人教版九年级物理全册 第二十章 《电与磁》教学辅导 课件 (共105张PPT)

(共105张PPT)
第二十章
电与磁
教学辅导
1.能用实验证实电磁相互作用。
2.通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向。
课程标准解读
3.通过实验，了解通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向与电流及磁场的方向都有关系。
4.通过实验探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
课程标准解读
课程标准解读
5.知道光是电磁波，知道电磁波在真空中的传播速度。
6.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
附：
知道波长、频率、和波速的关系
可以进行最简单的计算
例：某立体声广播电台的频率是97.4MHz，它的波长是多少？
通过“了解波在信息传播中的作用”，使学生体会科学、技术与社会的关系。
中考考纲09
了解
理解
电
磁
现
象
磁体和磁极
1．磁体有吸铁性和指向性
√
　
2．磁极间的相互作用
√
　
磁场和磁感线
1．磁体周围存在磁场、磁场具有方向性
√
　
2．磁感线
√
　
3．地磁场
√
　
电流的磁场
1．电流周围存在磁场
√
　
2．用右手螺旋定则确定通电螺线管磁极或电流方向
技能　
　
电磁铁
1．电磁铁的构造
√
　
2．电磁铁的工作原理及应用（电磁继电器）--解读中讲不要忽视
√
磁场对电流的作用
1．磁场对通电导体有作用力
√
　
2．直流电动机的工作原理和能量转化
√
电磁感应
1．电磁感应现象
√
　
2．交流发电机的工作原理和能量转化
√
本章节的教学重点和难点
建立场的概念
建立磁感线的物理模型
探究电生磁,磁生电的辩证关系
培养抽象思维能力,和解决实际问题的能力
本章节教学中应避免如下几个方面
1.过分轻视：
这学期期末不考,中考占分低,总想抢出时间总复习。
学生有一定磁现象的知识基础，入门容易，又没有公式、计算，从而低看了这章的教学重要性。
2.重形式而轻本质：
本章实验多，现象多，故事多，与实际联系多。切忌热闹之中走过场，轻松之中丢本质。
这章内容的特点是：知其然容易，知其所以然不容易。
本章共五节，建议9—10课时
课时分配：
第一节磁现象磁场
----2课时
第二节电生磁(安培定则的练习)--2课时
第三节电磁铁
电磁继电器
（继电器的实验操作）--3课时
第四节电动机
----1课时
第五节磁生电
----1课时
复习和总结
----1-2课时
1.磁性：把物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
2.具有磁性的物体叫磁体
3.磁体上有一对磁极，
磁极处磁性最强
4.磁极间的相互作用规律：
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引
5.磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程
第一节
磁现象教学建议
通过摆弄手里的磁铁、铁钉，回忆儿时玩磁铁的经历，在教师的引导下，分组进行实验，观察实验现象，把对磁的认识由朦胧的生活经验上升为准确的物理概念
１．感知磁性和磁化
这节不好掌握的概念是磁性。学生会误认为磁体能吸引所有的金属，且概念中又有“等”这个字，学生容易随意扩大其外延。
“等”这个字是指：含有铁、钴、镍的合金物质。这一点要给学生明确指出。
钴
镍
利用经验：谁都玩过磁铁，你知道磁铁都能吸引哪些物质吗？
利用游戏：
①将一枚硬币平放在课本上，隔着封面粘一个环形磁铁，然后将课本竖起来，发现硬币没有掉下来；
②取一用纸包好的磁铁，靠近大头针，发现大头针被吸引；
③教师用一个一元硬币立在条形磁铁的一端，当硬币在磁铁下面时硬币也不会掉下来，让学生用五分硬币重复游戏。
（1）磁性、磁体的引课：
利用故事：　
①秦始皇统一中国以后，建造了规模宏大的阿房宫，为了防范刺客，聪明的工匠们修建了奇特的阿房宫的北门，一旦有人身怀铁器，立刻就会被门牢牢地吸住。
