物理：第十四章电磁现象全章教案（北师大版九年级）

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第十四章 电磁现象
第一节　磁现象
（一）教学目的
　　1．知道磁体有吸铁（镍、钴）性和指向性。
　　2．知道磁极间的相互作用。
　　3．知道磁化现象。
（二）教具
　　各种形状的磁铁，磁针，一小堆大头针，铁屑，铁片，铜片，玻璃片，镍币，铁棒，细线，有关磁性材料的实物，图片等。
（三）课前准备
　　以上实验器材可布置学生在家里准备，上课前检查准备情况，学生在家里不容易找到的器材如各种磁铁、镍币等，教师加以补充，然后要求学生将实验器材放好，供课堂实验用。
（四）教学过程
　　1.提问引入新课。
　　提问：平时摆弄磁铁时观察到磁铁能吸引什么物质？指南针有什么作用？
　　（吸引铁，指南针可以指南北，帮助人们辨别方向。）
　　进一步提问引入新课：
　　磁铁只能吸引铁吗？指南针为什么能指南北呢？这节课我们来研究一些简单的磁现象。板书：第一节简单的磁现象
　　2.进行新课
　　(1)认识永磁体的磁现象
　　提问：磁铁具有哪些性质？它只能吸铁吗？请同学们自己通过实验进行探索。
　　学生实验：将课前准备的铁片、钢锯片、镍币、铜片、玻璃片等器材放在桌上摆好，用条形磁铁分别接近它们，观察发生的现象。
　　提问：磁铁能吸引哪些物质？
　　（磁铁能吸引铁制物质，能微弱地吸引镍币）
　　教师指出：磁铁除了能吸引铁、镍外，还能吸引钴，钴是稀有金属，我们平时很少见。由此，我们可以得出下列结论：
　　板书：一、磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。具有磁性的物质叫做磁体。
　　提问：磁体各部分吸引铁的能力都一样吗？请同学们自己动手做下列实验。学生实验：把一些大头针平铺在一张白纸上，分别将条形磁体和蹄形磁体平放在大头针上，然后用手轻轻将磁体提起，并轻轻抖动。
　　提问：观察到什么现象？由此可得出什么结论？
　　（观察到磁铁两端能吸引较多的大头针，而中部没有吸引大头针，这表明磁铁两端的磁性最强）
　　教师归纳并板书：二、磁体各部分的磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，它的位置在磁体的两端。
　　提问：从上面实验可以看出，磁体有两个磁极，怎样表示这两个磁极呢？请同学们观察下面的实验。
　　演示实验：先用线将条形磁体悬挂起来，使它自由转动，观察它的静止方位；再支起小磁针，让它在水平方向上自由转动，观察它的静止方位。
　　提问：条形磁体、小磁针静止时，两个磁极分别指向什么方向？
　　（都是一端指南，一端指北）
　　教师指出：可以自由转动的磁体，静止后恒指南北，世界各地都是如此。为了区别这两个磁极，我们就把指南的磁极叫南极，或称S极；另一个指北的磁极叫北极，或称N极。板书：三、磁体上的两个磁极，一个叫南极（S极），一个叫北极（N极）。提问：世界最早的指南工具是什么？它是根据什么原理制成的？
　　出示司南的挂图和幻灯片，说明世界最早的指南针就是我国战国时代的指南针，叫司南，它是根据磁针静止时总是指南北的原理制成的。
　　提问：磁体两端的磁性最强，如果把两磁极相互靠近时，会发生什么现象呢？下面请同学们通过实验来研究。
　　学生实验：把一块条形磁体用线吊起来，用另一块条形磁体的N极先慢慢地接近吊起的N极，再慢慢接近吊起的S极，观察磁极间的相互作用。
　　学生归纳实验结果后，教师板书：
　　四、磁极间的相互作用是：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。讲述：我们已经认识了磁体的许多磁现象，磁体可分为天然磁体和人造磁体，通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们都能长期保持磁性，通称为永磁体。(2)研究磁化现象
　　提问：人造磁体是根据什么道理制作的？请同学们观察下面的实验：
　　演示实验：按课本图11�5那样进行演示实验。边演示边提问：
　　铁棒原来有没有磁性？（没有）当用磁体慢慢从上部接近铁棒时，观察到什么现象？（观察到铁棒能吸引下面的铁屑）这说明什么？（说明铁棒也获得了磁性）
　　教师指出：铁和钢都可以用这种方法获得磁性，我们把这种现象叫做磁化现象。板书：五、使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。铁和钢制的物体都能被磁化。
　　重做上面的实验：当铁棒吸引铁屑后，将上部的磁体拿掉。
　　提问：当磁体拿掉后，铁棒还能吸引下面的铁屑吗？这说明什么？（铁棒不能吸引铁屑，说明铁棒的磁性容易消失）
　　教师指出：铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。钢被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体，钢是制造永磁体的好材料。
　　提问：除了钢、铁外，还有哪些物质可作磁性材料？它们在现代科技中有哪些应用呢？向学生展示录音带、磁性卡等，介绍这些磁性材料的应用。
　　3．小结
　　师生共同小结：这节课学到了什么？
　　4．练习
　　有一条形磁体的N、S极的标记模糊不清了，怎样用实验的方法将它的两极判别出来？
　　5．布置作业
　　课本上的本章习题第1题。
第二节磁场
