第十五章电磁铁与自动控制

15.1从永磁体谈起（第一课时）教学目标：知识和技能1、知道磁体周围存在磁场。2、知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。过程和方法：观察磁体之间的相互作用，感知磁场的存在。情感、态度、价值观：通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就，进一步提高学习物理的兴趣。教学重点：磁场、磁感线的含义。教学难点：用磁感线来形象地描述磁场，知道磁场间的作用。教学器材：磁体、小磁针教学方法：演示、分析、讨论学法指导：观察、试验教学过程：一、引入课题：1、利用航海史引入磁场2、列举我国在磁方面上取得的成就二、进行新课：(一)、简单的磁现象1、磁现象：磁体吸引铁、钴、镍等物质的现象。演示试验：结论：2、磁极：磁体的两端，吸引能力最强的地方南极（S极）北极（N极）演示试验：结论：3、磁极间的相互作用规律演示试验：结论：（二）、磁场：（1）、演示试验：把小磁针放在磁体周围现象：小磁针都发生了偏转结论：磁体周围存在一种物质，看不见、摸不着，对放入其中的某些物质有力的作用，我们把它叫做磁场。把小磁针静止时北极所指的方向规定为磁场的方向。（2）、演示试验：把小磁针放在磁体周围现象：小磁针的排列很有规律，一系列的曲线。结论：把小磁针在磁场中的排列情况，用带箭头的曲线表示出来，就可以形象描述出磁场，这样的曲线叫磁感线。（其方向有N极→S极）磁感线是一种物理模型（三）、练习：1、如果将两根磁棒的磁极互相靠近时，它们是互相推斥，则互相靠近的磁极A一定是N极B一定是S极。C一定是同名磁极D一定是异名磁极。2、为了判断一根钢棒是否有磁性，小明进行了如下几组小实验，其中不能达到目的是A让钢棒靠近铁屑，铁屑被吸引，则钢棒具有磁性。B用细线将钢棒吊起来，使它能在水平面内自由转动，静止时总是指南北方向，则钢棒具有磁性C让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互排斥，则钢棒具有磁性D让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互吸引，则钢棒具有磁性３、有甲、乙两根外形完全相同的钢棒，一根有磁性，另一根没有磁性，用图2中的哪种方法可以一次就把它们区分开来？15.1从永磁体谈起（第二课时）教学目标：知识和技能1、进一步了解磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。2、知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极。过程和方法：观察小磁针的指向，感知地磁场的存在。情感、态度、价值观：通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就，进一步提高学习物理的兴趣。教学重点：用磁感线来形象地描述磁场，地磁场的存在。教学难点：用磁感线来形象地描述磁场，知道磁场间的作用。教学器材：磁体、小磁针教学方法：演示、分析、讨论教学过程：一、复习提问、引入新课1、什么叫磁性、磁极、磁化、磁场、磁感线2、表述磁极间的相互作用规律3、练习画出磁感线的方向、或标出磁体、小磁针的南、北极由上面的练习小结方法4、实验：引导学生观察小磁针静止时的指向提问：指南针为什么总指一个方向？二、新课教学（一）、地磁场：引导学生分析、归纳上面的实验结论：地球是一个大磁体，地球周围存在磁场。地磁场的N（北）极在地球南极，S（南）极在地球北极（有些偏差）练习：1、磁体周围存在着________，指南针能够指南北，是因为它受到了______的作用。2．磁悬浮列车在一些国家已经研制成功，其中部分国家研制的磁悬浮列车是利用两个同名磁极间相互_____的原理来实现悬浮的；小磁针南极大致指向地理的南极，这说明地磁的______-极在地理的南极附近．(二)、磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性。试验证明：生活中的磁化现象：探究：磁化钢针（三）、练习：１、画磁感线（1）小磁针在条形磁铁的轴线上静止，如图所示。请画出条形磁铁的一条磁感线，并标出小磁针的N、S极。（2）、图为两个条形磁体及其它们之间的磁感线，请在图中标出条形磁体的N、S极以及磁感线的方向．(3).磁体周围一条磁感线的方向如图２所示，试确定磁体的N、S极和A点处小磁针的指向。