教科版 九年级物理 第八章 电磁相互作用及应用 全章教案（及同步练习）8节
文档属性
| 名称 | 教科版 九年级物理 第八章 电磁相互作用及应用 全章教案（及同步练习）8节 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 2.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-12-21 10:08:19 | ||
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文档简介
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课题 第八章 电磁相互作用及应用
8.1 电磁铁
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电磁铁的构造及原理。
（2）了解电磁铁的磁性强弱可由电流大小、匝数多少及有无铁心来控制。
（3）了解电磁铁在现代生产与生活中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过实验探究，找出控制电磁铁磁性强弱的方法。
（2）经历动手自制电磁铁和电铃的过程，了解电磁铁的构造及应用。
3.情感态度与价值观
（1）经历实验探究得出结论的全过程，培养学生尊重科学、喜爱物理的情感。
（2）经历“动手做”，培养学生的动手实践能力，增强学生将所学知识应用到实际生活中的意识。
教学重点：
通过实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
教学难点：
探究电磁铁磁性强弱方案的设计。——控制变量法。
教学用具：
学生电源、大头针若干、铁钉、钢钉、长短不同的漆包线、滑动变阻器、开关、电铃。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
在废品店里，巨大的电磁铁吸起几顿重的废钢铁，并把它们放到大型的汽车上。
“哇，真奇怪！”它是怎么能随意把钢铁吸住或放下呢
演示对比实验：
1．直的漆包线通电，靠近大头针；
2．漆包线在铁钉上绕成螺线管，通电后靠近大头针。
观察实验现象，思考。
二、新课讲授，师生互动
(一)电磁铁：带铁心的螺线管。
动手做：自制电磁铁
（二）电磁铁的磁性的强弱
1．为什么两次实验的现象不同？
2．电磁铁的磁性强弱和哪些因素有关系呢？
思考并回答：
磁性强弱不同。
猜想、思考可能的因素。
提出自己认为可能的各种影响电磁铁磁性强弱的因素。
3.设计实验：
对学生提出的各种因素进行分析，归纳出以下几个因素：
（ 1 ）有无铁心
（ 2 ）电流强度的大小
（ 3 ）螺线管的匝数
问题：
如何设计实验来证明这几个因素影响电磁铁的磁性强弱？用什么方法来设计？
和学生一起复习控制变量法的要点。思考：利用控制变量法设计实验。
改变电流的大小——滑动变阻器
比较电磁铁磁性的强弱——吸引铁钉多少
请设计用控制变量法验证的实验记录表格。
4、进行实验，收集证据
提示：
如何改变电流强度的大小？——变阻器
如何改变线圈的匝数？——线圈的多少。
请几组学生汇报自己的实验现象，并作出分析。
5、分析论证：
（1）电流相同，线圈的匝数相同，插入铁心——大头针多。
（2）线圈的匝数相同，铁心相同，电流增大——大头针多。
（3）电流相同，铁心相同，线圈匝数多——大头针多。
教师最后总结：
（ 1 ）插入铁心，电磁铁的磁性增强；
（ 2 ）电流越大，电磁铁的磁性越强；
（ 3 ）螺线管的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（三）电磁铁的应用
1、电磁铁的优点
（ 1 ）可以人为控制有无磁性；
（ 2 ）可以人为控制磁性的强弱。
问题：
大家知道我们生活中有哪些地方利用了电磁铁吗？
介绍一些实例并演示：
电铃；电磁起重机。
动手做：制作一个简易电铃。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、带 的螺线管叫电磁铁。影响电磁铁磁性的因素有 、 和铁心的有无。
2、电磁铁的优点是：磁性的 、磁性的 、磁性的 分别可以用电流的 、 、 来控制。
3、 、 、 是利用电磁铁来工作的。
4、小明在研究电磁铁的磁性强弱跟什么有关。现有线圈匝数分别为50匝和100匝的外形相同的电磁铁，她先后将这两个电磁铁接入图所示的电路中。闭合开关后，用电磁铁吸引大头针，并移动滑动变阻器的滑片。重复了多次实验，记录如下：
50匝的电磁铁 100匝的电磁铁
实验序号 1 2 3 4 5 6
电流表示数/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 2.0
吸引大头针的最多数目/个 5 8 10 10 16 25
(1)实验中李明是通过电磁铁______________________来判断其磁性强弱的。
(2)分析第1次、第2次、第3次的实验记录，会发现当___________相同时，___________，磁性越强。
(3)分析第________________次的实验记录，会发现当_________相同时，_________，磁性越强。
参考答案：1、铁心，电流的大小、线圈的匝数。2、强弱、方向、有无，大小，方向，有无。3、电铃、电话、电动机。4、（1）吸引大头针的个数。（2）线圈的匝数，电流越大。（3）1,4，电流，线圈的匝数越多。
五、作业：P5T2。
教学反思：
当电磁铁中有电流时铁钉被磁化，线圈中电流消失时，铁钉的磁性不是马上消失，这种现象叫“剩磁”。实际应用时为尽量减小剩磁的不良影响，使用的铁心是软铁，线圈中有电流时磁场强，线圈中没有电流时磁性会马上消失。在本实验中，可以用“回火”的方法使铁钉变成软铁，即将铁钉放在火上烧至通红，然后让它慢慢冷却，这样做铁钉的剩磁就会大大减少。
课题 8.2 电磁继电器
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道电磁继电器的结构。
（2）了解电磁继电器的工作原理。
（3）了解电磁继电器在自动控制技术中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过观察，并经历利用电磁继电器控制电机的过程，了解电磁继电器的工作原理。
（2）通过讨论各种自动报警器的工作过程，培养学生利用所学知识分析实际问题能力。
3.情感态度与价值观
（1）通过实验探究和讨论，培养学生将所学知识应用到实际生活中的意识。
（2）通过了解电磁继电器在现代生活、生产转中的广泛应用，让学生明白科技的发展使人们生活更加高效、便捷。
教学重点：
电磁继电器的工作原理。
教学难点：
利用电磁继电器的工作原理分析实际应用中的电路。
教学用具：
学生电源、电磁继电器、电灯、电动机、开关、电铃。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
神州八号飞船于2011年11月1日5时58分在酒泉卫星发射中心载人航天发射场发送成功。火箭点火是关键的第一步。人直接点火是很危险的。利用电磁继电器，通过控制低压电路的通断间接控制高电压电路的通断，可以帮助解决这个问题。
二、新课讲授，师生互动
(一)认识电磁继电器。
1．电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关
2.电磁继电器的组成：
电磁铁、衔铁、弹簧、触点。
其工作电路由低压控制电路和高压工作电路构成。
实验探究：用电磁继电器控制电机
出示电磁继电器的工作原理图，讲解其工作原理。
任务：
请学生用制作好的电磁继电器去控制红色灯泡。
提问：
1．哪部分是控制电路？哪部分是工作电路？
2. 灯泡应该接在哪部分电路中？
弄清电路的组成部分，回答问题。
将红色灯泡接入工作电路，闭合控制电路的开关，观察灯泡是否发光，体会电磁继电器的作用。
控制电路：低压电源、开关、电磁继电器的螺线管。
工作电路：高压电源、触电、电动机（灯泡）。
任务：
用电磁继电器去控制两个灯泡：红色灯泡和绿色灯泡。
要求：
闭合控制电路的开关，红色灯泡亮，绿色灯泡不亮；断开控制电路的开关，红色灯泡不亮，绿色灯泡亮。
根据自己对电磁继电器的理解，完成任务。进一步体会电磁继电器的作用。
（二）继电器与自动控制
1．介绍：如果将控制电路的开关改为传感器：温度自动报警器、锅炉压力自动报警器、防汛报警器、自动水位显示器等。
2．简介无触点的固体继电器——应用半导体技术，设计无触点的无固体继电器。
如果把电磁继电器与传感器结合在一起，则可实现多种形式的自动控制。在教学中可组织学生讨论教科书第7页图8-2-4中的形形色色的自动报警电路图，了解它们的工作过程，了解电磁继电器在其中的作用。在现代科技、实际生产和生活中，继电器被广泛应用在高压电路、爆炸现场、X光机室等危险场地，及船模、航模、机器人等各种自动控制领域。
3．电磁继电器在我们的日常生活中应用非常广泛，在教学中要注意学以致用，让学生利用所学的知识，分析自己在生活中看到的利用电磁继电器控制的电路，再组织学生相互交流，让他们感悟到物理与生活关系密切，培养学生爱科学、爱物理的情感。
4．“天宫一号”与“神舟八号”的成功发射与对接，是一件举国欢庆的大事，标志着我国的航天事业进入一个新的发展阶段。坐在控制中心的科学家们却能控制在发射基地的飞船，其中就应用了大量的继电器控制技术，向学生介绍一些相关的知识，能增强他们的民族自豪感，同时也培养学生关注前沿科技的良好科学素养。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、电磁铁是应用 控制工作电路的开关。它由 、衔铁、弹簧和 组成。
2、电磁继电器工作电路由 电路和 电路组成。用电磁继电器可以实现 距离或 控制。
3、电磁继电器靠 接通电路，易产生火花。在有易燃易爆物体的环境中，非常危险。电气工程师应用 技术，设计无 的固体继电器。它完全由电子元件履行
的功能。
4、无触点固体继电器既能适应恶劣环境，又能可靠地实现用 、 控制高电压、大电流用电器的正常工作。
5、家庭热水器中的水位、水温就是用固体继电器实现 化控制。
6、（2011年永州市）如图所示，是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是 （ ）
A、红灯亮
B、绿灯亮
C、红灯、绿灯同时亮
D、红灯、绿灯都不亮
参考答案：1、电磁铁、电磁铁、触点。2、低压控制、高压工作，远，自动。3、触点，半导体，触点，继电器。4、低电压、小电流。5、自动。6、A。
五、作业：P8 T1、T2.