教学目标：（一） 知识与技能： 1知道磁体周围存在磁场。2.知道磁感线可用来性相地描述磁场，知道磁感线的方向式怎样规定的。3.知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极。（二） 过程与方法：通过实验与探究，培养学生的观察能力和探究物理规律的能力。（三） 情感、态度、价值观：1. 通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就，提高学习物理的兴趣。2. 通过讨论交流，实验探究，增强学生的合作意识。重点难点：（1） 知道磁体周围存在磁场，磁场传递磁极间的相互作用。（2） 会画磁体的磁感线。（3） 知道地磁南北极和地理南北极的关系。课型：新授课基本教学思路：本节课实验较多，采用以直观为主的综合启发式教学，初步渗透探究式教学方法。教具：条形磁体、铁架台、细绳、铁屑、小磁针、玻璃板教学设计：（一） 教学流程导入新课:提问引入新课提问：平时摆弄磁铁时观察到磁铁能吸引什么物质？指南针有什么作用？（吸引铁，指南针可以指南北，帮助人们辨别方向。）进一步提问引入新课：磁铁只能吸引铁吗？指南针为什么能指南北呢？这节课我们来研究一些简单的磁现象。一. 磁场提问：磁铁具有哪些性质？它只能吸铁吗？请同学们自己通过实验进行探索。学生实验：将课前准备的铁片、钢锯片、镍币、铜片、玻璃片等器材放在桌上摆好，用条形磁铁分别接近它们，观察发生的现象。提问：磁铁能吸引哪些物质？板书：（一、磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。具有磁性的物质叫做磁体。）提问：磁体各部分吸引铁的能力都一样吗？请同学们自己动手做下列实验。学生实验：把一些大头针平铺在一张白纸上，分别将条形磁体和蹄形磁体平放在大头针上，然后用手轻轻将磁体提起，并轻轻抖动。提问：观察到什么现象？由此可得出什么结论？（观察到磁铁两端能吸引较多的铁屑，而中部没有吸引铁屑，这表明磁铁两端的磁性最强）教师归纳并板书：（二、磁体各部分的磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，它的位置在磁体的两端。）提问：从上面实验可以看出，磁体有两个磁极，怎样表示这两个磁极呢？请同学们观察下面的实验。演示实验：先用线将条形磁体悬挂起来，使它自由转动，观察它的静止方位；再支起小磁针，让它在水平方向上自由转动，观察它的静止方位。提问：条形磁体、小磁针静止时，两个磁极分别指向什么方向？ （都是一端指南，一端指北）教师指出：可以自由转动的磁体，静止后恒指南北，世界各地都是如此。为了区别这两个磁极，我们就把指南的磁极叫南极，或称S极；另一个指北的磁极叫北极，或称N极。板书：三、磁体上的两个磁极，一个叫南极（S极），一个叫北极（N极）。）提问：世界最早的指南工具是什么？它是根据什么原理制成的？出示司南的挂图和幻灯片，说明世界最早的指南针就是我国战国时代的指南针，叫司南，它是根据磁针静止时总是指南北的原理制成的。提问：磁体两端的磁性最强，如果把两磁极相互靠近时，会发生什么现象呢？下面请同学们通过实验来研究。（不通过接触可以发生作用） 学生实验：把一块条形磁体用线吊起来，用另一块条形磁体的N极先慢慢地接近吊起的N极，再慢慢接近吊起的S极，观察磁极间的相互作用。学生归纳实验结果后，教师板书：磁极间的相互作用是：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。追问：为什么不接触小磁针，小磁针方向也会发生改变呢？（是否能举重力场） ，原来磁体的周围存着磁场。（小磁针受到磁场的磁力作用，才具有新的指向）。 二.磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力作用 演示 原来静止时指南针，一端指南，一端指北，若把它放在磁场中，小磁针就会转动起来，静止时，小磁针就会有不同指向，原来是由于磁体受到磁力方向不同的原故。 磁场有方向：规定小磁针在磁场中静止时，北极的指向规定为　　　　　　　　　　　　　　　　这一点的磁场方向。 　 演示实验：把四个小磁针放在磁场的不同点上。发现：静止时，不同点的磁针指向不一定相同。 说明：磁场中不同点的磁场方向不一定不同。 那么磁体周围的磁场方向是怎样的呢？又怎样来表示它呢？ 我们在磁场中多放一些小磁针，方向分布就会越来越具体。 如果磁针再多一点，就更清楚了，用若干小铁屑代表小磁针。 （注意磁铁小，玻璃大铁屑细）得到条形磁体周围磁场分布。把一块玻璃覆盖其上，描下条形磁铁周围磁场分布情况。（包括蹄形磁铁、同名磁极、异名磁极间的磁场分布）
为了形象、直观地描述磁场的情况，引入一组曲线，称为磁感线。磁感应线：⑴任一点的曲线方向都跟磁场方向一致； ⑵从磁体北极出来，回到磁体南极；（并在上面标上箭头表示方向） ⑶是一些假想的曲线（没有画到的并非无磁场）。 了解磁感线的好处：a.知道在磁物中的磁体受到磁力作用； b.而且知道磁体在磁场中各点所受磁力方向。 在磁场中某点，北极所受磁力方向跟该点的磁场方向一致南极所受磁力跟该点的磁场方向相反。 三.地磁场沈括记述的"常偏东，不全南"的现象，说明他在实践中已经发现了地磁偏角．地磁偏角在地球上每个地点都不相同，而且是逐年变化的．据专家考证：11世纪，沈括所居的长江下游地区磁偏角一般不超过3～4°．这样小的偏角，在900多年前的古代，若不经过长期、精细的观察，是不容易发现的．在西方，直到1492年意大利人哥伦布在横渡大西洋的航行中才观测到地磁偏角的现象，比沈括晚了400多年．（1） 地球本身是一个大磁体，在地球周围存在地磁场，地磁的S极在地理北极附近，地磁的N极在地理南极附近，整个地球类似于一个巨大的条形磁铁。地球周围的磁场方向由南指北，据此，地球表面上，赤道附近地磁场方向呈水平指向北，北极附近呈竖直指向下，南极附近呈竖直指向上。（2） 磁偏角在地面上静止的小磁针并不是指向南北方向，说明地磁场的N、S极与地理的南、北并不完全重合，即存在磁偏角。我们把小磁针静止时的指向与地理上的南北方向所成的角度，叫磁偏角。例如上海的磁偏角是3 13，即在上海，地磁场的方向与地理上的南北方向成3 13的角度。