的磁性与哪些因素有关的过程中，比较电磁铁与普通永磁体的异同。连接电磁继电器电路，探究并了解电磁继电器的作用。情感、态度与价值观：增强对科学技术的好奇感，在解决问题的过程中体验成功的喜悦。初步认识科学技术对社会发展和人类生活的影响，激发学生为科学服务的意识和理想。二、教学重难点： 重点：与普通永磁体相比，电磁铁有哪些优点，电磁继电器的构造及工作原理。 难点：电磁继电器的工作原理，电磁继电器电路的连接方法。三、教学资源： 多媒体课件、电磁铁、电磁继电器、电池、导线、开关、电铃、电话模型、滑动变阻器、铁钉、螺线管四、教学程序： 一、创设情境，引入新课首先出示电铃，并连接电路，使其发声，再出示电话模型。(他们当中都有一个重要的部件-电磁铁。今天我们这堂课就一起来探究电磁铁的相关知识。)二、新课教学：1、电磁铁出示螺线管，提问：要使螺线管的周围产生磁场，根据我们学过的知识，可采用什么方法？（学生讨论得出：给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。）进一步提问：如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？请同学们观察下面的实验：演示实验：先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。提问：小磁针的偏转程度哪个大？这表明什么？（插入铁棒后，小磁针的偏转程度增大，这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。）进一步提问：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？学生讨论得出：铁心插入通电螺线管，铁心被磁化，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。教师指出：从上面的实验中可以看出，铁心插入螺线管，通电后能获得较强的磁场。我们把插入铁心的通电螺线管称为电磁铁。实验：探究影响电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关提问：电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？进一步提问：怎样来做实验呢？其步骤是怎样的呢？我们知道，电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，由此，我们可以进行猜想：它的磁性与电流的大小有关；螺线管是由导线绕制成的，它的磁性强弱与线圈的匝数有关。下面我们就从这几个方面来进行实验探索。学生实验：首先请同学们从盒子里拿出实验器材，放在桌上摆好，观察所用的器材，同时思考下列问题：这些实验器材应连接成怎样的电路？（应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路）用什么来判断电磁铁的磁性强弱？（通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断）学生将实验器材连接好，检查电路无误后进行实验：将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。实验小结：让学生归纳、概括实验结果后，教师板书：实验表明：1、电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。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，磁性越强。讨论电磁铁的优点提问：通过实验，我们知道了电磁铁的一些特点，它的这些特点与永磁体相比，有哪些优点呢？3、介绍电磁铁的应用提问：电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢？请同学们观看视频：电磁起重机。(说明它能将钢材吊起的原理。)介绍两种常用的电磁起重机：一种是圆柱形电磁铁，一种是蹄形电磁铁。蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面上，能同时吸住一块铁，因而磁性更强。4、电磁继电器提出问题：高压环境或恶劣环境有可能对人造成不利影响，如何才能完成工作而又不会造成人身伤害?如何自动控制、远距离控制?、电磁继电器的构造电磁继电器的结构和工作电路如图所示：(屏幕显示)结构：A：电磁铁、B：衔铁、C：弹簧、D：动触点、E：静触点、电磁继电器的工作原理工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来使D和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，切断工作电路结论：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关学生实验：让学生分组联接电磁继电器的控制电路和用小灯泡组成的工作电路使继电器通电时，小灯泡亮，断电时小灯泡灭通过接线和操作，使学生掌握继电器的主要构造和工作原理提问：用电磁继电器控制电路有什么好处？