教学反思：
因电磁继电器的工作原理比较复杂，刚开始接触时学生会感到有一定的难度，可通过不同的例子反复讲解，让学生进行分析和讨论，加深他们对这部分内容的理解。教师可按照下列表格记录课堂上学生参与认知过程的表现，以此来评价学生的学习态度、参与水平、分析概括能力、语言表达能力、创新意识、交流意识与能力、合作精神与能力等方面的情况。
课题 8.3 电磁感应现象（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）理解电磁感应现象。
（2）了解感应电流的方向与导体的运动方向及磁场的方向有关。
（3）知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。
（４）知道我们的生活用电是交流电。
2.过程与方法
（1）通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。
（2）通过制作发电机的过程培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
（1）通过向学生介绍法拉第的生平，培养学生锲而不舍、坚忍不拔的思想品质。
（2）通过介绍发电机的发明，使学生了解科技的发展是人类社会进步的巨大推动力。
教学重点：
实验探究“磁如何生电”。
教学难点：
电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。
教学用具：
U型磁体、灵敏电流计、电左右手定则演示器、导线、开关。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
奥斯特发现“电生磁”，进行逆向思维，“磁是否能产生电”？让学生了解逆向思维也是一种很重要的思维方法。法拉第历经 10 年坚持不懈的研究，终于发现了“磁生电”的方法，由此带来一系列的新发明，将人类带入崭新的电气化时代，通过介绍科学史激发学生探究的兴趣。
二、新课讲授，师生互动
(一)法拉第的发现。
1831年，英国物理学家法拉第经过10年的探索，终于发现利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第的发现进一步揭示了电与磁的联系，导致了发电机、电动机和变压器的问世，使电能的大规模生产、传输和利用成为现实，人类进入了电气化的时代。
（二）实验探究：磁是如何生电的？
1、设计实验： 磁场——U形磁铁；线圈——导线；有电流——灵敏电流计。
在设计实验探究“电磁感应”时，要注意由浅入深、层层递进的顺序，教师的引导一定要明确，这部分探究可分成两步完成。
教师：我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢？是平放？竖放？还是斜放？导体在磁场中是静止，还是运动？怎样运动？
教师：通过实验研究电磁感应现象
板书：探索磁能否生电，怎样使磁生电。
提问：本实验应选择哪些实验器材？为什么？
教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按教材图 8-3-2 的装置安装好 ( 直导线先不要放在磁场内 ) 。
进一步提问：如何做实验？其步骤又怎样呢？
学生讨论，教师引导，师生认同：根据研究的问题，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有灵敏电流计；控制电路必须有开关。
2、进行实验与收集证据
下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。
表 8-3-1 磁生电的条件
实验次序 实验条件 电流表指针的反应
1 将闭合电路的部分导体置于磁场中，导体和磁场都不动
2 使导体在水平方向做切割磁感线运动
3 使导体向上和向下平行于磁感线运动
4 导体不动，磁场左右动
5 导体不动，磁场上下动
教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在记录表格里。
3、分析与论证
实验完毕，提出下列问题让学生思考并回答：
上述实验说明磁能生电吗？
学生：能。
在什么条件下才能产生磁生电现象？
左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。
为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢？
学生：当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时。
师生讨论分析：
通过实验得出磁生电的两个必要条件：一是闭合电路，二是部分导体做切割磁感线运动。在得出结论后，教师可再引导学生进行两个对比实验：（ a ）将电路中的开关断开，让导体做切割磁感线运动； (b) 将磁体拿开，让导体向各个不同的方向运动。请学生观察实验现象，进行分析讨论，这样做可加深学生对产生感应电流产生条件的理解。
（三）电流的方向与什么因素有关——导体的运动方向和磁场的方向
探究感应电流的方向与哪些因素有关？这个探究之前，可先提示学生注意观察灵敏电流表指针的偏转方向与电流方向的关系。这个探究活动目的很明确，在前面实验的基础上，学生一般能把握要点，围绕导体的运动方向和磁场的方向来进行实验。结果发现，感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场的方向都有关系。教师可进一步设问，让学生思考：若导体的运动方向和磁场的方向同时改变，电流方向将如何呢？把这部分知识深化。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、闭合电路的一部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生 的现象叫电磁感应。
2、感应电流的方向与 方向和 方向都有关系。
3、在电磁感应现象中， 能转化为 能。
4、（2011年武汉市）如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动：（1）若使导线ab竖直向下运动，则灵敏电流计指针 。（2）若使导线ab水平向右运动，发现灵敏电流计指针向左偏转；现让导线ab水平向左运动，则灵敏电流计指针向 。（3）若使导线ab从图中所示位置斜向上运动，则灵敏电流计指针 。
5、（2011年益阳市）在图中所示的四位科学家中，发现电磁感应现象的是( )
参考答案：1、切割磁感线运动，电流。2、导体运动，磁场。3、机械，电。4、（1）不偏转。（2）右。（3）偏转。5、A。
五、作业、P13 T3
教学反思：
电磁感应现象的探究活动有一定难度，要精心准备实验器材，设计课堂实验探究的方案，让实验现象明显可见，便于学生观察。同时在学生进行探究时，教师要注意引导，把各种可能的情况都考虑全面，在学生记录好实验现象后，教师不要急于下结论，要给学生充分讨论、交流的时间，重视学生分析概括能力的培养。
课题 8.3 电磁感应现象（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）理解电磁感应现象。
（2）了解感应电流的方向与导体的运动方向及磁场的方向有关。
（3）知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。
（４）知道我们的生活用电是交流电。
2.过程与方法
（1）通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。
（2）通过制作发电机的过程培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
（1）通过向学生介绍法拉第的生平，培养学生锲而不舍、坚忍不拔的思想品质。
（2）通过介绍发电机的发明，使学生了解科技的发展是人类社会进步的巨大推动力。
教学重点：
实验探究“磁如何生电”。
教学难点：
电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。
教学用具：
手摇发电机模型、交流发电机原理图
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
法拉第电磁感应现象告诉我们，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。阅读P10图8—3—4 漫画 闭合电路的一部分导体切割磁感线运动时会产生电流。阅读P10 讨论与交流：太空悬绳发电 。
组织学生讨论“太空悬绳发电”，增强学生自觉关注科技前沿的良好科学素养。
太空悬绳发电
1972年7月，美国的“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行卫星悬绳实验：航天飞机在距地球赤道上空离地面约3000km处由东向西飞行，相对地面速度大约6.5× 103m/s。
地球是一个大磁场，当航天飞机携带着绳系卫星在空中飞行时，由导电材料制成的绳系卫星的系绳，在绕地球运动时切割地球磁感线，它就成为一台发电机，通过与电离层形成回路，可以向绳系卫星和牵引它的航天器供电。在这种情况下，据研究，每 1 000m 长的系绳，可产生 200V 左右的电压，若系绳为 50km 长，则可产生 7.4kV 的电压， 32kW 的功率。因此，若用它来为空间的各种航天器供电，要比目前广泛采用的太阳能电池板来得简单且经济。
二、新课讲授，师生互动
教师：我们通过刚才的学习，知道了磁能生电，那么这一规律在生活中有什么应用呢？学生：发电机。
教师演示手摇发电机，迅速地转动摇把，连接在发电机上的灯泡亮起来了。
教师：这是怎么回事呢？请同学们认真阅读教科书上本节关于发电机部分的内容，然后请一位同学来给大家说一说。
(一)发电机
要利用电磁感应现象制作出真正能投入使用的发电机，首先要解决的是连续发电的问题。让学生按照教科书第 11 页“动手做”中所说的方法，就能制作出一个小发电机。在发电机工作时，提醒学生仔细观察灵敏电流表指针摆动的特点，并试着用文字描述出来，介绍交流电的有关概念。请学生从能量转化的角度来分析发电机的工作过程。
二、交流发电机的工作过程
结论：线圈每转动一周，电流方向改变2次。
交流电：大小和方向周期性地变化的电流。符号：AC
频率：在交变电流中，电流在1s内完成周期性变化的次数。单位：赫兹（Hz）。我国交流电的频率是50Hz。
教师可通过计算机演示或用挂图，说明发电机的工作过程，在讲解时要注意把握好深度。
实际使用的发电机构造非常复杂，种类也很繁多，但工作的原理是一样的。
通过讨论电磁感应现象及发电机的发明，学生要认识到其对人类社会进步所起的重大作用。教科书第 12 页的漫画，则进一步说明，任何一项科技成果的出现对人类的影响都将可能是无法估量的。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、发电机是利用 现象制成的。发电机主要由 和 两部分组成。发电机工作时把 能转化为 能。
2、 的电流叫做交流电。我国发电厂发出的交变电流的周期是
s，频率是 Hz。
3.（2011年怀化市）关于电与磁，下列说法正确的是 （ ）
A. 磁场我们看不见，所以磁场实际上不存在
B．电流周围不存在磁场
C．地球周围不存在磁场
D．磁能生电，首先发现电磁感应现象的科学家是法拉第