②在加拿大东海岸，有一个神奇而令人生畏的世百尔岛，来往的船只只要一靠近它，不但指南针失灵，还会把船吸向海底，造成触礁沉没。
（教参后还有许多故事）
听了故事（做了游戏）大家一定很想知道其中的奥秘吧？今天我们学习了磁现象，就会明白这是为什么。
（2）磁化引课：
引出磁化的概念
铁钉一定不能吸引大头针吗？
把大头针换成磁粉，了解磁粉的磁化过程，为磁感线的研究做铺垫。
硬磁材料和软磁材料
对比上述实验，把铁钉换成钢锯条，用磁铁的一端沿一个方向摩擦锯条后，没有磁铁，锯条也能吸引大头针。
硬磁材料：
软磁材料：
(1)不同磁体磁性强弱可能不同
(2)同一磁体的不同部分磁性强
弱
不同，两极部分磁性强，
中间部分磁性弱。
２．磁体磁性的强弱
我们的祖先非常聪明，发现了当让磁体能自由转动时，静止后总是一端指南，一端指北。
战国时期祖先就利用了磁体，并利用它发展了航海事业。你知道它是什么吗？
正东和正西，这两个方向是由地球的自转决定的。自古以来，人们把日月星辰升起来的方向叫做东，把日月星辰落下去的方向叫做西。后来才知道这些现象是由地球自转造成的，地球像陀螺似的，在从西向东不停地自转。
北极和南极，正是地轴——那根想像中的地球绕着它自转的轴——穿出地球表面的所在。
东、南、西、北的由来
试试你手中的磁体静止下来指哪？
磁体上磁性最强的部分叫磁极。能够自由转动的物体，静止时指南的那个磁极叫南极，又叫S极；指北的那个极叫北极，又叫N极。
（3）磁极的规定：
（4）磁极间的相互作用：
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
对比简单电现象和简单磁现象
内容
简单电现象
简单磁现象
性质
带电体吸引轻小的物体
磁体吸引铁，钴，镍
等物体
定义
能吸引轻小的物体叫带电体
有磁性的物体叫磁体
分类
两种电荷
两个磁极
作用
同种电荷相斥，异种电荷相吸
同名磁极相斥，异名磁极相吸
获得
方法
摩擦起电等
磁化
课上还可做个小游戏：一人用纸和皮筋把一个条形磁铁包起来，再让另一个人借助一个已知磁极的磁铁，找出这个包着纸的磁铁的N极，用笔做好标识，拆开验证。
尽量给学生提供器材，自己动手做实验，比如：制作指南针，提高生活能力，体验从生活走向物理，从物理走向社会。
第一节
磁场
教学建议
磁场不仅是这章的重点、难点，也是初三的重点、难点。
磁场的概念学生初次接触，但很重要，为以后高中的电场、引力场学习打基础。
知道磁场容易，理解磁场不容易。
这节也是很有趣的一节，可以拓展学生的知识面，同时进行美学教育，激发学生的学习兴趣。
游戏一：让小磁针动起来。
（提示）可能采用的方式：用手拨、用嘴吹、用磁体去靠近小磁针。
（引思）用手拨──是（看得见的）手使小磁针动，且手与小磁针接触。
　
用嘴吹──是（可感知的）空气使小磁针动，且空气与小磁针接触。
（小结）1．有物体直接接触小磁针，并产生力的作用时，小磁针才会动起来；
一、感受磁场存在
（小结）2．磁体靠近小磁针时，磁体与小磁针并不接触，能使小磁针动，说明磁体与磁针间产生了力的作用，这个力是通过谁起作用的呢？是通过一种特殊物质
-------磁场。
磁场：磁体周围存在的一种特殊物质
今天我们对物质的理解多了一层。
水、布、木头、盐是物质。看得见，摸得着。
空气是物质，虽然我们看不见，摸不着，但我们每天都能呼吸到，感受到。
磁场也是物质，是一种看不见，摸不着的特殊物质，
物质
电流也看不见，你是怎样知道电路中有没有电流通过的呢？
可以看灯亮不亮、可以看电流表的指针是否偏转、可以感受一下电熨斗热不热，等方法。
类比研究电流的作用效果来研究看不见的电流,我们可以通过研究磁场的作用效果来研究磁场。
研究磁场的方法
1.磁场的基本性质
利用对比实验
把小磁针摆放在实物投影机上。
将铅笔等物放在小磁针的中间，观察小磁针指向的变化。
再将条形磁铁放入，观察：小磁针的指向发生偏转；把磁铁拿走，小磁针又恢复原样；
条形磁铁磁场的作用效果：是使小磁针受到力的作用而发生偏转；
磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体有磁力的作用。
建议学生动手实验，看还能发现什么?