不同的地理位置，磁偏角不同，在北京的磁偏角是4 18，在广州的磁偏角是0 47。四.磁化性，我们把这种现象叫做磁化现象。师：前面我们已经认识了许多磁体的磁现象，磁体可分为天然磁体和人造磁体。通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们能长期保持磁性，通称为永磁体。问人造磁体是怎么获得磁性的呢？下面请大家来观察一下这个现象。演示：先用软铁棒吸引回形针，无反应，何故？把磁体置于棒上吸引回形针，问何故？师归纳板书：一些物体在磁体或电流的作用下，会获得磁性，这种现象叫磁化。演示：移走棒上的磁体，回形针落。何故？ 演示：用钢锯条吸回形针，不吸，把磁体置于锯条上，吸回形针，移走回形针，锯条仍吸回形针。师：刚才两磁化现象有何区别？师：象钢这一类能长期保持磁性的物体，称为硬磁性材料。钢是制作的好材料，实验室和生产技术中使用的人造磁体都是钢制的，可长期保持磁性。而象铁这一类被磁化后磁性很容易消失，称为软磁性材料。问：那是不是只有硬磁性有作用，而软磁性材料无作用呢？说明：钢铁厂炼钢需要电磁起重机，吸附废铁是圆形铁柱，被磁化后有磁性可吸附废铁，演示：移至炼钢炉上方后，断电，必须要使废铁全部自动掉入炉内，则大家认为铁心用硬磁性材料还是用软磁性材料？ 师：因此不管是硬、软磁性材料都很重要，在我们现代生活和科学技术中都有着广泛的应用。出示：磁带、磁盘、录象带、磁卡、电冰箱磁条等。都是应用磁性材料制作的。达标反馈（1） 物体能吸引----------------等物质的性质叫磁性。磁体上------------的部位叫磁极，北极用符号-------表示。（2） 同名磁极互相----------，异名磁极互相----------，它们之间是通过-----------而发生相互作用的。（3） 磁体周围的磁感线都是从它的---------出来，回到它的----------。磁感线只是用来描述磁场的一些-------------的曲线。磁场是在磁体周围的一种能传递------------------------的物质，我们把小磁针在磁场中某点静止时------极所指的方向，规定为该点的磁场方向。磁感线可以形象地表示磁场的---------和它的--------情况，磁体周围的磁感线是从它的------出来，回到它的------极。学习小结（1） 容小结这节课大家学习了磁场的基本性质和方向，观察了各种各样的磁现象，知道地磁场的存在和特点，知道了磁性、磁体、磁极以及磁极之间的相互作用。i. 方法归纳本课初步运用了探究学习的方法，"处处留心皆学问"，我们要学习从生活中发现科学，并能用一定办法证明它。 （2） 延伸拓展a) 链接生活磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制引爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是什么？b) 实践探索i. 实践活动利用磁化后的钢针制作指南针。（3） 板书设计磁场一 磁现象1. 磁性：能够吸引钢铁一类的性质2. 磁体：具有磁性的物体3. 磁极：磁体两端吸引钢铁能力最强的两个部位4. 作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引二 磁场1. 性质：传递磁极间的相互作用2. 方向：小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向3. 磁感线：实际不存在，是为了形象、方便描述磁场引进的三 地磁场地理的南北极与地磁场的南北极并不重合，相反且存在一个磁偏角。四 磁化一些物体在磁体或电流的作用下，会获得磁性，这种现象叫磁化。
第三节　　电流的磁场
（一）教学目的
　　1．知道电流周围存在着磁场。
　　2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
　　3．会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
（二）教具
　　一根硬直导线，干电池2～4节，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干。
（三）教学过程
　　1．复习提问，引入新课
　　重做第二节课本上的图11�7的演示实验，提问：
　　当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？
　　（观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。）
　　进一步提问引入新课
　　小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？这就是我们本节课要探索的内容。
　　2．进行新课
　　(1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
　　演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。
　　提问：观察到什么现象？
　　（观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。）
　　进一步提问：通过这个现象可以得出什么结论呢？
　　师生讨论：通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。
　　教师指出：以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节课我们就主要研究电流的磁场。
　　板书：第四节电流的磁场
　　一、奥斯特实验