4、2011年衡阳市）学校实验室开放时，同学们对手摇发电机非常感兴趣，他们想：发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关呢？于是他们开展了探究，以下是他们所用的发电机（如图）和实验记录表：
实验序号 线圈转速 线圈转向 灯泡亮度
1
2
3
（1）根据设计的空白表格可知，他们准备研究发电机产生感应电流的大小与＿＿＿＿和＿＿＿＿有关。
（2）手摇发电机在发电时将＿＿＿＿能转化为电能。
（3）手摇发电机的工作原理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
参考答案：1、电磁感应，转子，定子，机械，电。2、大小和方向周期性变化，0.02,50。3、D 。4、（1）线圈转速，线圈转向。（2）机械。(3) 电磁感应。
五、作业：
三峡建坝后，滔滔江水为水电站做功，效益相当可观。工程总装机26×70万千瓦，设计年发电847亿千瓦时，位居世界第一，相当于10座大亚湾核电站。水电站年均发电量将达到847亿度，可“照亮”半个中国——包括湖北、河南、湖南、江西、上海、江苏、浙江、安徽、广东8省1市。三峡电站年发电量满负荷工作需工作多少小时？
参考答案：时间t= 。
教学反思：应用所学知识解释当今社会热点问题，培养学生热爱科学的科学素养。
课题 8.4 磁场对电流的作用（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（2）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化。
（2）知道电动机的优点，以及它在现代生产、生活中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
（2）通过“动手做”培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：
探究磁场对电流的作用规律。
教学难点：
解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
教学用具：
U型磁体、电源、电左右手定则演示器、导线、开关。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
你玩过电动玩具汽车吗？拆开后你会发现，里面装有一个小电动机。接通电源，电动机立即转动起来，并带动车轮转动。电动机是应用最广泛的机械之一，你家中许多电器就是靠它来驱动的。
电动机为什么能够转动呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）磁场对通电导线的作用
1.问题：电动机通过电流时才会转动。
电流能产生磁场，磁场对磁极有作用。
磁场对电流会不会有作用呢？
2．实验演示：
（1） 将没有通电的金属棒（铜棒或铝棒）放在磁场中；
观察实验现象：不通电的金属棒不运动，通电的金属棒在金属导轨上运动。
（2） 给金属棒通电。
讨论、回答：通电的金属棒在磁场中受到了力。
3．问题：
实验现象说明了什么？
4. 总结：本实验说明通电直导线在磁场中会受到力的作用，这个力是磁场施加给电流的力，金属棒在磁场力的作用下发生运动。
通电导体在磁场中受力的方向和哪些因素有关
下面我们就来研究金属棒在磁场中受到的磁场力的三要素之一：方向。
金属棒在磁场中受到的磁场力的方向和哪些因素有关呢？
分析学生提出的因素，总结出以下几个可能的影响因素：
（1）磁场方向
（2）电流方向
任务：如何验证你的猜想？
用控制变量法操作实验，验证自己的猜想是否正确。
提示：
（1）如何改变电流的方向？
（2）如何改变磁场的方向？
总结：通电直导线在磁场中的受力方向与磁场方向和导线中的电流方向有关。
通电直导线在磁场中的受力方向、磁场方向、导线中的电流方向，可用左手定则记忆。
（二）让线圈在磁场中转起来
1873年，维也纳博览会上，一位工作人员很偶然地把两台发电机连在一起，一台发电机产生的电流通过另一台发电机的线圈，后一台发电机竟转动起来。
实验探究：磁场对通电线圈的作用
1．问题：
通电的矩形线圈在磁场中是如何运动的？
2．演示：
出示通电矩形线圈转动演示仪，请学生分析以下几种情况下通直流电后矩形线圈的各边在磁场中的受力方向，及受力后线圈的整体运动情况。
（1）线圈平面与磁场方向垂直；
（2）线圈平面转动 90°。
3．肯定学生的分析，并作小结。
4．问题：
通直流电后，线圈在磁场中能够持续转动下去吗？
根据刚才的分析判断：不能
5．演示：
我们用换向器可以让通直流电的线圈在磁场中持续转动。结合视频资料，介绍换向器的结构及其工作原理。
6．介绍直流电动机的工作原理：持续转动。
动态地分析线圈的转动情况，理解换向器的工作原理。
利用换向器改变线圈中的电流方向，从而保证线圈持续转动。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、通电导体在磁场中受 的作用。力的方向与 和 有关。
2、磁场对通电线圈有 的作用。 及时改变电流方向，使线圈持续转动。
3、磁场对电流的作用，消耗 能，获得了 能。
4、（2011广州市）电磁感应现象是英国物理学家 首先发现的。探究这个现象应选用如图中 (填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与 的方向和磁感应线方向有关．利用电磁感应现象可以制成 ，实现机械能转化为电能。
5、（2011年清远市）如图所示是演示电与磁物理规律的三个实验装置，其中能反映制造发电机原理的是 ；制造电动机原理的是 ；研究电流磁效应的是
（填字母）。
参考答案：1、力、电流方向、磁场方向。2、力、换向器。3、电，机械。4、法拉第，甲，导体运动方向，发电机。5、A，C，B。
五、作业：P18T1、T2。
教学反思
通过探究，学生了解直流电动机的工作原理是：利用通电线圈在磁场中受力的作用而转动，并利用换向器及时改变线圈中电流的方向，使线圈能持续转动下去。
实际应用的电动机种类很多，应用广泛，从第一台电动机发明至今，电动机的发展过程就是其不断改进和完善的过程，现在电动机已经与我们的生活密不可分，为我们带来更加舒适、便捷、高质量的生活。这一点，需向学生阐明。
课题 8.4 磁场对电流的作用（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（2）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化。
（2）知道电动机的优点，以及它在现代生产、生活中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
（2）通过“动手做”培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：
探究磁场对电流的作用规律。
教学难点：
解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
教学用具：
电源、小电动机、开关、滑动变阻器、导线。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
磁场对通电导体有力的作用，力的方向与磁场方法和电流方向有关。磁场对通电线圈有力的作用，怎样使通电线圈在磁场里持续转动呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）实验探究：磁场对通电线圈的作用
(二)制作一个电动机
自制电动机
1．制作转动线圈（转子）：用漆包线绕成一个宽约 25cm ，长约 4cm 的矩形线圈，圈数为 6 圈半（尺寸、圈数要求不严格），两线头要伸直，留出约 3cm 长一段，当作转动轴。收头时还要在窄边的中央部位缠绕几圈，作为轴位的固定，如图 8-4-1 甲所示。最后，再用砂纸将两转动轴的同侧的半边（若线圈是立着的就是轴的下面），将漆皮磨掉，以便通入电流。打磨角度不大于 180 °，转子就做成了。用砂纸将粗铜丝靠两端的一段打磨干净（无漆皮和污垢），然后把它弯成两个如图 8-4-1 乙所示的形状，作为支架，也是电刷。
图 8-4-1
2．组装：用图钉把支架钉在一块小木板上（利用支架下面的小圆圈）。转子支在支架上，在线圈下面木板上放上小磁铁（一个磁极向上），电动机就装置完成，如图 8-4-2 所示。
图 8-4-2
3．从两支架下端接上导线，连在干电池的两极上，用手稍微动一下线圈，线圈就会不停地朝一个方向快速旋转起来。
原理很简单：因为线圈每转 180°接受一次直流电，电流受磁场作用的力矩使线圈转动半周，另外半周是靠惯性转过去的（因为有漆皮，电流不通）。
这个电动机比其他简单电动机更简单之处在于：不用换向器，不再另装转动轴，支架本身也是电刷。
换向器（两个铜半环）改变电流的方向。
直流电动机的原理：利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中的电流方向，从而保持线圈持续转动。
（三）电动机与人类文明
电动机优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、对环境污染小。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、直流电动机原理：利用磁场对电流的作用使线圈 ，同时利用 及时改变线圈中的 ，从而保持线圈 转动。
2、电动机的优点：构造 ，控制 ，体积 ，效率 ，对环境的污染 。
3、家庭中的 ， ， 是电动机的应用。
4、（2011年长沙市）下列说法正确的是 （ ）
A．放在磁场中的导体一定会受到磁场力的作用
B．发电机是把电能转化为机械能的装置
C．电动机是把电能转化为机械能的装置
D．电热水壶是利用电流的磁效应工作的
5、（2011年福州市）在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以（ ）
A．改变通电电流的大小 B．将电源的正负极对调
C．换用磁性更强的磁铁 D．增加电动机的线圈匝数
6、.(2011年徐州市)电风扇工作时，驱动扇叶旋转的是 （ ）
A．电磁继电器 B．电动机 C．发电机 D．电热器
参考答案：1、转动，换向器，电流方向，持续。2、简单、方便、小、高，很小。3、电风扇，洗衣机，空调。4、C。5、B。6、B。
五、作业
北京2011年12月16日电，世界首个特高压输电工程——1000千伏晋东南——荆门正式投运。该工程将使华中地区电力容量增至500万千瓦。求输送电路中的电流。
教学反思：
教科书中没有谈到关于电动机转速的问题，可把这部分内容延伸至课外探究。就利用学生自制的简易电动机，再加入一个滑动变阻器就可以了。
制作小发电机：如教科书第 11 页图所示，先用漆包线绕一个线圈，长约 2cm 、宽约 1.5cm ，绕 10 匝左右，两边拉出线头，用小刀将漆皮刮掉，再用一个木板作为底板，在木板上固定两根铁丝（可用曲别针做成），将线圈架在这两根铁丝上，并将铁丝用导线接在灵敏电流表上，线圈下面再放一个小磁铁。让它转动起来，一个小发电机就做成了。也可用手握的电风扇对着线圈吹，实验效果会更加明显。这种手握的电风扇，一般的文具店有售。同时还要提醒学生线圈的匝数不可绕得太多或太少，太多难以带动它转动，太少了则产生的电流很微弱，不利于观察。
课题 8.5 电话和传感器
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道电话的主要构造及工作原理。