２、如图1所示，弹簧秤下挂一铁球，将弹簧秤自左向右逐渐移动时，弹簧秤的示数[]A．不变。B．逐渐减少。C．先减小再增大。D．先增大再减小。15.2奥斯特的发现（第一课时）教学目标：知识和技能：1、认识电流的磁效应。2、知道通电导体的周围存在磁场，通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似。过程和方法：1、观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电和磁之间有某种联系。2、探究通电螺线管外部磁场的方向。情感、态度、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界的奥妙。教学重点：1、试验探究电流的磁效应的规律。2、探究通电螺线管的磁场规律。教学难点：探究通电螺线管外部磁场的方向。教学方法：实验、讨论、分析教学器材：电脑平台、磁体、小磁针、电源、导线教学过程：一、复习提问，引入新课（一）、复习提问：1、静止后的磁针指南的一端叫___极，又叫____极，指北的一端叫_____极又叫______极。2、同名磁极相互____，异名磁极相互_____；磁极间的相互作用是通过_____发生的。3、磁场的方向是这样规定的：小磁针静止时_____极所指的方向就是该点的_______；可以利用带箭头的曲线来描述磁场，这样的曲线叫做______。4、使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫_________。（二）、引入课题：试验“猜一猜”利用隐蔽的通电螺线管吸引小铁钉，让学生猜是什么物体？二、进行新课：1、电流的磁效应：奥斯特试验：现象：结论：通电导体的周围有磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这现象叫电流的磁效应。（这试验叫奥斯特试验）思考：为什么手电筒、普通电线通电时吸引力好像不存在？……如何增强磁场？（做成螺线管，也叫线圈，如……开始的试验）2、探究：通电螺线管的磁场猜想：通电螺线管能否产生磁场，磁场可能与哪种磁体的相似？（1）试验：82页图14-16示（2）现象（对比条形磁体）结论：通电螺线管外部的磁场与_____磁体的磁场相似。猜想：改变电流方向，磁场方向会不会变化？（2）试验：82页图14-17示，但电流方向相反结论：讨论：能否利用一句话来概括这普遍性的规律？(3)、通电螺线管的磁场方向如何判断安培定则：右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。小结：根据板书，总结本节内容，明确重、难点。三、练习：判断一些通电螺线管的N、S极1、在图中标出通电螺线管A端和永磁体B端的磁极极性，并标出磁感线的方向.2、请根据图中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极。3、标出图15中通电螺线管的N、S极。4、在图中，根据通电螺线管的N、S极，在图中分别标出电源的正负极和两小磁针静止时的N、S极。5．螺线管通电后，小磁针静止时指向如图3所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极．15.2奥斯特的发现（第二课时）教学目标：知识和技能：学会判断，通电螺线管的磁场方向和磁极过程和方法：探究通电螺线管外部磁场的方向，培养学生分析问题、解决问题的能力情感、态度、价值观：培养学生良好的学习习惯教学重点：学会判断，通电螺线管的磁场方向和磁极教学难点：磁效应知识的综合应用教学方法：讲解、练习教学过程：一、复习提问，引入新课1、什么叫电流的磁效应2、通电螺线管的磁场方向如何判断二、新课教学：（一）、判断通电螺线管的磁场方向或根据通电螺线管的磁场方向判断电流方向练习：1、根据小磁针的指向标出图中通电螺线管的电流方向。2、在图中根据电流方向标出通电螺线管的N，S极．（如图所示）3、请在图9中标出螺线管N、S极。4、如图４所示，当电键S闭合后，小磁针的N，S极按箭头方向转动到与螺线管轴线方向一致时静止不动，试判断电源的正、负极。5．通电螺线管旁边的小磁针甲、乙静止在图11所示的位置，它们的北极分（二）、画出通电螺线管的绕法练习：1、根据如图所示的小磁针指向，画出通电螺线管的导线绕法．2．小磁针静止时的指向如图所示，请画出通电螺线管的绕线情况．（三）、综合练习;1、如图所示，L是电磁铁，在电磁铁上方用弹簧悬挂一条形磁体。