　　1．实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
　　提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？
　　重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。
　　提问：同学们观察到什么现象？这说明什么？
　　（观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。）
　　板书：2．电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。
　　提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？
　　学生看书讨论后回答：
　　因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力推动了电磁学的研究和发展。
　　(2)研究通电螺线管周围的磁场
　　奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？请同学们观察下面的实验：
　　演示实验：按课本图11�13那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
　　提问：同学们观察到什么现象？
　　学生回答后，教师板书：
　　二、通电螺线管的磁场
　　1．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
　　提问：怎样判断通电螺线管两端的极性呢？它的极性与电流的方向有没有关系呢？
　　演示实验：将小磁针放在螺线管的两端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
　　再改变电流的方向，观察小磁针的N极指向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
　　引导学生讨论后，教师板书：
　　2．通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。
　　提问：采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢？同学们看书、讨论，弄清安培定则的作用和判定方法。板书：
　　三、安培定则
　　1．作用：可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。
　　2．判定方法：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
　　教师演示具体的判定方法。
　　练习：如附图所示的几个通电螺线管，用安培定则判定它们的两极。
　　可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管，先弄清螺线管中电流的指向，再用安培定则判定出两端的极性。
　　通过以上练习，强调：螺线管的绕制方向不同，螺线管中电流的方向也不同。
　　3．小结（略）
　　4．作业：①完成课本上的“想想议议”。
　　②课本上的练习1、2、3题。
　
第四节探究――影响电磁铁磁性强弱的因素
　　一．教育目标
　　（一）知识目标
　　1．知道电磁铁的结构及工作原理；
　　2．知道电磁铁的特点（与条形磁铁相比）；
　　3．知道影响电磁铁的磁性强弱、极性的因素；
　　（二）能力目标
　　1．会用控制变量法进行实验方案设计。
　　2．能从实验结果定性得出影响电磁铁磁性强弱的因素及其相互关系。
　　二．教学重点
　　1．研究电磁铁有什么特点。
　　2．电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系。
　　三．教学难点
　　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系。
　　四．教学用具
　　一个线圈匝数可以改变的电磁铁、电源、开关、滑动变阻器、电流表、一小堆大头针或钩码。
　　五．课时安排
　　1课时
　　六．教学过程
　　（一）复习提问
　　1．通电螺线管的极性跟什么有关系？
　　2．通电螺线管的磁性强弱跟哪些因素有关系？
　　（二）引入新课
　　实验：（1）用小磁针探察通电螺线管的磁场；
　　（2）在通电螺线管的内部插入铁芯时，用小磁针探察磁场的强弱有什么不同？
　　看到的现象：内部插入铁芯后对小磁针的作用大了
　　表明：内部插入铁芯后磁场大大增强了。
由此可见，要利用通电螺线管得到强磁场时，一般都要把螺线管紧密地套在一个铁芯上，这样就构成了一个电磁铁
电磁铁：内部插入铁芯的螺线管。
　　（三）新课教学
　　提出问题：电磁铁的磁性除了是否带铁芯之外，还跟哪些因素有关呢？
提出假设（猜想）：
实验检验：
　　1．教师演示电路的连接及实际操作。
　　2．学生分组实验：（分析学生都猜想后，逐一验证，按如下步骤进行）
　　（1）研究电磁铁的磁性的强弱和电流大小的关系。把电源、开关、滑动变阻器、电流表和电磁铁匝数较少的线圈连接成图4—36实验电路图，让线圈匝数、线圈横截面积不变，调整变阻器滑片，使电流变小，观察电磁铁吸引钩码的数目：
　　再移动变阻器的滑片，使电流增大，观察电磁铁吸引钩码的数目。
　　（2）研究外形相同的螺线管，电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数的关系。
　　让线圈横截面积不变，改变接入电路中螺线管的匝数，同时调整变阻器滑片，保持电流大小不变，观察电磁铁吸引钩码的数目是否变化。
（3）研究电磁铁的磁场强弱与线圈横截面积的关系。