（2）知道传感器的作用及其在现代生产中的广泛应用。
2.过程与方法
通过观察声信息与电信息相互转化的实验，使学生了解电话的基本工作原理。
3.情感态度与价值观
通过讨论交流电话的发展历程，培养学生热爱科学、关注科技发展的科学素养。
教学重点：
电话的工作原理。
教学难点：
处理声信息与电信息相互转化的实验。
教学用具：
电源、电话工作原理说明器。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
“人的声音是通过空气的振动传递的。如果把这一振动转换成电流的强弱而传送，再把电流转换成声音，那么也许能把说的话传送到很远的地方，”1860年，德国的莱斯提出这样的猜想。
1876年，贝尔发明了电话，实现了莱斯大的梦想。你想知道电话是怎样工作的吗？让我们沿着科学家的足迹，探索声与电转换的奥秘吧！
二、新课讲授，师生互动
（一）声信息与电信息
怎样把振动的声音信息转化成电流信息呢？
1、观察：把声信息转换成电流信息——电磁感应：振动——电流
话筒：声信息——电信息（电磁感应）
探究声信息与电信息的相互转化，这个探究活动要用到示波器，建议由教师来演示，让学生根据观察到的现象进行分析讨论，培养学生的观察能力和分析概括能力。通过探究，让学生了解，根据电磁感应的原理，能把声信息转化为电信息；根据通电导体在磁场中要受到力的作用，将电信息转化为声信息。
2、实验探究：把电信息还原成声音信息
听筒：电信息——声信息（磁场对电流有力的作用）
电话是当今时代使用最广泛、最普及的通讯工具之一，学生都非常熟悉，教师可先通过介绍电话的发明及发展历史，引起学生的学习兴趣。
把以上两个实验结合起来，得到电话的基本工作原理：在话筒中将声音转化成强弱变化的电流，再在听筒中将强弱变化的电流还原成为声音。
电话听筒中的电磁铁的铁心不是用软铁，而是用永磁铁制成，这主要是为了改善通话效果，保持声音不失真。因为用永磁铁做铁心，在螺线管未通电时铁片也被磁性适中的永磁铁所吸引，适当的弯曲。当螺线管内通过强弱变化的电流时，电磁铁对铁片的吸引力就会发生忽大忽小的变化，铁片就振动起来了，这要比用软铁做铁心效果好得多。
3、电话的话筒与听筒
话筒的结构。话筒中有能振动的膜片和随话音跳动的碳粒。人们对着话筒说话时，膜片便随着声音的高低而发生振动，从而压缩碳粒一紧一松，这样就把强度不同的声波变成了相应大小的电信号。
4、扬声器与耳机 ——磁场对电流有作用力
图 显示了一种动圈式扬声器的构造和工作原理。用薄的绝缘材料制成一个圆管，粘在锥形纸盆中央的后部，圆管外面用细漆包线绕上几十或上百匝线圈，称作音圈。扬声器后部装有永磁体，它和环形的软铁组合起来，在环形的磁极之间形成一个很强的磁场，并且让音圈置于这个磁场中。当音圈中有电流通过时，就会受到磁场的作用力而运动。由于扬声器工作时通过音圈的电流方向是反复变化的（交变电流），所以音圈就要前后往复运动，从而带动纸盆来回振动，就发出了声音。
现在，头戴的大耳机和小巧的耳塞机也都是动圈式的，构造和原理与上述的扬声器相同，只是把大纸盆换成了小的音膜，由音膜振动发声。
（二）传感器——将其他信息转换成电信息的器件。
传感器的种类很多，能将声信息、光信息、力信息等转化成为电信息，在自动控制领域及日常生活中都得到广泛的应用。在教学中，可鼓励学生通过在生活中的观察积累、查阅资料、上因特网等方式了解这部分知识。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、最早电话是 发明的，电话由 和 两部分组成。
2、话筒将 信息 转化成 信息，是 能转化 能。听筒将
信息转化成 信息，是 能转化 能。
3、扬声器的工作原理是 ，将 信息转化成 信息。
4、传感器是将 信息转化成 信息的器件。
5、电话机里的送话器是 传感器，在冰箱和空调里面有 传感器，遥控电视频道常通过 传感器，城市路灯常用 传感器控制，电子秤利用 传感器。
参考答案：1、贝尔，话筒，听筒。2、声，电，机械，电；电，声，电，机械。3、磁场对电流有力的作用，电，声。4、其他，电。5、声音，温度，红外线，光，压力。
五、作业：P23T1。
教学反思
前两节内容的学习为学生进一步学习本节“电话和传感器”相关的知识做好了知识储备。为了创设一种愉快和谐的学习氛围，立足于以学生为本的教育思想，充分发挥学生的主体作用，并结合本节内容在教材中的地位，把本课设计成活动课的形式，让学生在动手动脑、合作互动中兴趣盎然地学习，在体验到成功的喜悦的同时，提高了综合能力。
本节的设计在介绍电话的原理时，考虑不同的实际情况，也可以探究活动的形式开展。
这节课要求学生在充分体验的过程中要真正学到知识，而且要注意所有学生的积极参与，对教师掌控课堂能力的要求较高。
贝尔和电话的发明
电话，是在一次偶然的“事故”中诞生的。 1873 年的一天，美国发明家贝尔与他的助手华特生正在波士顿合作试验一种多用电报机。当试验进行了一段时间，忽然一个偶然性的“事故”发生了：助手华特生看管的电报机上的一根弹簧被磁铁吸住了，他便用手把弹簧扳开。就在这时，正在隔壁房间里的贝尔发现他看管的电报机上的弹簧突然振动起来了，并发出了声音，尽管这声音非常微弱，却引起了善于发现问题的贝尔的极大兴趣。他想，如果人对着铁片说话，声音就会引起铁片振动，铁片后面放着一块绕着导线的磁铁，铁片振动时会在导线中产生时大时小的电流，这个电流沿着线路传送到另一端，使另一端带有同样装置的铁片振动起来并发出声音，这不就是一架很好的电话机吗？
贝尔按照这一设想，与华特生立即动手尝试起来，他们在波士顿近郊的破旧公寓里租借了两间房子，作为实验室兼卧室。两个发明家整天关在这两间简陋的房子里，一边研究电、声转换的理论，一边设计实用的机器。
就这样两年过去了，在这两年中，他们不知试验过多少方案，有过多少次失败，才制成了两台电话机样机。为了验证样机的通话效果，他们把导线从实验室架到公寓的另一头。试验开始了，贝尔和华特生各自对着自己的装置大声呼喊，可是，他们所听到的声音不是从墙壁反射来的，就是从屋顶反射来的，机器竟像聋哑人一样丝毫没有反应。问题出在哪里？两个年轻人苦苦思索着。
一天晚上，正当贝尔仰望那夜幕中的点点繁星时，突然从远处隐隐约约传来一阵吉他声，贝尔侧耳凝神听着，荡漾在夜空美妙的声音，使贝尔豁然醒悟。他朝年轻的技师华特生走去，拥抱着他说：“有啦！有啦！”原来贝尔从吉他的共鸣原理中，意识到电话样机的送话器和接话器灵敏度都太低，所以送出去的声音微弱，难以听清。于是贝尔便立即动手设计一个类似共鸣箱作用的音箱草图，连夜赶制起来。两人一起动手，一连忙了两天两夜，到了第三天傍晚，他们又开始新的通话试验。贝尔在实验室里，将门窗全部关闭，华特生在另一间房子里，把接话器紧贴耳边。一切准备就绪，贝尔一边调试机器，一边对着送话器呼唤起来。华特生屏息静气地专心听着，接话器里的声音开始时弱如蚊声，后来突然清晰地传来贝尔的高喊声：“华特生先生，快来帮我一下！”原来贝尔在操作机器时，不小心把硫酸瓶子打翻，硫酸溅到腿上，由于一阵难忍的疼痛，他情不自禁地对着话筒呼唤求助。这是电信史上人类通过电话机传送的第一句话！华特生听到后，惊喜万分，连声急呼：“贝尔！我听见了！听见了！”就这样，世界上第一架可供实用的电话问世了。现在美国波士顿法院路 109 号的顶楼门口，还钉着一块青铜牌子，上面写着：“ 1875 年 6 月 2 日，电话在这里诞生”。
事实使贝尔很快地明白了，发明电话只是成功的一半，要使电话被社会承认，还必须进行不知疲倦的宣传。几个月后，在费城举行美国建国 100 周年纪念博览会，贝尔和华特生特地从波士顿赶到费城。在博览会上他们两人公开表演了电话通信。然而，人们并没有认识到电话的重要性，不少人还只是把电话机当作一种新奇的玩具，把贝尔和华特生看成两个杂耍演员，就连评判员也毫不感兴趣。到了博览会的最后一天，凑巧，巴西的王太子彼得罗路过这里也前来参观，当他看到电话机时，好奇地听着贝尔的介绍，随即拿起耳机，清晰地听到贝尔所说的话音。“我的上帝，它说话了！”王太子的嚷嚷声，惊动了四周的参观者，评判员也围拢来了。经过评判员的各种测试，证实电话机确实是一项最新的发明。不过，当时表演通话的距离只有一箭之遥，人们对它的实用价值仍然表示怀疑。因此，电话机依然遭受冷遇。
贝尔和华特生回到波士顿后，他们一边对电话机继续改进，一边利用各种机会到美国各大城市巡回表演，宣传电话机的原理和应用前景。 1878 年，他们还在波士顿与纽约之间首次进行长途通话试验。
经过他们长期的奔走，电话机的功用才逐渐被人们所认识。后来，还得到一位叫休顿的有远见的爵士的资助，于 1880 年正式成立贝尔电话公司。从此以后，电话便逐步得到普遍使用，成为人类生活中重要的通信工具之一。
课题 第八章 电磁相互作用及应用 复习
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电磁铁的构造及原理。
（2）了解电磁铁的磁性强弱可由电流大小、匝数多少及有无铁心来控制。
（3）知道电磁继电器的结构。
（4）了解电磁继电器的工作原理及在自动控制技术中的广泛应用。
（5）理解电磁感应现象。了解感应电流的方向与导体的运动方向及磁场的方向有关。
（6）知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。知道我们的生活用电是交流电。
（7）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（8）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化及电动机的优点，。
（9）知道电话的主要构造及工作原理。
（10）知道传感器的作用及其在现代生产中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过实验探究，找出控制电磁铁磁性强弱的方法。
（2）经历动手自制电磁铁和电铃的过程，了解电磁铁的构造及应用。
（3）通过观察，并经历利用电磁继电器控制电机的过程，了解电磁继电器的工作原理。（4）通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。
（5）通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
3.情感态度与价值观
（1）经历实验探究得出结论的全过程，培养学生尊重科学、喜爱物理的情感。
（2）经历“动手做”，培养学生的动手实践能力，增强学生将所学知识应用到实际生活中的意识。
（3）通过了解电磁继电器在现代生活、生产转中的广泛应用，让学生明白科技的发展使人们生活更加高效、便捷。
（4）通过介绍发电机的发明，使学生了解科技的发展是人类社会进步的巨大推动力。
（5）通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：
影响电磁继磁性的因素、“磁如何生电”、磁场对电流的作用。
教学难点：
电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
1、 知识梳理
知识图解
二、基础练习
1、带 的螺线管叫电磁铁。影响电磁铁磁性的因素有 、 和铁心的有无。
2、电磁铁的优点是：磁性的 、磁性的 、磁性的 分别可以用电流的 、 、 来控制。
3、 、 、 是利用电磁铁来工作的。
4、电磁铁是应用 控制工作电路的开关。它由 、衔铁、弹簧和 组成。
5、电磁继电器工作电路由 电路和 电路组成。用电磁继电器可以实现 距离或 控制。