回答：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制 5、电磁继电器的应用分析防讯报警器、水位自动报警器和温度自动报警器的工作原理在学生自己分析的基础上，进行小组议论利用多媒体给出以下报警器的电路(屏幕显示) 三、巩固反馈：(屏幕显示)板书设计：20.3电磁铁 电磁继电器电磁铁的构造：铁心加螺线管影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、铁心的有无电磁继电器的几个主要部件：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点.静触点电磁继电器的工作原理：控制电路的接通、断开，使电磁铁有、无磁性，衔铁被吸或被拉离使动、静触点接通或断开使工作电路接通或断开自动报警装置、控制电路在一定条件下自动接通，以达到报警的目的如控制电路中接入热敏元件或光敏元件还可以实现温度自动控制或光自动控制教学反思：本节课知识贴近生活，学生听课积极性高，课堂气氛活跃，上课效果较好。序号：30上课时间：2014年11月7日下午一、二节20.4 电动机教学目标1.了解磁场对通电导线的作用.2.通过制作模拟电动机的过程，锻炼学生的动手能力.教学重点磁场对电流的作用.教学难点1.分析概括通电导体在磁场中的受力方向跟哪两个因素有关.2.理解通电线圈在磁场里为什么会转动.教学过程由生活中常见带有电动机用电器入手引入课题 电动机 提问：奥斯特实验说明了什么？（引导学生回忆奥斯特实验，知道通电导体周围存在磁场，能使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用，那么反过来，磁体对电流有力的作用吗？进入快乐体验：一 、1、研究磁场对通电导线的作用 教师强调是严重的注意事项，各小组进行实验讨论影响通电导体运动方向的因素，并填入表格、实验 次数 磁场方向电流方向导体运动方向 讨论 1N极在上S极在下白线流入蓝线流出通电导体在磁场中受力吗？2改变 电流N极在上S极在下蓝线流入白线流出2与1比较：通电导体运动方向与电流方向有关吗？ 3改变 磁场N极在下S极在上白线流入蓝线流出3与1比较：通电导体运动方向与磁感线方向有关吗？4二者 都变N极在下S极在上蓝线流入白线流出4与1比较：通电导体运动方向改变了吗吗？学生回答并总结影响通电导体在磁场中受力的两个因素：通电导体在磁场中受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关 让学生猜想：通电导体在磁场里要受到力的作用要运动，如果把一个通电线圈放于磁场中，它又将怎样? 2、研究磁场对通电线圈的作用探究让线圈转起来屏幕上显示实验器材、用漆包线制作矩形线圈的制作方法，用红色字强调制作过程的注意事项教师巡视指导，查看各组学生分组制作线圈情况.线圈制作完成后，屏幕上显示组装小电动机时线圈和磁铁的放置方法及如何使小电动机转动的方法。让学生把制作的线圈置于磁场中并接通电路观察它的转动老师查看各组情况作总结，揭示电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力将会转动。二、电动机的基本构造 结合制作的小电动机，学生回答电动机的基本构造。屏幕出示定子和转子 。师在上面探究活动中，我们使线圈转起来了.如果把“小小电动机”线圈两端引线的漆皮全部刮掉，线圈又会怎样运动呢？学生实际操作、观察并回答现象：线圈转到一定位置后停止转动教师结合图9.6-5进行解释，让学生结合影响通电导体在磁场中受力方向的因素进行讨论并回答：如何能使线圈持续转动？实际的直流电动机是通过换向器来实现这项功能，看屏幕（屏幕放映带有换向器的线圈在磁场中的转动过程）让学生结合flash动画认识换向器的构造并讨论回答它的作用屏幕出示换向器的作用.师实际的直流电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上.三、生活中的电动机 结合课本和生活经验回答电动机优点.收获园通过本节学习，谈谈你的收获教学反思：本节课知识贴近生活，学生听课积极性高，课堂气氛活跃，上课效果较好。20.5磁生电教学目标一、知识和技能1知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件。2知道发电机的原理：能说出发电机为什么能发电；知道什么是交流电；知道发电机发电过程是能量转化的过程。3知道我国供生产和生活用的交流电的频率是50HZ的意思；能把交流电和直流电区分开来。二、过程和方法1探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系。2观察和体验发电机是怎样发电的。三、情感、态度与价值观1认识自然现象之间是相互联系的，进一步了解探索自然奥秘的科学方法。2认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识。教学重点：1.通过探索概括出电磁感应。2.通过实验知道交流发电机的工作原理。教学难点：1.由实验现象概括物理规律电磁感应。2.应用原理分析问题发电机工作原理。教学准备：演示电流表、蹄形磁铁、导体、开关、投影、微机、挂图、手摇发电机一台、小灯泡。教学过程一、引入新课重做奥斯特实验，请同学们观察后回答：1.此实验叫什么实验？奥斯特实验。2.它揭示了一个什么现象？电流周围存在着磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关。电流周围存在着磁场，即电能生磁。