器材：条形磁铁一个，小磁针多个。
方法：
①用同一个小磁针，放在条形磁铁周围不同位置，观察小磁针静止时N极指向的变化。
②在条形磁铁周围的同一位置，分别放不同的小磁针，观察小磁针静止时N极指向的变化。
2.磁场方向
结论：磁场具有方向性。
静止条形磁铁中同一点磁场方向不变；不同点的磁场方向一般不同。
规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。
建议：尽可能多给学生一些小磁针
提示：先在靠近N极的地方放一小磁针，然后放第二个小磁针，使它的S极指向第一个小磁针的N极，首尾相连，以此类推，排列小磁针。若小磁针不够，还可先把小磁针放磁体上方，找规律；再放磁体下方，及左右两极。（也可由教师做）
③同时观察不同点小磁针N极的指向
结论：在条形磁铁周围，小磁针在磁场中受到磁力作用，静止时按一定的方向排列。
用小磁针虽然能表示出某一点的N极所指的方向，但不足的是点与点间隔太大，要想精细，磁针还得小，哪找这么小的磁针呢？
请同学想办法，如何利用桌上的器材，获得更多的小磁针呢？（利用磁粉）
在玻璃上均匀地撒些铁屑；每一个磁粉在磁场中被磁化后，都是一个个小磁针；但磁粉下面没有轴，怎样自由转动呢？
轻敲玻璃片，使铁屑在震动中旋转。
提示1：为了让效果更好，把磁粉装到小瓶里，
瓶盖上扎好小孔，易于散均匀。
提示2：
为了便于收拾，在条形磁铁上放一块平板玻璃或纸板，在板上均匀撒些磁粉，做完实验后，每桌备一张卷子纸，把磁粉倒在纸上，更容易倒回瓶中。
条形磁体周围铁屑的分布情况
引导学生用三条典型的虚线画出条形磁铁的磁场分布。
二、磁感线
沿小磁针N极所指方向画出一条带方向的曲线，这样的曲线叫做磁感线。
（1）条形磁铁的磁感线分布
观察磁感线：有的地方密，有的地方疏。
结论：借助磁粉，我们对磁场又多了一些了解----方向性、强弱分布。
把条形磁铁换为蹄形磁铁，再撒磁粉观察。
（2）蹄形磁铁的磁感线分布
结合条形磁铁周围磁粉的分布，分析为什么会出现疏密不均匀的分布。
学生应能发现：磁极周围密，中间部分疏。
强调：
①磁感线只是帮助我们描述磁场而假想的一条条曲线。磁场是客观存在的，而磁感线是假想的物理模型，实际并不存在；
②磁感线布满磁体周围整个空间，并不只在一个平面上；
③任意两条磁感线都不能相交；
④磁感线密的地方磁性强，疏的地方磁性弱；
⑤磁体周围磁感线的方向：“N”出，“S”进；
⑥磁场中某一点的磁场方向、该点小磁针静止时N极方向、该点磁感线方向，三向合一。
磁场存在于磁体所在空间。
利用教具帮助学生建立立体模型。
磁场
磁感线
是否客观存在
客观存在。
不存在。
方向
小磁针在磁场中某点静止时N极所指的方向。
磁体外从N极到S极，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
磁性强弱
磁体外越靠近磁极磁场越强。
磁体外越靠近磁极处磁感线越密，磁感线越密，表示磁场越强。
为什么指南针在世界
各地都能指南北？
地球是个大磁体，
但
它的南北极和地理的南
北极并不重合，存在一
个夹角。
这个夹角叫磁偏角。
我国沈括早在《梦溪
笔谈》中有过论述。
三、地磁场
磁偏角作用，不可小视
　　1940年4月，希特勒命令邓尼茨用潜艇支援对挪威作战。邓尼茨派出的是一支作战经验丰富、装备精良并由30艘潜艇组成的“狼群”
编队。这支潜艇编队曾在大西洋海域，对封锁和破坏英国海上交通线立下汗马功劳。今天，这支雄心勃勃的潜艇编队又将转战挪威海域，似乎对胜利充满了信心。他们寄希望于手中掌握的王牌武器———磁性感应鱼雷，能在这次新的战役中发挥更大的作用。
直到1942年，这支负有特殊使命的技术小组花费了一年半的时间才弄清了鱼雷失灵的原因。原来“狼群”编队作战的0号海域是一个地理环境特殊的海区，鱼雷的磁性感应装置在这个地域因受地磁的影响而失去效用。
其实，不仅不同地点的磁偏角不同，就是同一地点的磁偏角也随着时间的推移年年变化。一年内磁偏角的变化数值叫年变率。这是由于地磁本身每年还有周期性的变化的结果。各地磁偏角和年变率是可以经过精确测量计算出来的，现在有些地图甚至已注明出来。