6、电磁继电器靠 接通电路，易产生火花。在有易燃易爆物体的环境中，非常危险。电气工程师应用 技术，设计无 的固体继电器。它完全由电子元件履行
的功能。
7、闭合电路的一部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生 的现象叫电磁感应。
8、感应电流的方向与 方向和 方向都有关系。
9、在电磁感应现象中， 能转化为 能。
10、通电导体在磁场中受 的作用。力的方向与 和 有关。
11、磁场对通电线圈有 的作用。 及时改变电流方向，使线圈持续转动。
12、磁场对电流的作用，消耗 能，获得了 能。
13、直流电动机原理：利用磁场对电流的作用使线圈 ，同时利用 及时改变线圈中的 ，从而保持线圈 转动。
14、电动机的优点：构造 ，控制 ，体积 ，效率 ，对环境的污染 。
15、最早电话是 发明的，电话由 和 两部分组成。
16、话筒将 信息 转化成 信息，是 能转化 能。听筒将
信息转化成 信息，是 能转化 能。
参考答案：
1、铁心，电流的大小、线圈的匝数。2、强弱、方向、有无，大小，方向，有无。3、电铃、电话、电动机。
4、电磁铁、电磁铁、触点。5、低压控制、高压工作，远，自动。6、触点，半导体，触点，继电器。
7、切割磁感线运动，电流。8、导体运动，磁场。9、机械，电。
10、力、电流方向、磁场方向。11、力、换向器。12、电，机械。
13、转动，换向器，电流方向，持续。14、简单、方便、小、高，很小。
15、贝尔，话筒，听筒。16、声，电，机械，电；电，声，电，机械。
三、例题分析
【例题1】（2011年永州市）如图所示，是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是 （ ）
A、红灯亮
B、绿灯亮
C、红灯、绿灯同时亮
D、红灯、绿灯都不亮
【解析】用电磁继电器实现自动控制，电磁继电器的实质相当于“自动开关”。如图所示，电磁铁线圈电路没有接通，电路中无电流，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，使绿灯电路闭合，有电流，绿灯亮，平安不报警；反之，水位与A接触，电磁铁线圈电路闭合，电路中有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，使红灯电路闭合，有电流，红灯亮报警。
【答案】A。
【例题2】（2001年茂名市）如图所示是小明探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是（ ）
A．滑片P向右移动，其他条件不变
B．滑片P向左移动，其他条件不变
C．开关S由2扳到1，其他条件不变
D．电源的正负极对调，其他条件不变
【解析】电磁铁的磁性强弱主要由铁芯、线圈匝数、电流的大小有关。当铁芯、线圈匝数不变时，增大电流可增强磁性；当铁芯、电流大小不变时，增加线圈的匝数可增强磁性。如图所示，当铁芯、线圈匝数不变时，滑片P向左移动，电路中电流增大，电磁铁磁性增强。
【答案】B。
【例题3】（2011年郴州市）下列用来探究通电导线在磁场中受到力的作用的实验装置是（ ）
【解析】A图所示，有电源，表示通电导体周围存在着磁场实验；
B图所示，有电源，表示通电导体在磁场中受力作用而运动实验；
C图所示，无电源，表示闭合导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流实验；
D图所示，无电源，表示闭合导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流——发电机原理实验。
【答案】B。
四、达标练习
1.（2011年益阳市）如图所示是某同学自制的电磁铁。下列方法中不能改变电磁铁磁性强弱的是 ( )
A.减少线圈匝数 B.增大电流
C.抽出铁钉 D.改变电流方向
2.（2011年青岛市）第一个发现电流磁效应的科学家是（ ）
A．奥斯特 B．法拉第 C．牛顿 D．托里拆利
3、（2011年长沙市）如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁，当开关闭合后，电磁铁与条形磁铁相互作用为 （填“吸引”或“排斥”）；当滑片P从b端向a端滑动过程中，弹簧的长度会变 （填“长”或“短”）。
4、（2010年湘潭市）两条形磁铁之间的磁感线方向如下图所示，则右边条形磁铁2的A端为 极。小磁针静止时，B端为 极。
5、（2011年玉溪市）在图中标出通电螺线管的N、S极。
6、（2011年哈尔滨）如图是“自动水位显示器”的电路图.当水位未到达金属块B时，绿灯亮；当水位到达B时，红灯亮.请根据以上要求，用笔代替导线，完成工作电路的连接。
7、（2011年长沙市）下列说法正确的是 （ ）
A．放在磁场中的导体一定会受到磁场力的作用
B．发电机是把电能转化为机械能的装置
C．电动机是把电能转化为机械能的装置
D．电热水壶是利用电流的磁效应工作的
8.(2011年天门市)下列物体中，不可能应用超导材料的是 （ ）
A．输电导线 B．发电机线圈
C．电炉丝 D．磁悬浮列车
9、.（2011年青岛市）下列关于物理概念的说法中，正确的是 （ ）
A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割做感线运动时，导体中就会产生电流
B．速度越大的物体动能越大
C．运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性
D．某种物质温度升高1℃所吸收的热最，叫做这种物质的比热容
10.（2011年怀化市）下图中，能说明通电导线在磁场中受到力的是（ ）
11.（2011年湘潭市）有种不用电池的手电筒，使用时只要来回摇晃，使永磁体在线圈中运动，灯泡就能发光。该手电筒自生电能的工作原理是
A. 电磁感应 B. 磁极间的相互作用
C. 电流的磁效应 D. 磁场对电流的作用
参考答案：
1、D．2、A．3、吸引，短。
4. S， S。
5. 螺线管极性如图所示。
6.电路连接如图所示。
7、C．8、C．9、A 。10、D。 11、A。
教学反思：
本章与上册第三章“磁与电”同属于课程标准的科学内容第一级主题“运动和相互作用”下的“电和磁”部分的内容。课程标准要求：
（1）能用实验证实电磁相互作用。
（2）通过实验，了解通电导体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。
（3）通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
本章的物理概念、规律几乎都是通过实验概括得出的，这充分体现物理学是以实验为基础的科学，应注重学生以实验为手段，探索自然奥秘的方法。
电话
和传
感器
贝尔发明电话。
话筒：电磁感应，声（振动）转化电流信号。
听筒：通电导体在磁场中振动。
传感器：能将声、光、热、力信号转化电信号。
电磁继电器——自动开关,自动控制。
电
磁
铁
应用：电铃、电磁起重机,电动机,发动机。
有无——电流通断
强弱——电流大小
极性——电流方向
电磁铁
的磁性
电磁铁：带铁芯的螺线管。
影响磁性的因素：电流大小、线圈匝数。
电磁感应
电磁感应：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象。
条件：闭合电路；导体做切割磁感线运动（相当于电源）。
感应电流方向与磁场方向和导体运动方向有关。
能量转化：机械能转化电能。
应用：发电机。线圈产生大小和方向周期性变化的交流电。我国交流电频率50Hz,周期0.02秒。动圈式话筒。
磁场对电流的作用
磁场对通电导体有力的作用，其作用的方向与磁场方向、电流方向有关。
电动机、扬声器是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的。
换向器（半圆环）：改变电流方向。
电磁相互作用及应用
测电阻：原理=（伏安法）
应用：求电流、电压、电阻
公式：I= 电流（A）=
实验探究：变量控制…电压、电流
内容：电流跟电压成正比…
欧姆定律
电话
听筒：电信息——声信息（磁场对电流有力的作用）电能——机械能
话筒：声信息——电信息（电磁感应）机械能——电能
贝尔电话——1876年发明。
计算机与传感器结合，在科学研究和实验探究中应用很多。
传感器：将其他信息转换成电信息的器件。电信息、光信息、
热信息、力信息。
扬声器（喇叭）、耳机：电信息——电信息。
电话与传感器
磁极、线圈、电刷、换向器（铜半环）
构造
定子（不动的部分）
转子（转动的部分）
电动机和人类的关系越来越密切。电风扇、洗衣机、空调、起重机、汽车等。
优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、对环境污染小。
能量转化：电能转化为机械能。
原理：利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中电流方向，从而保持线圈持续转动。
电动机
（d）线圈又转至平衡位置时，其情况跟（b）相似，两电刷跟两个半环间的绝缘部分接触，线圈中无电流，此时线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会越过平衡位置
（c）线圈越过平衡位置后，半环 1 变为跟电刷 4 接触，半环 2 变为跟电刷 3 接触，线圈中的电流流向为：电源正极→半环 1 → A → B → C → D →半环 2 →电源负极，此时线圈的 CD 边受到一个向上的力， AB 边受到一个向下的力，使线圈继续顺时针转动
（b）线圈转至平衡位置，两电刷跟两个半环间的绝缘部分接触，线圈中无电流，此时线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会越过平衡位置
图8-4-2磁场对通电导体的作用
乙
S
+
P
N
-
第4题
甲
能量转化：电能转化为机械能。
换向器（铜半环）改变电流方向
让线圈在磁场
中转起来
磁场对通电导体有力的作用
有关
电流方向
磁场方向
通电导体在磁场中受力的作用。
磁场对电流的作用
图8-4-2磁场对通电导体的作用
磁极、线圈、电刷、铜环
构造
定子（不动的部分）
转子（转动的部分）
电磁感应及发电机的发明，促进人类社会进步。
交流电（AC）：大小和方向周期性变化的电流。
我国交流电的频率是50Hz。
线圈每转动一周，电流大小和方向变化两次。
能量转化：机械能转化为电能。
原理：电磁感应
发电机
（ 丁）线圈由图（ 丙）位置匀速转至图示位置的过程中，线圈切割磁感线，线圈中产生逐渐增大的感应电流，电流方向为： A->B->C->D ，且在图所示位置时，电流最大。想一想：当线圈从图（ 丁）匀速转至图（ 甲）所示的位置的过程中，电路中的电流怎样变化
（ 丙 ）线圈从图（ 乙）位置匀速转至图示位置的过程中，线圈的 AB 、 CD 边切割磁感线，线圈中产生逐渐减小的感应电流，当到达图示位置时，线圈不切割磁感线，电路中没有感应电流
（ 乙 ）线圈从图（ 甲 ）位置匀速转至图（ 乙 ）位置的过程中， AB 、 CD 边均切割磁感线，线圈中产生逐渐增大的感应电流，电流方向为： D->C->B->A ，且在图所示位置时，电流最大
（ 甲）线圈转至此位置时，线圈不切割磁感线，电路中没有电流
图 8-3-5 太空悬绳发电
磁生电
A法拉第 B焦耳 C安培 D欧姆
能量转化：机械能转化为电能。
与导体运动方向有关。
与磁场方向有关。
电流方向
2、电路闭合.