让线圈匝数不变，改变线圈的横截面积，同时调整变阻器滑片，保持电流大小不变，观察电磁铁吸引钩码的数目是否变化。
（4）将实验结果填入下面的空白处：
　　①电磁铁通电时________磁性，断电时_______磁性。
　　②通入电磁铁的电流大，它的磁性越_________。
③在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越________。
④在电流一定、线圈匝数一定时，线圈横截面积越大，线圈磁性 。
交流与讨论：学生讨论，小结实验情况，归纳实验结论。
结论：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强。
　　3．整理实验器材，各物品归位。
　　（四）课堂反馈练习
　　根据实验让学生讨论电磁铁有什么优点？
　　（五）教学总结
　　教师引导学生讨论后，归纳出电磁铁的优点和电磁铁在实际中的应用，为下一节课的学习打下基础。
　　（六）布置作业
　　1．电磁起重机的铁芯应该用软铁还是用钢制成？为什么？
　　2．练习册本节习题。　　

板书设计：
第四节 探究――影响电磁铁磁性强弱的因素
　　实验器材：一个线圈匝数可以改变的电磁铁、电源、开关、滑动变阻器、电流表、一小堆大头针或钩码。
1．电磁铁：内部插入铁芯的螺线管。
2．影响电磁铁磁性强弱的因素：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强。
　　3．：优点：强电磁铁磁性的有无用通断电来控制。磁性强弱用电流大小来控制；它的南北极用电流方向来控制；使用起来非常方便。
　　4．应用：电磁起重机、电铃、发电机、电动机、等。

第五节　电磁铁的应用。
教学目标：
1、知识和技能
了解电磁继电器和电磁阀车门、磁浮列车的结构和工作原理。
初步认识物理知识的实际应用。
2、过程和方法
通过阅读说明书，知道如何使用电磁继电器。
3、情感、态度与价值观
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、电磁阀车门、磁浮列车的结构和工作原理。
教学难点
利用电磁继电器设计控制电路。
教学准备：
电磁继电器工作原理挂图和示教板（或实物），导线若干，开关，学生电源2台，电动机。
教学过程
一复习提问，引入新课
1.什么是电磁铁？它有哪些性质？
2.电磁铁有哪些应用？
点拨：在众多的应用中，我们选择一二个典型的例子来进行研究。
本节课我们将共同学习、了解电磁继电器、电磁阀车门、磁浮列车的工作原理。
二新课教学
1.电磁继电器的结构。
出示电磁继电器工作原理挂图和示教板，介绍它的结构：主要由电磁铁、弹簧、衔铁和触点组成。
2.结合挂图介绍它的工作原理：
（1）控制电路：低压电源、线圈、开关。
（2）工作电路：高压电源、用电器（电动机）、触点开关。
启发：电磁继电器是如何控制工作电路工作的呢？
引导分析：闭合S→控制电路接通→电磁铁有磁性→吸引衔铁→触点开关接通→高压电路接近→电动机工作。
断开S→控制电路断开→电磁铁磁性消失→弹簧复位→触点开关断开→高压电路断开→电动机停止工作。
演示：电磁继电器的控制作用，让学生观察触点闭事和断开的情况下，电动机的运转情况。
点拨：实际的工作电路是高压电路，使用电磁继电器，通过控制低压电路通断的办法，来间接控制高压电路的通断，既可以保障人身安全，又可以实现遥控和生产自动化。
启发：懂得了电磁继电器的结构和工作原理，我们就可以进行控制电路的设计和实验。
3.认识电磁阀车门
电磁阀是靠线圈充放电引起阀门的关闭和开启。有永久磁铁参与
的，是靠抵消磁性来实现；没有永久磁铁的，靠线圈产生的磁性发生作用。产生磁性的强弱
与阀门的功率有关系，控制线圈的电流即可。
4.认识磁浮列车
出示内燃机和磁浮列车的照片，指导学生进行观察比较。
提问：这两种地面上的交通工具有什么明显的不同？
小结：磁浮列车的特点和优点：消耗动力小，不受气候影响，无噪音，振动小，不污染环境等。
磁悬浮列车
介绍：磁浮列车不同于一般轮轨粘着式铁路，它没有车轮，是借助无接触的磁浮技术而使车体悬浮在国道的导轨面上运行的铁路。
磁浮列车被喻为21世纪生态纯净的交通运输工具，它利用电磁感应的作用，沿导轨漂浮于空气中，与其轨道没有直接的接触，没有旋转部件，靠磁力推进，时速可达300公里以上。因此磁浮列车具有高速、安全、舒适和低噪声等优点，而受到各国的重视
三、布置作业
P122 1—4
第六节 磁场对电流的作用力
(一)教学目的
1.知道磁场对通电导体有作用力。
2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。
3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。
4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。
5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。
(二)教具
小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多)，两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接)，支架(吊铝箔筒用)，如课本图12-10的挂图，线圈(参见图12-2)，抄有题目的小黑板一块(也可用投影片代替)。
(三)教学过程
1.引入新课
本章主要研究电能；第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送。电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器--电动机。