地球本身就是一个大磁体，地球周围存在磁场。由于磁感线是由磁体的N极发出，进入S极，可以得出地磁N极在地理的南极附近；地磁S极在地理的北极附近。
地磁场，对地球形成了一个“保护盾”，减少了来自太空的宇宙射线的侵袭。地球上生物才得以生存滋长。
地磁场
地磁场示意图
地球上某些地区的岩石和矿物具有磁性，地磁场在这些埋藏矿物的区域会发生剧变，利用这种地磁异常可探测矿藏，寻找铁、镍、铬、金以及石油等地下资源。
像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北，每年可旅行几千公里，中途往往还要经过汪洋大海，但还能测定精确的位置，是由于地磁场对生物活动的影响。
信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向，也是由于地磁的帮助。
　　
地磁场的强弱叫地磁感（应）强度，地磁场的磁子午线与地理子午线间的夹角叫磁偏角，地球上某处地磁场方向与地面水平方向间的夹角叫磁倾角，这三个物理量称为“地磁三要素”。但是从地球的一个地方到邻近的另一个地方，地磁要素的变化一般都十分微小。
在发生强烈地震之前，地磁的三要素也都会发生改变，造成地磁局部异常的“震磁效应”。这是由于地壳中的岩石，有许多是具有磁性的，当这些岩石受力变形时，它们的磁性也要跟着变化，从而可以较正确地作出“震前预报”。
极光
在射向地球的各种宇宙射线中，有许多是带电的粒子。当这些带电粒子进入地磁场后，由于洛仑兹力的作用，带电粒子沿地磁场的磁感线做螺旋线运动，最终会落到地球两极上空的大气层中，使大气层中的分子电离发光。由于在可见光波段受激的氧原子能发出绿光和红光；电离了的氮分子发图射紫色光、蓝色光以及深红色光。因此，通常肉眼看见的极光是绿色、蓝色并带有粉红色或红色的边缘。远赴两极工作的考察队员，一方面有幸能观看到美丽的极光，同时，身体也会受到宇宙射线的伤害。
极光幔
极光芒
极光带
1、转换法：物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
研究方法总结
2、建立模型法：实际中的事物都是错综复杂的，在用物理的规律对实际中的事物进行研究时，常需要对它们进行必要的简化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用这种理想化的方法将实际中的事物进行简化，便可得到一系列的物理模型。这种研究问题的方法叫建立模型法。
第二节
电生磁
教学建议
本节实验需要电流大、近乎短路，现象才更明显，要求：学生用电池时间要短，按要求使用；
右手螺旋定则：说服人人动手比划，克服难为情的心理。
附加右手螺旋定则的判定课件。
教学重点和难点
本节教学的重点
：
通电螺线管的磁场及其应用
本节教学的难点
：
掌握和正确运用右手螺旋定则
1.奥斯特实验
引导学生自己归纳实验结果：
1.通电导线周围存在着磁场。
2.通电导线的磁场方向与导线上电流的方向有关。
奥斯特实验的物理意义
揭示了电现象与磁现象不是各自孤立的，而是有密切联系的，这一发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情，有力推动了电磁学的深入研究。
2.通电螺线管
穿插学史故事
右手螺旋定则---安培定则
建议：
1.用手里拿的笔当螺线管，避免用左手。
2.对比手正握和反握时电流的旋转方向。
课后的练习不错，且是彩图，应很好的利用。
第三节
电磁铁
教学建议
探究电磁铁磁性强弱因素的实验一定要做
如何科学性猜想
如何设计实验检验猜想
设计时还应考虑哪些问题
1.怎样测量电磁铁磁性强弱？采用的方法是什么？
2.如何改变和测量通过电磁铁中的电流？需要控制哪些量？
3.怎样实现控制电流，
改变电磁铁线圈的
匝数？
4.实验中采用的方法
是什么？
电磁铁：内部带铁芯的通电螺线管叫电磁铁
电磁铁的原理：电流的磁效应
优点：电磁铁的磁性有无可以由电流的通、断来控制，磁性强弱也可以由电流的强弱、匝数的多少调节。
广泛应用：电磁铁在生产中有广泛的应用。电磁起重机、自动控制系统中的电磁阀门。
电磁铁的应用
第四节
电磁继电器
教学建议