条件
1、一部分导体做切割磁感线运动——相当于电源。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流——电磁感应。
法拉第——电磁感应：磁生电。
电
磁感应
继电器开关——“感知”物理量的变化——自动报警
利用半导体技术，设计无触点的固体继电器。
继电器与
自动控制
高压工作电路：高压电源、触点、电动机
工作电路
低压控制电路：低压电源、开关、电磁铁、衔铁
组成：电磁铁、衔铁、弹簧（簧片）、触点。
作用：应用电磁铁控制工作电路的开关。实现远距离或自动控制。
电
磁继电器
有无铁心：线圈匝数和电流不变时，有铁心，磁性强。
线圈匝数：电流和铁心不变时，线圈匝数多，磁性强。
电流大小：线圈匝数和铁心不变时，电流大，磁性强。
影响磁性
强弱的因素
电磁铁的应用：电铃、电磁起重机、电磁继电器。
电磁铁：带铁心的螺线管。
磁性的有无——电流通断
磁性的强弱——电流强弱
磁场的方向——电流方向
电磁铁
的优点
电磁铁
受力方向
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课题 第八章 电磁相互作用及应用
8.1 电磁铁
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电磁铁的构造及原理。
（2）了解电磁铁的磁性强弱可由电流大小、匝数多少及有无铁心来控制。
（3）了解电磁铁在现代生产与生活中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过实验探究，找出控制电磁铁磁性强弱的方法。
（2）经历动手自制电磁铁和电铃的过程，了解电磁铁的构造及应用。
3.情感态度与价值观
（1）经历实验探究得出结论的全过程，培养学生尊重科学、喜爱物理的情感。
（2）经历“动手做”，培养学生的动手实践能力，增强学生将所学知识应用到实际生活中的意识。
教学重点：
通过实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
教学难点：
探究电磁铁磁性强弱方案的设计。——控制变量法。
教学用具：
学生电源、大头针若干、铁钉、钢钉、长短不同的漆包线、滑动变阻器、开关、电铃。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
在废品店里，巨大的电磁铁吸起几顿重的废钢铁，并把它们放到大型的汽车上。
“哇，真奇怪！”它是怎么能随意把钢铁吸住或放下呢
演示对比实验：
1．直的漆包线通电，靠近大头针；
2．漆包线在铁钉上绕成螺线管，通电后靠近大头针。
观察实验现象，思考。
二、新课讲授，师生互动
(一)电磁铁：带铁心的螺线管。
动手做：自制电磁铁
（二）电磁铁的磁性的强弱
1．为什么两次实验的现象不同？
2．电磁铁的磁性强弱和哪些因素有关系呢？
思考并回答：
磁性强弱不同。
猜想、思考可能的因素。
提出自己认为可能的各种影响电磁铁磁性强弱的因素。
3.设计实验：
对学生提出的各种因素进行分析，归纳出以下几个因素：
（ 1 ）有无铁心
（ 2 ）电流强度的大小
（ 3 ）螺线管的匝数
问题：
如何设计实验来证明这几个因素影响电磁铁的磁性强弱？用什么方法来设计？
和学生一起复习控制变量法的要点。思考：利用控制变量法设计实验。
改变电流的大小——滑动变阻器
比较电磁铁磁性的强弱——吸引铁钉多少
请设计用控制变量法验证的实验记录表格。
4、进行实验，收集证据
提示：
如何改变电流强度的大小？——变阻器
如何改变线圈的匝数？——线圈的多少。
请几组学生汇报自己的实验现象，并作出分析。
5、分析论证：
（1）电流相同，线圈的匝数相同，插入铁心——大头针多。
（2）线圈的匝数相同，铁心相同，电流增大——大头针多。
（3）电流相同，铁心相同，线圈匝数多——大头针多。
教师最后总结：
（ 1 ）插入铁心，电磁铁的磁性增强；
（ 2 ）电流越大，电磁铁的磁性越强；
（ 3 ）螺线管的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（三）电磁铁的应用
1、电磁铁的优点
（ 1 ）可以人为控制有无磁性；
（ 2 ）可以人为控制磁性的强弱。
问题：
大家知道我们生活中有哪些地方利用了电磁铁吗？
介绍一些实例并演示：
电铃；电磁起重机。
动手做：制作一个简易电铃。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、带 的螺线管叫电磁铁。影响电磁铁磁性的因素有 、 和铁心的有无。
2、电磁铁的优点是：磁性的 、磁性的 、磁性的 分别可以用电流的 、 、 来控制。
3、 、 、 是利用电磁铁来工作的。
4、小明在研究电磁铁的磁性强弱跟什么有关。现有线圈匝数分别为50匝和100匝的外形相同的电磁铁，她先后将这两个电磁铁接入图所示的电路中。闭合开关后，用电磁铁吸引大头针，并移动滑动变阻器的滑片。重复了多次实验，记录如下：
50匝的电磁铁 100匝的电磁铁
实验序号 1 2 3 4 5 6
电流表示数/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 2.0
吸引大头针的最多数目/个 5 8 10 10 16 25
(1)实验中李明是通过电磁铁______________________来判断其磁性强弱的。
(2)分析第1次、第2次、第3次的实验记录，会发现当___________相同时，___________，磁性越强。
(3)分析第________________次的实验记录，会发现当_________相同时，_________，磁性越强。
参考答案：1、铁心，电流的大小、线圈的匝数。2、强弱、方向、有无，大小，方向，有无。3、电铃、电话、电动机。4、（1）吸引大头针的个数。（2）线圈的匝数，电流越大。（3）1,4，电流，线圈的匝数越多。
五、作业：P5T2。
教学反思：
当电磁铁中有电流时铁钉被磁化，线圈中电流消失时，铁钉的磁性不是马上消失，这种现象叫“剩磁”。实际应用时为尽量减小剩磁的不良影响，使用的铁心是软铁，线圈中有电流时磁场强，线圈中没有电流时磁性会马上消失。在本实验中，可以用“回火”的方法使铁钉变成软铁，即将铁钉放在火上烧至通红，然后让它慢慢冷却，这样做铁钉的剩磁就会大大减少。
课题 8.2 电磁继电器
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道电磁继电器的结构。
（2）了解电磁继电器的工作原理。
（3）了解电磁继电器在自动控制技术中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过观察，并经历利用电磁继电器控制电机的过程，了解电磁继电器的工作原理。
（2）通过讨论各种自动报警器的工作过程，培养学生利用所学知识分析实际问题能力。
3.情感态度与价值观
（1）通过实验探究和讨论，培养学生将所学知识应用到实际生活中的意识。
（2）通过了解电磁继电器在现代生活、生产转中的广泛应用，让学生明白科技的发展使人们生活更加高效、便捷。
教学重点：
电磁继电器的工作原理。
教学难点：
利用电磁继电器的工作原理分析实际应用中的电路。
教学用具：
学生电源、电磁继电器、电灯、电动机、开关、电铃。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
神州八号飞船于2011年11月1日5时58分在酒泉卫星发射中心载人航天发射场发送成功。火箭点火是关键的第一步。人直接点火是很危险的。利用电磁继电器，通过控制低压电路的通断间接控制高电压电路的通断，可以帮助解决这个问题。
二、新课讲授，师生互动
(一)认识电磁继电器。
1．电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关
2.电磁继电器的组成：
电磁铁、衔铁、弹簧、触点。
其工作电路由低压控制电路和高压工作电路构成。
实验探究：用电磁继电器控制电机
出示电磁继电器的工作原理图，讲解其工作原理。
任务：
请学生用制作好的电磁继电器去控制红色灯泡。
提问：
1．哪部分是控制电路？哪部分是工作电路？
2. 灯泡应该接在哪部分电路中？
弄清电路的组成部分，回答问题。
将红色灯泡接入工作电路，闭合控制电路的开关，观察灯泡是否发光，体会电磁继电器的作用。
控制电路：低压电源、开关、电磁继电器的螺线管。
工作电路：高压电源、触电、电动机（灯泡）。
任务：
用电磁继电器去控制两个灯泡：红色灯泡和绿色灯泡。
要求：
闭合控制电路的开关，红色灯泡亮，绿色灯泡不亮；断开控制电路的开关，红色灯泡不亮，绿色灯泡亮。
根据自己对电磁继电器的理解，完成任务。进一步体会电磁继电器的作用。
（二）继电器与自动控制
1．介绍：如果将控制电路的开关改为传感器：温度自动报警器、锅炉压力自动报警器、防汛报警器、自动水位显示器等。
2．简介无触点的固体继电器——应用半导体技术，设计无触点的无固体继电器。
如果把电磁继电器与传感器结合在一起，则可实现多种形式的自动控制。在教学中可组织学生讨论教科书第7页图8-2-4中的形形色色的自动报警电路图，了解它们的工作过程，了解电磁继电器在其中的作用。在现代科技、实际生产和生活中，继电器被广泛应用在高压电路、爆炸现场、X光机室等危险场地，及船模、航模、机器人等各种自动控制领域。
3．电磁继电器在我们的日常生活中应用非常广泛，在教学中要注意学以致用，让学生利用所学的知识，分析自己在生活中看到的利用电磁继电器控制的电路，再组织学生相互交流，让他们感悟到物理与生活关系密切，培养学生爱科学、爱物理的情感。
4．“天宫一号”与“神舟八号”的成功发射与对接，是一件举国欢庆的大事，标志着我国的航天事业进入一个新的发展阶段。坐在控制中心的科学家们却能控制在发射基地的飞船，其中就应用了大量的继电器控制技术，向学生介绍一些相关的知识，能增强他们的民族自豪感，同时也培养学生关注前沿科技的良好科学素养。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、电磁铁是应用 控制工作电路的开关。它由 、衔铁、弹簧和 组成。
2、电磁继电器工作电路由 电路和 电路组成。用电磁继电器可以实现 距离或 控制。
3、电磁继电器靠 接通电路，易产生火花。在有易燃易爆物体的环境中，非常危险。电气工程师应用 技术，设计无 的固体继电器。它完全由电子元件履行
的功能。
4、无触点固体继电器既能适应恶劣环境，又能可靠地实现用 、 控制高电压、大电流用电器的正常工作。
5、家庭热水器中的水位、水温就是用固体继电器实现 化控制。
6、（2011年永州市）如图所示，是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是 （ ）
A、红灯亮
B、绿灯亮
C、红灯、绿灯同时亮
D、红灯、绿灯都不亮
参考答案：1、电磁铁、电磁铁、触点。2、低压控制、高压工作，远，自动。3、触点，半导体，触点，继电器。4、低电压、小电流。5、自动。6、A。
五、作业：P8 T1、T2.