当S闭合后，弹簧的长度将_____，2．如图2所示，当闭合开关S时，小磁针将向______（填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。3．地球是一个大磁体，如图所示，图中标出了地磁场的N极和S极，请在图中标明地球表面的磁感线的方向，画出放在a、b两点处的小磁什并标出小磁针的南北极．4．如图16所示，请分别标出通电螺旋管和小磁针的N、S极5．请在图18中标出通电螺线管所接电源的正、负极和地磁场的磁感线方向。15.3探究电磁铁的磁性教学目标：知识和技能：理解电磁铁的特性和工作原理。过程和方法：探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，培养学生的观察和科学探究能力情感、态度、价值观通过探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，使学生乐于探索自然界的奥妙。教学重点：探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关教学难点;探究电磁铁的磁性强弱与匝数的关系教学器材：电磁铁、大头针、电源、导线教学方法：科学探究、教学过程：一、复习提问，引入新课1、什么叫电流的磁效应2、通电螺线管的磁场方向如何判断3、练习：图两图中，开关S断开时，小磁针静止在图甲所示的位置；开关S闭合时，小磁针静止在图乙所示的位置。由此可知：（）A．a端是电磁铁N极，c端是电源正极B．a端是电磁铁N极，c端是电源负极C．b端是电磁铁N极，d端是电源正极D．b端是电磁铁N极，d端是电源负极4、磁体对进入磁场的磁体会发生作用，能否利用人工作用产生磁场、控制磁场？二、新课教学(一)、认识电磁铁1、实验：什么是电磁铁电磁铁的结构：小结：内部带有铁芯的螺线管叫电磁铁2、电磁铁中铁芯的作用实验：电磁铁中插入铁芯与不插入铁芯的区别结论：电磁铁是利用通电螺线管内插入铁芯，它的磁场大大增强这一特性制成的(二)、探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关1、实验器材：如图2、设计电路：3、引导学生如何观察4、数据记录：电磁铁（线圈）100匝50匝实验次数123456电流（A）0.81.21.50.81.21.5吸引铁钉的最多数目（枚）5、分析研究电磁铁磁性强弱时，闭合开关S后，通过观察比较__________________得出结论；Ａ．比较１、４两次实验可知：线圈中的电流一定时，匝数越多，磁性越强Ｃ．比较1、2、3（或4、5、6）三次实验可知：匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强电流的大小6、结论：电磁铁的磁性强弱的决定因素匝数的多少小结：根据板书，总结本节内容，明确重、难点。三、练习：1、为了增强磁性，对通电螺线管可采取的措施是①②③2．要改变一个通电螺线管的极性，以下方法中可行的是（）A．改变通过螺线管的电流方向B．改变螺线管的匝数C．改变通过螺线管的电流大小D．往螺线管内插入铁芯3、如图所示，是研究“通电螺线管周围磁场强弱”的实验电路图。(1)要改变通电螺线管线圈中的电流大小，可通过_______来实现；(2)要判断通电螺线管周围磁场强弱，可通过观察_______来确定。15.4电磁继电器与自动控制教学目标：知识和技能1、了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理。2、初步认识物理知识的实际应用。过程和方法：通过阅读说明书，知道如何使用电磁继电器。情感、态度、价值观：通过了解物理知识的实际应用，提高学习物理知识的兴趣。。教学重点：知道电磁继电器教学难点;电磁继电器的实际应用教学方法：通过引导学生分析电磁继电器的结构，了解电磁继电器的工作原理，学习使用电磁继电器教学课时：2课时教学器材：电磁继电器、灯泡、开关、电源、导线教学过程：一、复习提问复习磁场、螺线管知识二、引入新课：影响电磁铁的磁性强弱的因素是什么？它有什么作用？三、进行新课：1、电磁继电器：（1）、作用：1、利用低电压、弱电流电路的通断，来控制高电压、强电流电路的装置。2、可以实现远距离操纵和自动控制（2）、结构：先观察87页的构造图，再实物观察。（3）、原理：对照结构图说明。（4）、使用方法：通过实验分析、说明。（并总结作用、结构、原理）（5）、电磁继电器实质;是用电磁铁