出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。
提问：电动机是根据什么原理工作的呢？
讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现--电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。
2.进行新课
(1)通电导体在磁场里受到力的作用
板书课题：〈第四节 磁场对电流的作用〉
介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12-9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻，受力后容易运动，以便我们观察。
演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路)，让学生观察铝箔筒的运动情况，并回答小黑板上的题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会_____，这说明_____。
板书：〈1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉
(2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关
教师说明：下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。
演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。
归纳实验2的结论并板书：〈2.通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。〉
(3)磁场对通电线圈的作用
提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？
出示方框线圈在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替)，并出示如课本上图12-10的挂图(此时，图中还没有标出受力方向)。
引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？
演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过，让学生观察线圈的运动情况。
教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。
提问：线圈为什么会停下来呢？
利用模型和挂图分析：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。
板书结论：〈3.通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。〉
(4)讨论
①教材中的"想想议议"。
②小黑板上的题3：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能，得到了______能。
3.小结：板书的四条结论。
4.作业(思考题)：电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比如：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先思考，下节我们研究。
(四)说明
1.受力方向与电流方向和磁感线方向垂直，这一点不能从实验直接得到(因为运动方向并不一定是受力方向)，且与后面学习联系不大，本教案没讲这一点。
第七节　　　直流电动机
（一）教学目的
1．知道直流电动机的原理和主要构造。
2．知道换向器在直流电动机中的作用。
3.了解直流电动机的优点及其应用。
4．培养学生把物理理论应用于实际的能力。
（二）教具
如课本图12—10的挂图和模型，两个箭头标志（可用饮料盒铝片制作），自制直流电动机模型（参见图12—2），直流电动机原理挂图一幅，小型直流电动机一台，学生电源一台。
（三）教学过程
1．复习
提问：上节课我们做实验给磁场中的导体通电，发现了什么？（学生回答：通电导体在磁场中受力）。
提问：这个力的方向与哪两个因素有关？（学生回答之后，教师强调：改变电流方向，或改变磁感线方向，导体受力方向就随着改变）
提问：出示如课本12—10甲的挂图和模型，根据上面的结论，通电线圈在磁场中是怎样受力的？（学生回答：ab边受力向上，cd边受力向下）
提问：在这两个力的作用下，线圈怎样运动？（学生回答：线圈会转动）
提问：这个现象中能量是怎样转化的？（学生回答：电能转化为机械能）
2．引入新课
教师陈述：电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的，它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的，当然，我们先讨论最简单的一种电动机—直流电动机。给出直流电动机定义，并板书：
〈第五节 直流电动机〉
3．进行新课
(1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法
很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动（转到平衡位置要停下来），而实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢？（此处可告诉学生把理论用于实际需要再付出很多劳动，还可简介各国对理论应用于实际的重视，以培养学生对应用科学的兴趣）要解决这个问题，我们还得进行深入研究。