教学反思：
因电磁继电器的工作原理比较复杂，刚开始接触时学生会感到有一定的难度，可通过不同的例子反复讲解，让学生进行分析和讨论，加深他们对这部分内容的理解。教师可按照下列表格记录课堂上学生参与认知过程的表现，以此来评价学生的学习态度、参与水平、分析概括能力、语言表达能力、创新意识、交流意识与能力、合作精神与能力等方面的情况。
课题 8.3 电磁感应现象（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）理解电磁感应现象。
（2）了解感应电流的方向与导体的运动方向及磁场的方向有关。
（3）知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。
（４）知道我们的生活用电是交流电。
2.过程与方法
（1）通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。
（2）通过制作发电机的过程培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
（1）通过向学生介绍法拉第的生平，培养学生锲而不舍、坚忍不拔的思想品质。
（2）通过介绍发电机的发明，使学生了解科技的发展是人类社会进步的巨大推动力。
教学重点：
实验探究“磁如何生电”。
教学难点：
电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。
教学用具：
U型磁体、灵敏电流计、电左右手定则演示器、导线、开关。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
奥斯特发现“电生磁”，进行逆向思维，“磁是否能产生电”？让学生了解逆向思维也是一种很重要的思维方法。法拉第历经 10 年坚持不懈的研究，终于发现了“磁生电”的方法，由此带来一系列的新发明，将人类带入崭新的电气化时代，通过介绍科学史激发学生探究的兴趣。
二、新课讲授，师生互动
(一)法拉第的发现。
1831年，英国物理学家法拉第经过10年的探索，终于发现利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第的发现进一步揭示了电与磁的联系，导致了发电机、电动机和变压器的问世，使电能的大规模生产、传输和利用成为现实，人类进入了电气化的时代。
（二）实验探究：磁是如何生电的？
1、设计实验： 磁场——U形磁铁；线圈——导线；有电流——灵敏电流计。
在设计实验探究“电磁感应”时，要注意由浅入深、层层递进的顺序，教师的引导一定要明确，这部分探究可分成两步完成。
教师：我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢？是平放？竖放？还是斜放？导体在磁场中是静止，还是运动？怎样运动？
教师：通过实验研究电磁感应现象
板书：探索磁能否生电，怎样使磁生电。
提问：本实验应选择哪些实验器材？为什么？
教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按教材图 8-3-2 的装置安装好 ( 直导线先不要放在磁场内 ) 。
进一步提问：如何做实验？其步骤又怎样呢？
学生讨论，教师引导，师生认同：根据研究的问题，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有灵敏电流计；控制电路必须有开关。
2、进行实验与收集证据
下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。
表 8-3-1 磁生电的条件
实验次序 实验条件 电流表指针的反应
1 将闭合电路的部分导体置于磁场中，导体和磁场都不动
2 使导体在水平方向做切割磁感线运动
3 使导体向上和向下平行于磁感线运动
4 导体不动，磁场左右动
5 导体不动，磁场上下动
教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在记录表格里。
3、分析与论证
实验完毕，提出下列问题让学生思考并回答：
上述实验说明磁能生电吗？
学生：能。
在什么条件下才能产生磁生电现象？
左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。
为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢？
学生：当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时。
师生讨论分析：
通过实验得出磁生电的两个必要条件：一是闭合电路，二是部分导体做切割磁感线运动。在得出结论后，教师可再引导学生进行两个对比实验：（ a ）将电路中的开关断开，让导体做切割磁感线运动； (b) 将磁体拿开，让导体向各个不同的方向运动。请学生观察实验现象，进行分析讨论，这样做可加深学生对产生感应电流产生条件的理解。
（三）电流的方向与什么因素有关——导体的运动方向和磁场的方向
探究感应电流的方向与哪些因素有关？这个探究之前，可先提示学生注意观察灵敏电流表指针的偏转方向与电流方向的关系。这个探究活动目的很明确，在前面实验的基础上，学生一般能把握要点，围绕导体的运动方向和磁场的方向来进行实验。结果发现，感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场的方向都有关系。教师可进一步设问，让学生思考：若导体的运动方向和磁场的方向同时改变，电流方向将如何呢？把这部分知识深化。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、闭合电路的一部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生 的现象叫电磁感应。
2、感应电流的方向与 方向和 方向都有关系。
3、在电磁感应现象中， 能转化为 能。
4、（2011年武汉市）如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动：（1）若使导线ab竖直向下运动，则灵敏电流计指针 。（2）若使导线ab水平向右运动，发现灵敏电流计指针向左偏转；现让导线ab水平向左运动，则灵敏电流计指针向 。（3）若使导线ab从图中所示位置斜向上运动，则灵敏电流计指针 。
5、（2011年益阳市）在图中所示的四位科学家中，发现电磁感应现象的是( )
参考答案：1、切割磁感线运动，电流。2、导体运动，磁场。3、机械，电。4、（1）不偏转。（2）右。（3）偏转。5、A。
五、作业、P13 T3
教学反思：
电磁感应现象的探究活动有一定难度，要精心准备实验器材，设计课堂实验探究的方案，让实验现象明显可见，便于学生观察。同时在学生进行探究时，教师要注意引导，把各种可能的情况都考虑全面，在学生记录好实验现象后，教师不要急于下结论，要给学生充分讨论、交流的时间，重视学生分析概括能力的培养。
课题 8.3 电磁感应现象（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）理解电磁感应现象。
（2）了解感应电流的方向与导体的运动方向及磁场的方向有关。
（3）知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。
（４）知道我们的生活用电是交流电。
2.过程与方法
（1）通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。
（2）通过制作发电机的过程培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
（1）通过向学生介绍法拉第的生平，培养学生锲而不舍、坚忍不拔的思想品质。
（2）通过介绍发电机的发明，使学生了解科技的发展是人类社会进步的巨大推动力。
教学重点：
实验探究“磁如何生电”。
教学难点：
电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。
教学用具：
手摇发电机模型、交流发电机原理图
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
法拉第电磁感应现象告诉我们，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。阅读P10图8—3—4 漫画 闭合电路的一部分导体切割磁感线运动时会产生电流。阅读P10 讨论与交流：太空悬绳发电 。
组织学生讨论“太空悬绳发电”，增强学生自觉关注科技前沿的良好科学素养。
太空悬绳发电
1972年7月，美国的“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行卫星悬绳实验：航天飞机在距地球赤道上空离地面约3000km处由东向西飞行，相对地面速度大约6.5× 103m/s。
地球是一个大磁场，当航天飞机携带着绳系卫星在空中飞行时，由导电材料制成的绳系卫星的系绳，在绕地球运动时切割地球磁感线，它就成为一台发电机，通过与电离层形成回路，可以向绳系卫星和牵引它的航天器供电。在这种情况下，据研究，每 1 000m 长的系绳，可产生 200V 左右的电压，若系绳为 50km 长，则可产生 7.4kV 的电压， 32kW 的功率。因此，若用它来为空间的各种航天器供电，要比目前广泛采用的太阳能电池板来得简单且经济。
二、新课讲授，师生互动
教师：我们通过刚才的学习，知道了磁能生电，那么这一规律在生活中有什么应用呢？学生：发电机。
教师演示手摇发电机，迅速地转动摇把，连接在发电机上的灯泡亮起来了。
教师：这是怎么回事呢？请同学们认真阅读教科书上本节关于发电机部分的内容，然后请一位同学来给大家说一说。
(一)发电机
要利用电磁感应现象制作出真正能投入使用的发电机，首先要解决的是连续发电的问题。让学生按照教科书第 11 页“动手做”中所说的方法，就能制作出一个小发电机。在发电机工作时，提醒学生仔细观察灵敏电流表指针摆动的特点，并试着用文字描述出来，介绍交流电的有关概念。请学生从能量转化的角度来分析发电机的工作过程。
二、交流发电机的工作过程
结论：线圈每转动一周，电流方向改变2次。
交流电：大小和方向周期性地变化的电流。符号：AC
频率：在交变电流中，电流在1s内完成周期性变化的次数。单位：赫兹（Hz）。我国交流电的频率是50Hz。