那么逆向思维将会怎么样？指导学生阅读课本第一段话，然后说一说自己想了解什么问题。下面我们用实验来探究磁能否生电。我们先设计实验，从实验需要器材、实验条件、实验操作入手。二、新课学习（一）什么情况下磁能生电1.实验器材实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电？根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材？为什么？根据研究的对象，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有电流表；控制电路必须有开关。让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按书上的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。播放课件：磁生电由北京国之源软件技术有限公司提供实验器材:蹄形磁体、电流表、导线、直导线、铁架台、细线。2.实验步骤如何做实验？其步骤又怎样呢？我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么，导体应怎样放在磁场中呢？是平放？竖放？斜放？导体在磁场中是静止？还是运动？怎样运动？另外：磁场的强弱对实验有没有影响？下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。演示8.5-1所示实验1置闭合电路的部分导体于磁场中，且保持导体与磁场相对静止2更换强磁体，增强磁场，仍保持导体与磁场相对静止3使闭合电路的一部分导体在磁场中上下运动4使闭合电路的一部分导体在磁场中左右运动5使闭合电路的一部分导体在磁场中斜着运动教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。实验完毕，提出下列问题让学生思考：上述实验说明磁能生电吗？(能)在什么条件下才能产生磁生电现象？(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时)为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流，而上下运动或者静止时却不能呢？如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，表达起来会方便些，讨论一下如何表达？讨论分析：导体在磁场中左右、斜着运动时切割磁感线产生感应电流，而上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。)通过此实验可得出什么结论？学生归纳、概括后，教师板书：1.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。2.磁场产生感应电流必须同时满足两个条件：具有闭合电路；一部分导体在磁场中作切割磁感应线运动。在电磁感应现象中的为什么一定要强调“闭合电路”？如果电路不闭合，一部分导体在磁场中作切割磁感应线运动时就不能产生感应电流，只能产生感应电压。讲述：电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的。他经过十年坚持不懈的努力，才发现了这一现象。这种热爱科学、坚持探索真理的可贵精神，值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导致了发电机的发明，开辟了电的时代，所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。研究感应电流的方向我们知道，电流是有方向的，那么感应电流的方向是怎样的呢？它的方向与哪些因素有关呢？请同学们观察下面的实验。演示实验：保持上述实验装置不变，反复改变磁场方向或改变导体在磁场中的运动方向。同学们观察到了什么现象？把你观察到的事实归纳总结出来。由此能得出一个什么样的结论呢？(磁场方向、导体运动方向变化时，指针偏转的方向也发生变化，即电流的方向也随着变化)。3.导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关研究电磁感应现象中能的转化在电磁感应现象中，导体作切割磁感线运动，注意是导体作切割磁感线“运动”:它消耗了什么能？(机械能)得到了什么能？(电能)在电磁感应现象中实现了什么能与什么能之间的转化？(机械能与电能的转化)4.在电磁感应现象中，机械能转化为电能人们利用机械能可以转化为电能这一原理做成了发电机，世界第二次科技革命电气化时代开始了，其意义和影响是巨大而深远的。下面我们就一起来学习有关发电机的一些知识。（二）发电机发电机是怎样发电的呢？继续播放课件:磁生电演示实验二：把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动，观察到什么？（小灯泡发光）这说明了什么？（有感应电流产生，并通过小灯泡）再用电流表换下小灯泡，缓慢摇动大轮，请同学们判断：当摇动转柄带动磁场中的线圈转动后，接在电路中的电流表指针会怎样摆动？是一直朝一个方向偏转，还是左右偏转？当学生判断取得基本一致的意见（电流表指针左右摆动）后，作演示验证。这说明了什么呢？（通过电流表中的电流大小和方向是变化的）（三）交变电流从上