提问：在上节课的演示实验中，线圈转到平衡位置时是立即停止吗？为什么它不立即停止？（学生答：由于惯性线圈会稍转过平衡位置）
提问：转过平衡位置后，为什么它又转回来呢？（利用模型分析：转过平衡位置后，ab边受力仍朝上，cd边受力仍朝下，正是这一对力使线圈转回来的）
提问：要使线圈不转回来，应该在线圈刚转过平衡位置时就改变线圈的受力方向，即使线圈刚转过平衡位置就使ab边受力变为向下，cd边受力变为向上。怎样才能使线圈受力方向发生这样的改变呢？
引导学生回忆影响受力方向的两个因素，从而得出：应该在此时改变电流方向，或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析：改变磁感线方向就是要及时交换磁极，显然这不容易做到；实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。
板书：〈1．使磁场中的通电线圈连续转动，就要每当线圈刚转过平衡位置，就改变一次电流方向。〉
(2)换向器
提问：怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流方向呢？
让学生想办法并开展讨论，教师下去了解学生的情况并鼓励和指导。
教师出示：两个半圆铝环和电刷，指出：靠这两样东西就可以解决问题。待学生思考片刻，教师出示已准备的与课本图12—12相似的模型，说明铝环与线圈的连接情况和铝环与电刷的配合过程。
引出换向器的概念并板书：
〈2．换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈受力方向，使线圈连续转动。〉
让学生仔细观察课本图12—12，进一步弄清楚线圈转动过程，重点是甲图和丙图，回答教师填空式的提问：
甲图：电流方向是a→b→c→d，受力方向是ab边受力向上，cd边受力向下，转动方向是顺时针。
丙图：电流方向是d→c→b→a，受力方向是ab边受力向下，cd边受力向上，转动方向是顺时针。
(3)直流电动机的构造
出示：直流电动机，介绍主要构造：磁极、线圈、换向器、电刷。
板书：〈3．直流电动机的构造〉
演示：给直流电动机通电转动，提高学生兴趣（若时间不允许，可省些演示）。告诉学生：下节课同学们将自己装一台小直流电动机，进一步弄清楚它的有关知识。
让学生阅读课文最后两个自然段，了解直流电动机的优点和应用。
4．小结（略）
5.作业：（不要求笔做）
(1)预习下节内容。
(2)比较直流电动机和交流发电机，从原理、构造和能量转化等方面说出它们的区别。
（四）说明
1．本节采用程序性的提问和讨论，启发学生弄清线圈受力情况和转回来的原因，以及解决问题的办法，可以培养学生的思维和创造能力。
2．换向器是教学的难点，制作放大的直观模型很有必要。靠这一节课教学，一部分学生可能还没有完全弄清楚，下节课学生将进一步认识它。
3．通过前面几节的学习，学生识图能力应该有所提高，本节电动机原理图要尽量让学生自己看图理解。
第八节　电磁感应（课时1）
　　引入新课的方法：
　　方法一：实验——问题启发.即重新演示奥斯特实验，引导学生逆向思考.奥斯特实验表明电能生磁，那么，反过来，磁能否生电吗？怎样才能使磁生电呢？
　　方法二：表象——问题启发.即让学生回忆奥斯特实验，说明实验事实表明了什么？再引导学生逆向思考……
　　方法三：物理趣味史料简介.即介绍奥斯特发现电流的磁场后，安培，科拉顿等不少科学家沿着逆向思路，进行实验探索的趣味小史料.如“安培坐失良机”、“科拉顿跑失良机”小故事.这些小故事虽属传说，但它们合乎人类认知的逻辑.
　　电磁感应现象教学设计
　　方法一：演示、讲解方式
　　首先演示教材167页的实验1.在做实验前，应当先补做电路中由电流通过时，电流计指针摆动实验.如图所示进行试触，当电流从不同接线柱流进电流计时，指针摆动方向不同.
　　用指针摆动方向说明电路中的电流方向.
　　电磁感应现象的实验分以下几步进行：
　　（1）奥斯特实验说明电流能够产生磁场，那么把导体放在磁场中也许会产生电流.带着这样的猜想，做实验进行验证.
　　（2）电流表指针不偏转，说明闭合电路中没有感应电流.没有感应电流的原因是否因为磁场不够强呢？再做实验进行验证.
　　（3）磁场加强后仍然没有感应电流，是什么原因呢？让导体在磁场中沿磁感线方向运动.仍然没有感应电流产生.
　　（4）像法拉第一样坚持实验.保持电路闭合，让导体在磁场中垂直磁感线方向运动.发现电流表的指针偏转了.说明闭合电路中有感应电流产生.
　　在这里要提出问题：闭合电路的一部分导体在磁场中怎样运动才能产生感应电流？要给学生留出足够的时间去想一想，甚至试一试.关于“切割”二字老师不要轻易地说出来.
　　在此基础上，概括出“电磁感应现象”.
　　接下来提出导体ab左右运动，电流表指针左右摆动，说明感应电流的方向跟导体在磁场中运动方向有关.除了跟导体运动方向有关外，是否跟磁长的方向也关呢？带着磁问题作教材168页实验2.
　　在探究感应电流方向跟导体运动方向、磁场方向的关系时，可以给学生介绍“右手定则”.但不要球学生掌握，学生只知道感应电流方向跟导体运动方向、磁场方向有关即可.
　　方法二：学生实验、探究方式
　　探究学习方式，要求教师必须提出明确、具体的问题，让学生探究解决问题的方法，或者通过探究实验活动找到答案.具体的课堂组织方式如下：
　　（1）提出问题：奥斯特的实验表明，电流的周围存在着磁场.既然电可以生磁，那么很可能也会生电.什么情况下磁场中的导线能够产生电流？
　　（2）按照如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表相连接.提出问题：闭合开关后，有无电流产生？为什么？
　　（3）进行各种尝试，寻找产生感应电流的条件.
