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【学习目标】
学习目标 物理观念:能说出电磁铁的定义及 “通电有磁、断电无磁” 的特点,能表述影响其磁性强弱的因素(电流大小、线圈匝数)。 科学思维:能运用控制变量法分析电磁铁磁性强弱的实验逻辑,建立 “变量与物理量变化” 的关联认知。 科学探究:能参与探究实验的操作、数据记录,通过分析电子测力计示数得出实验结论。 科学态度与责任:能关注电磁铁在生活中的应用,体会物理技术对生产生活的改善作用。
学习重点 电磁铁的定义、磁性特点。 影响电磁铁磁性强弱的因素。 控制变量法在实验探究中的应用。
学习难点 软铁芯增强通电螺线管磁性的微观原理。 2.实验探究中变量的精准控制与数据的科学分析。
【课前预习】
一、电磁铁的定义
1.通电螺线管有磁性,在通电螺线管中插入一根______,其磁性会显著增强,插入了软铁棒的螺线管叫作______。这根软铁棒称为电磁铁的______,螺线管称为电磁铁的______。
二、电磁铁的磁性特点
2. 当电磁铁的线圈中通入电流时,电磁铁会产生______;切断电流,______就会消失。
三、影响电磁铁磁性强弱的因素
3. 猜想:电磁铁磁性的强弱可能与______和______有关。
4. 探究影响电磁铁磁性强弱的实验中,可通过电子测力计的______大小,推知电磁铁对软铁块的吸引力,进而判断磁性强弱,这种方法称为______法。
四、电磁铁的应用
5. 电磁铁在生产生活中有广泛应用,例如______、______、电磁继电器、电铃等。
【课中研学】
什么是电磁铁?它的构造和普通通电螺线管有什么区别?
电磁铁的工作原理和核心特点是什么?
实验探究:探究影响电磁铁磁性强弱的因素
按照图所示的装置连接电路并进行探究实验。实验过程中,保持软铁块Q与电磁铁M下端的距离不变,电子测力计始终有示数。我们可以根据电子测力计示数的大小推知电磁铁M对软铁块Q的吸引力,进而判断电磁铁M的磁性强弱。
(1)电磁铁线圈匝数一定,调节滑动变阻器,改变通过线圈的电流大小,根据电子测力计的示数,判断电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。
(2)通过电磁铁线圈的电流大小一定,改变线圈匝数,根据电子测力计示数,判断电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。
设计实验记录表格,将你的实验数据和观察到的现象记录下来。
分析实验数据和现象,可以得出结论:影响电磁铁磁性强弱的因素有______________________。
(3)交流讨论:
①软铁块Q相对于电磁铁M的位置不同,测量出的电磁铁磁性强弱相同吗?
②电磁铁的磁性强弱除了与电流大小和线圈匝数有关以外,还与其他因素有关吗?将线圈匝数相同的不同电磁铁(如铁芯的材质不同、线圈在铁芯上分布的情况不同等)通入相同的电流,它们的磁性强弱相同吗?
4. 电磁铁的独特优势是什么?
5. 结合你的生活经验,举例说出电磁铁在生活中的应用。
【课堂总结】
【分层作业】
(巩固性作业)
一、填空题
1. 插入软铁棒的通电螺线管称为______,其中软铁棒称为电磁铁的______。
2.电磁铁的磁性特点是:通入电流时______,切断电流时______。
3.探究电磁铁磁性强弱时,通过电子测力计的______大小推知吸引力,这种方法是______法。
4.电磁铁的生活应用之一是______(举 1 例)。
二、选择题
5. 下列关于电磁铁的说法正确的是( )
A. 通电螺线管就是电磁铁B. 电磁铁需插入硬铁棒
C. 电磁铁通电有磁性、断电无磁性D. 电磁铁磁性强弱与电流无关
6.软铁棒能增强通电螺线管磁性的原因是( )
A. 软铁棒本身有磁性B. 软铁棒被磁化后增强了磁场
C. 软铁棒能增大电流D. 软铁棒能增加线圈匝数
7.探究电磁铁磁性与电流大小的关系时,需保持不变的是( )
A. 电流大小B. 线圈匝数C. 铁芯材质D. 以上都改变
8.下列器材利用电磁铁工作的是( )
A. 普通永磁体B. 电磁起重机C. 干电池D. 滑动变阻器
9.电磁铁切断电流后磁性消失的原因是( )
A. 线圈被烧坏B. 电流消失后磁场消失C. 铁芯被损坏D. 线圈匝数减少
10.能说明电磁铁有磁性的现象是( )
A. 不通电的螺线管吸引小铁钉B. 插入软铁棒的通电螺线管吸引小铁钉
C. 软铁棒吸引小铁钉D. 通电螺线管吸引塑料片
(拓展性作业)
11. 探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系时,正确操作是( )
A. 改变电流,保持匝数不变 B. 保持电流不变,改变匝数
C. 同时改变电流和匝数 D. 保持电流和匝数都不变
12.甲、乙电磁铁线圈匝数相同,甲的电流大于乙,则磁性更强的是( )
A. 甲B. 乙C. 一样强D. 无法判断
13.下列转换法的应用对应正确的是( )
A. 探究电磁铁磁性 —— 用电子测力计示数反映吸引力
B. 探究电流大小 —— 用灯泡亮度反映电压高低
C. 探究电阻大小 —— 用电流表示数反映材料种类
D. 探究磁场方向 —— 用小磁针指向反映磁场强弱
14.电磁继电器的工作原理是利用电磁铁( )
A. 通电有磁,控制电路通断B. 断电有磁,保持电路连通
C. 磁性强弱始终不变D. 能永久保持磁性
15.若将电磁铁的铁芯换成铜棒,通电后其磁性会( )
A. 显著增强B. 略有增强C. 几乎无磁性D. 与原来相同
(探究性作业)
选做题:
三、综合题
16.某小组探究电磁铁磁性与电流大小的关系(装置如图 14.4-2):(1)实验中需保持______不变,调节滑动变阻器改变______;(2)若电流增大,电子测力计示数会______,说明电磁铁磁性______。
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17.分析电铃工作原理:按下开关后,电路接通,电磁铁产生______,吸引衔铁使铃锤敲铃;同时衔铁与触点分离,电路断开,电磁铁______,衔铁在弹簧作用下复位,电路再次接通…… 反复循环,电铃持续发声。
参考答案
【课前预习】
1.软铁棒;电磁铁;铁芯;线圈
2.磁性;磁性
3.电流大小;线圈匝数(顺序可互换)
4.示数;转换
5.电磁起重机;电磁选矿机(顺序可互换)
【作业布置】
1. 电磁铁;铁芯
2.产生磁性;磁性消失
3.示数;转换
4.电磁起重机(或电铃、电磁选矿机等)
5.C
6.B(解析:软铁棒是软磁材料,通电后会被螺线管的磁场磁化,自身产生磁场,从而增强整体磁性)
7.B
8.B
9.B
10.B
11.B
12.A
13.A(解析:B 中灯泡亮度反映的是电流大小,不是电压;C 中电流表示数不能直接反映材料种类;D 中小磁针指向反映的是磁场方向,不是强弱)
14.A
15.C(解析:铜不是磁性材料,无法被磁化,不能增强螺线管的磁场,因此通电后几乎无磁性)
16.( 1)线圈匝数;电流大小 (2)增大;增强
17.磁性;磁性消失。
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