一、电磁继电器
引课：从实际需要。人体如果靠近强电流的输电导线，有可能被导线吸引，这是非常危险的。
电磁继电器的作用：电磁继电器实质是由电磁铁控制的开关。用低电压控制高电压，用弱电流控制强电流。
电磁继电器的原理：通电导体的周围存在磁场，电流越强，磁场也就越强。
主要结构：电磁铁
电磁继电器图片
建议：
课本的练习不错，应很好地利用。
有条件的最好让学生动手使用一遍电磁继电器，故在此部分可以安排两节课。
现在大多数学校不用铃了，但他们在小学应赶上用电铃
二、扬声器
讲清扬声器要做的铺垫是：1.介绍交流电；
2.利用扬声器的课件或图片，让学生看到说话时的波形图，再告诉学生声信号叠加在电信号上，被传送出去。把电信号还原回声信号，是需要利用扬声器中电磁铁，通过电流大小，正负的变化，引起电磁铁磁性强弱的变化，再与永久磁铁相互作用，推动扬声器的纸盆振动，产生声音。
调幅波的形成：
扬声器示意图
重点
①电动机的工作原理
②电动机工作过程中能量的转化
难点
①电动机的工作原理
②换向器的作用
第四节
电动机
教学建议
电动机在日常生活、生产中广泛使用，最容易引起学生共鸣的就是四驱车用的马达。
做好演示实验P79，图9.6-1；有助于理解电动机的原理。
建议：
①复习磁场的基本性质。
②再现奥斯特实验。
③通电导体周围有磁场，通电线圈可看成是磁体，将其放入磁场中，受到力
的作用。
156中自制教具
接通电源，线圈在磁场里发生转动，但转动不能继续下去。为什么？
通电线圈在磁场中的受力分析
讲清楚通电线圈在磁场中的受力，有助于理解换向器的作用。
换向器的作用：用换向器替代原来与电动机相连的导线。
建议：
第五节
磁生电
教学建议
一、电磁感应现象
闭合电路中的一部分导体，在磁场中，做切割磁感线运动，导体中产生感应电流的现象，叫电磁感应现象。
电
磁
提出问题
奥斯特实验
电流周围存在磁场－1820年
1831年，磁能生电
奥斯特
奥斯特发现电流的磁场之后，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。
法拉第的故事是很好的引课题材
引课
德育教育
逆向思维
理解科学探究是无数次的失败后的成果，领悟真正的科学发现活动的艰辛与漫长。做任何事都不是一蹴而就，应有克服困难的信心、决心和毅力。
重点、难点：
①产生感应电流的条件
闭合电路
一部分导体
切割磁感线的运动
②发电机的原理
③发电机工作过程中能量的转化
复习总结
教学重点、难点
实验探究
提出问题
设计实验
选择器材？
用什么器材检测电流是否产生？
什么情况下磁能生电？
提示：
具备哪些条件能产生电流
实
验
条
件
指针
摆动情况
实验电路图
1
开关断开，电路断路，
无论导线做何运动
不摆动
2
3
4
5
开关闭合，电路通路，
导线保持静止。
不摆动
开关闭合，电路通路，
部分导线只做上下运动。
不摆动
开关闭合，电路通路，
部分导线只做左右运动。
摆
动
开关闭合，电路通路，部
分导线做左右斜向运动。
摆
动
实验结果分析：
闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，就有感应电流发生。
实验结论
电磁感应条件
科拉顿“跑失良机”
请帮科拉顿分析失败的原因，并为其改善实验方案。
直流发电机
交流发电机基本结构
磁极
电
枢
实验探究
电流方向变化规律
直流发电机
一
)
发电机的工作原理：
电磁感应现象。
二
)
交流电和直流电：
周期性改变方向和大小的电流。
直流电：
电流方向不变的电流。
结论：
交流电：
三）周期:完成一个周期性变化所用的时间。符号:
T
单位:秒
(s)
四）频率:交流在1s内完成周期性变化的次数。符号:
f
单位:赫兹(Hz)
T=1/f
f=1/T　
市电:
T=0.02S
f=50Hz
电动机和发电机的不同点
发电机
电动机
原理
电磁感应
磁场对电流有力的作用
能量
转化
机械能转化为电能
电能转化成机械能
装置
原理图
奥斯特
法拉第
电磁铁
电动机
发电机
三大发现
发现者
实验装置图
应用
电流的磁效应
通电导体在磁场中受到力的作用
电磁感应
谢
谢
！