　　尝试1：让导线在磁场中静止，换用不同强度的磁体；
　　尝试2：让导线在磁场中静止，但不用单根导线，而用匝数很多的导线；
　　尝试3：导线在磁场中沿着不同方向运动；
　　尝试4：导线在磁场中沿着不同方向运动,但开关被断开.
　　分析实验中看到的现象，就能知道闭合电路中产生电流条件了.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，请学生表述感应电流产生的条件.
　　接下来组织学生，探究感应电流方向跟哪些因素有关.
　　提出问题：闭合电路一部分导体切割磁感线产生的感应电流方向和哪些因素有关呢？
　　尝试1：导体向不同的方向运动，观察电流表指针偏转方向；
　　尝试2：导体运动方向不变，改变磁场方向，观察电流表指针偏转方向；
　　总结归纳出闭合电路感应电流方向跟导体运动方向、磁场方向有关.
　　板书设计
第八节电磁感应
　　一、电磁感应
　　1．闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就产生电流.这种现象叫做电磁感应现象.
　　2．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.
　　3．导体在磁场中作切割磁感线运动时，机械能转化为电能
第八节 发电机（课时2）
　　提出问题，观察演示实验，比较、分析得出交流电概念.
　　提出问题：在一定条件下，磁可以生电.根据这一原理可以制作出发电机.
　　那么发电机是怎样发电的呢？
　　这里要让学生亲自参与活动，回答上面提出的问题.
　　学生参与活动1：用导线将电池、小灯泡、电流表、开关连接成闭合电路.
　　闭合开关，观察灯泡亮暗、电流表指针的指向一个方向偏转后固定不变的情况.改变电池的正负极方向，发现电流表指针向另一方向偏转.
　　学生参与活动2：把手摇发电机、小灯泡、电流表接入电路（教材169页图12-4）.慢慢摇转大轮，带动线圈在磁场里转动，可以看到演示电流表的指针左右摆动起来.
　　提出问题：手摇发电机发出电的电流方向与接电池的电路中的电流方向有什么区别呢？电流表的指针左、右摆动，表示什么呢？
　　2．分析线圈在磁场中转动切割磁感线，电流方向与线圈位置的关系，归纳出交流电的概念.
　　出示图1所示挂图，说明其构造和作用.
　　如图1所示，磁场中的磁感线从左向右，线圈转动时，只有ab边和cd边能切割磁感线产生感应电流，da边和bc边不切割磁感线，对感应电流的产生没有贡献.
　　图2是发电机的原理图，放在磁场里的线圈，两端各连一个铜环K和L，它们分别跟电刷A、B接触，并跟电流表组成闭合电路.
　　在线圈从图甲经图乙向图丙转的半周过程中，ab边向下运动，cd边向上运动，ab边向下切割磁感线，ab边中的电流由b向a ，cd边向上切割磁感线，cd边中的电流由d向c ，外部电路中的电流方向一直是从A流向B.
　　可以介绍右手定则，确定外电路电流方向是由A流向B.
　　当线圈转到丙位置时，导线ab边，cd边不切割磁感线，导线中没有电流.
　　在线圈从图丙经图丁又回到图甲位置转过后半周的过程中，ab边向上运动，cd边向下运动，它们又都切割磁感线，线圈和外部电路中就又有了电流.用右手定则可以判断外电路电流方向是由B流向A.
　　关于右手定则，只向学生介绍怎么用来确定电流方向，而不要求学生掌握右手定则.
　　线圈继续转动，电流方向将周期性地重复上述变化.这可以从电流表指针的左右摆动看出来.设想每秒钟线圈转一周，电流变化周期就是1秒.这种周期性地改变方向和大小的电流，叫做交流电.能产生交流电的装置叫交流发电机.它是根据电磁感应现象制成的.
　　3．介绍交流电周期、频率概念，介绍实际发电机构造.
　　（找一些有关实际发电机资料）
　　实际的交流发电机，结构比较复杂，但主要由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成.大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用线圈不动、磁极旋转的方式发电.这种发电机叫做旋转磁极式发电机.为了得到较强的磁场，要把线圈嵌在定子铁心槽里，还要用电磁铁代替永久磁铁作转子.大型旋转磁极式发电机，能够提供几千伏到上万伏的电压，功率可达几十万千瓦，甚至百万千瓦以上.
　　实际发电机的转子由水轮机、汽轮机或内燃机来带动.
　　板书设计
第八节 发电机
　　交流电：
　　电流的大小、方向作周期性变化的电流，叫做交流电.
　　交流发电机：
　　由线圈和磁铁组成.
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