初中物理探究电磁铁的磁性备课教案案例

16.3　探究电磁铁的磁性

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.知道什么是电磁铁,了解电磁铁在生产、生活和自动控制中的应用。

2.了解电磁铁的特性和工作原理。

3.了解影响电磁铁磁性强弱的因素。

【过程与方法】

1.通过影响电磁铁磁性强弱的因素的探究过程,掌握控制变量的方法。

2.通过对实验结果的分析和讨论,体会评估和交流在科学探究中的重要作用。

【情感·态度·价值观】

1.通过了解电磁铁在生产实践中的应用,认识物理是有用的,激发学生的学习兴趣。

2.通过一系列制作、实验探究活动,让学生感知实验的意义和价值。

◇教学重难点◇

【教学重点】

电磁铁的特性、探究电磁铁的磁性强弱。

【教学难点】

1.用控制变量法探索出电磁铁的特点和磁性强弱跟哪些因素有关。

2.先猜想影响电磁铁磁性强弱的因素,然后引导学生利用控制变量法设计实验及表格,充分体会控制变量法在本实验中的作用。

◇教学过程◇

一、新课导入

[实验]先将小磁针分别放在通电螺线管的两端,通电后,观察通电螺线管对小磁针作用的明显程度;再将铁棒插入通电螺线管,通电后观察通电螺线管对小磁针作用的明显程度。

二、教学步骤

探究点1　什么是电磁铁

[阅读课本]P13“磁浮列车……什么是电磁铁呢?”

[思考]磁浮列车和电磁起重机都是利用什么来工作的?

[提示]磁浮列车和电磁起重机都是利用电磁铁来工作的。电磁铁在我们生产、生活中有着广泛的应用。

[阅读课本]P13“活动1　A.观察电磁铁的结构”

[思考]什么是电磁铁呢?它和通电螺线管一样吗?

[提示]内部插入铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。即电磁铁=线圈+铁芯。

[阅读课本]P14“B.制作简易电磁铁,了解电磁铁的磁性……断电时磁性消失。”

[思考]电磁铁的铁芯只用铁棒,而不用其他铜、铝等金属棒,为什么?

[提示]铁棒是由铁磁性材料制成的,能被磁化;而铜、铝等金属不属于铁磁性材料,不能被磁化。

[思考]电磁铁的磁性有什么特点?

[提示]电磁铁通电时有磁性,断电时磁性消失。

[归纳提升]电磁铁的铁芯是用软铁制成的,而不用硬铁。因为硬铁被磁化后,磁性不易失去。电磁铁的工作原理:电流的磁效应,通电螺线管插入铁芯后磁性大大增强。

[习题]许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁的说法中正确的是 (　　)

A.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替

B.电磁铁不论通电与否都有磁性

C.当电磁铁中电流方向改变时,电磁铁就会失去磁性

D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的

[分析]电磁铁的铁芯,不能用铜棒代替,因为铜棒通电后不能被磁化,A项错误;根据电磁铁的特点可知,有电流,有磁性,无电流,无磁性,B项错误;电流方向改变时,只能改变电磁铁的极性,不能让电磁铁的磁性消失,C项错误;电磁铁是根据电流的磁效应制成的,D项正确。

[答案]D

探究点2　电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关

[阅读课本]P14“活动2　探究影响电磁铁磁性强弱的因素”

[思考]通过什么方法知道电磁铁磁性的强弱?

[提示]通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断,采用的是转换法。

[思考]影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些?实验探究中采用什么实验方法?

[提示]电磁铁磁性的强弱与线圈中电流的大小、线圈的匝数等因素有关。实验中采用的是控制变量法。

[实验]学生探究完成课本P14“活动2”的内容。

[思考]探究过程中应注意什么?

[提示]实验过程中应注意:①正确连接电路,必要时可以先复习电路连接的有关知识;②控制变量时,为了使实验效果明显,要使不同物理量的差别大些;③每次实验时,都应将大头针与电磁铁尽可能充分接触。

[思考]比较甲、乙两图,得出什么结论?

[提示]比较甲、乙两图可知,在线圈匝数相同时,电路中电流越大,电磁铁的磁性越强。

[思考]丙图说明什么?

[提示]通过丙图可知,在电流相同时,电磁铁磁性的强弱还与线圈匝数有关。

[归纳提升]影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、有无铁芯。当电磁铁线圈匝数一样时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性就越强;当电流一定时,电磁铁线圈匝数越多,磁性就越强。

[思考]电磁铁和普通的磁体相比,它的优点有哪些?

[归纳提升]电磁铁的优点:①电磁铁的磁性有无可以由电流的通断来控制;②电磁铁的磁性强弱可以通过改变电流的大小和线圈匝数来控制;③电磁铁的磁极由电流方向控制。

[习题]如图所示,是“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验装置,下列说法正确的是 (　　)

A.电磁铁A的上端为N极,电磁铁B的上端为S极

B.向右移动滑片P时,A吸引大头针的数量会增加

C.该实验装置可以用来探究电流方向与电磁铁磁性强弱的关系

D.该实验装置可以用来探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系

[分析]用右手螺旋定则判断:用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向N极,图中电磁铁A的上端为N极,电磁铁B的上端也是N极,A项错误;滑动变阻器滑片向右移动时,电路中电阻增大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,电磁铁A吸引大头针的个数减少,B项错误;由图可知,两个电磁铁串联在电路中,所以两个电磁铁的电流相等,电磁铁B吸引的大头针多,则电磁铁B的磁性强,这说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强,该实验装置可以用来探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,C项错误,D项正确。

[答案]D

[习题]如图是某同学“探究电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。

(1)电磁铁磁性的强弱是通过观察 

　　　　来确定的。 

(2)闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向　　　　(选填“a”或“b”)端移动时,电磁铁磁性增强。 

(3)在图中,电磁铁的上端是　　　　极(选填“N”或“S”)。 

[分析](1)电磁铁磁性的强弱是通过观察电磁铁吸引铁钉的多少来确定的;电磁铁吸引的铁钉越多,说明电磁铁磁性越强。(2)滑动变阻器的滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电流变大,在线圈和铁芯一定时,电磁铁的磁性增强,电磁铁吸引的铁钉增加。(3)根据电源的正负极判断电磁铁电流的方向,根据右手螺旋定则判断电磁铁下端是N极,上端是S极。

[答案](1)电磁铁吸引铁钉的多少　(2)a　(3)S

探究点3　电磁铁的应用

[阅读课本]P15~16“电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛……其他方面的应用吗?”

[思考]举例:电磁铁在生产、生活中的应用。

[提示]电铃、电话、磁带录音等都应用了电磁铁。

[阅读课本]P16“STS　电话　磁带录音”

[思考]电话哪一部分有电磁铁?

[提示]电话是由贝尔发明的。它主要由话筒、电源和听筒三部分组成,其中听筒里面有电磁铁。

[习题]下列设备或电器中,其主要工作原理与电磁铁无关的是 (　　)

[分析]分析各装置的工作原理可知,电铃、电磁选矿机、电磁起重机都是利用电磁铁的原理来进行工作的,而电熨斗则是利用电流的热效应的原理工作的,B项符合题意。

[答案]B

三、板书设计

16.3　探究电磁铁的磁性

1.电磁铁

(1)构造

(2)特性

(3)工作原理

2.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

3.优点

4.应用

◇教学反思◇

本节课涉及的实验器材简便、操作简单、效果明显。应多给学生创造动手探究的机会,以激发学生的学习兴趣,增强学习效果。