教师可通过计算机演示或用挂图，说明发电机的工作过程，在讲解时要注意把握好深度。
实际使用的发电机构造非常复杂，种类也很繁多，但工作的原理是一样的。
通过讨论电磁感应现象及发电机的发明，学生要认识到其对人类社会进步所起的重大作用。教科书第 12 页的漫画，则进一步说明，任何一项科技成果的出现对人类的影响都将可能是无法估量的。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、发电机是利用 现象制成的。发电机主要由 和 两部分组成。发电机工作时把 能转化为 能。
2、 的电流叫做交流电。我国发电厂发出的交变电流的周期是
s，频率是 Hz。
3.（2011年怀化市）关于电与磁，下列说法正确的是 （ ）
A. 磁场我们看不见，所以磁场实际上不存在
B．电流周围不存在磁场
C．地球周围不存在磁场
D．磁能生电，首先发现电磁感应现象的科学家是法拉第
4、2011年衡阳市）学校实验室开放时，同学们对手摇发电机非常感兴趣，他们想：发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关呢？于是他们开展了探究，以下是他们所用的发电机（如图）和实验记录表：
实验序号 线圈转速 线圈转向 灯泡亮度
1
2
3
（1）根据设计的空白表格可知，他们准备研究发电机产生感应电流的大小与＿＿＿＿和＿＿＿＿有关。
（2）手摇发电机在发电时将＿＿＿＿能转化为电能。
（3）手摇发电机的工作原理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
参考答案：1、电磁感应，转子，定子，机械，电。2、大小和方向周期性变化，0.02,50。3、D 。4、（1）线圈转速，线圈转向。（2）机械。(3) 电磁感应。
五、作业：
三峡建坝后，滔滔江水为水电站做功，效益相当可观。工程总装机26×70万千瓦，设计年发电847亿千瓦时，位居世界第一，相当于10座大亚湾核电站。水电站年均发电量将达到847亿度，可“照亮”半个中国——包括湖北、河南、湖南、江西、上海、江苏、浙江、安徽、广东8省1市。三峡电站年发电量满负荷工作需工作多少小时？
参考答案：时间t= 。
教学反思：应用所学知识解释当今社会热点问题，培养学生热爱科学的科学素养。
课题 8.4 磁场对电流的作用（1）
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（2）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化。
（2）知道电动机的优点，以及它在现代生产、生活中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
（2）通过“动手做”培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：
探究磁场对电流的作用规律。
教学难点：
解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
教学用具：
U型磁体、电源、电左右手定则演示器、导线、开关。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
你玩过电动玩具汽车吗？拆开后你会发现，里面装有一个小电动机。接通电源，电动机立即转动起来，并带动车轮转动。电动机是应用最广泛的机械之一，你家中许多电器就是靠它来驱动的。
电动机为什么能够转动呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）磁场对通电导线的作用
1.问题：电动机通过电流时才会转动。
电流能产生磁场，磁场对磁极有作用。
磁场对电流会不会有作用呢？
2．实验演示：
（1） 将没有通电的金属棒（铜棒或铝棒）放在磁场中；
观察实验现象：不通电的金属棒不运动，通电的金属棒在金属导轨上运动。
（2） 给金属棒通电。
讨论、回答：通电的金属棒在磁场中受到了力。
3．问题：
实验现象说明了什么？
4. 总结：本实验说明通电直导线在磁场中会受到力的作用，这个力是磁场施加给电流的力，金属棒在磁场力的作用下发生运动。
通电导体在磁场中受力的方向和哪些因素有关
下面我们就来研究金属棒在磁场中受到的磁场力的三要素之一：方向。
金属棒在磁场中受到的磁场力的方向和哪些因素有关呢？
分析学生提出的因素，总结出以下几个可能的影响因素：
（1）磁场方向
（2）电流方向
任务：如何验证你的猜想？
用控制变量法操作实验，验证自己的猜想是否正确。
提示：
（1）如何改变电流的方向？
（2）如何改变磁场的方向？
总结：通电直导线在磁场中的受力方向与磁场方向和导线中的电流方向有关。
通电直导线在磁场中的受力方向、磁场方向、导线中的电流方向，可用左手定则记忆。
（二）让线圈在磁场中转起来
1873年，维也纳博览会上，一位工作人员很偶然地把两台发电机连在一起，一台发电机产生的电流通过另一台发电机的线圈，后一台发电机竟转动起来。
实验探究：磁场对通电线圈的作用
1．问题：
通电的矩形线圈在磁场中是如何运动的？
2．演示：
出示通电矩形线圈转动演示仪，请学生分析以下几种情况下通直流电后矩形线圈的各边在磁场中的受力方向，及受力后线圈的整体运动情况。
（1）线圈平面与磁场方向垂直；
（2）线圈平面转动 90°。
3．肯定学生的分析，并作小结。
4．问题：
通直流电后，线圈在磁场中能够持续转动下去吗？
根据刚才的分析判断：不能
5．演示：
我们用换向器可以让通直流电的线圈在磁场中持续转动。结合视频资料，介绍换向器的结构及其工作原理。
6．介绍直流电动机的工作原理：持续转动。
动态地分析线圈的转动情况，理解换向器的工作原理。
利用换向器改变线圈中的电流方向，从而保证线圈持续转动。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、通电导体在磁场中受 的作用。力的方向与 和 有关。
2、磁场对通电线圈有 的作用。 及时改变电流方向，使线圈持续转动。
3、磁场对电流的作用，消耗 能，获得了 能。
4、（2011广州市）电磁感应现象是英国物理学家 首先发现的。探究这个现象应选用如图中 (填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与 的方向和磁感应线方向有关．利用电磁感应现象可以制成 ，实现机械能转化为电能。
5、（2011年清远市）如图所示是演示电与磁物理规律的三个实验装置，其中能反映制造发电机原理的是 ；制造电动机原理的是 ；研究电流磁效应的是
（填字母）。
参考答案：1、力、电流方向、磁场方向。2、力、换向器。3、电，机械。4、法拉第，甲，导体运动方向，发电机。5、A，C，B。
五、作业：P18T1、T2。
教学反思
通过探究，学生了解直流电动机的工作原理是：利用通电线圈在磁场中受力的作用而转动，并利用换向器及时改变线圈中电流的方向，使线圈能持续转动下去。
实际应用的电动机种类很多，应用广泛，从第一台电动机发明至今，电动机的发展过程就是其不断改进和完善的过程，现在电动机已经与我们的生活密不可分，为我们带来更加舒适、便捷、高质量的生活。这一点，需向学生阐明。
课题 8.4 磁场对电流的作用（2）
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（2）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化。
（2）知道电动机的优点，以及它在现代生产、生活中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
（2）通过“动手做”培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。
3.情感态度与价值观
通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：
探究磁场对电流的作用规律。
教学难点：
解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
教学用具：
电源、小电动机、开关、滑动变阻器、导线。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
磁场对通电导体有力的作用，力的方向与磁场方法和电流方向有关。磁场对通电线圈有力的作用，怎样使通电线圈在磁场里持续转动呢？
二、新课讲授，师生互动
（一）实验探究：磁场对通电线圈的作用
(二)制作一个电动机
自制电动机
1．制作转动线圈（转子）：用漆包线绕成一个宽约 25cm ，长约 4cm 的矩形线圈，圈数为 6 圈半（尺寸、圈数要求不严格），两线头要伸直，留出约 3cm 长一段，当作转动轴。收头时还要在窄边的中央部位缠绕几圈，作为轴位的固定，如图 8-4-1 甲所示。最后，再用砂纸将两转动轴的同侧的半边（若线圈是立着的就是轴的下面），将漆皮磨掉，以便通入电流。打磨角度不大于 180 °，转子就做成了。用砂纸将粗铜丝靠两端的一段打磨干净（无漆皮和污垢），然后把它弯成两个如图 8-4-1 乙所示的形状，作为支架，也是电刷。
图 8-4-1
2．组装：用图钉把支架钉在一块小木板上（利用支架下面的小圆圈）。转子支在支架上，在线圈下面木板上放上小磁铁（一个磁极向上），电动机就装置完成，如图 8-4-2 所示。
图 8-4-2
3．从两支架下端接上导线，连在干电池的两极上，用手稍微动一下线圈，线圈就会不停地朝一个方向快速旋转起来。
原理很简单：因为线圈每转 180°接受一次直流电，电流受磁场作用的力矩使线圈转动半周，另外半周是靠惯性转过去的（因为有漆皮，电流不通）。
这个电动机比其他简单电动机更简单之处在于：不用换向器，不再另装转动轴，支架本身也是电刷。
换向器（两个铜半环）改变电流的方向。
直流电动机的原理：利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中的电流方向，从而保持线圈持续转动。
（三）电动机与人类文明
电动机优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、对环境污染小。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、直流电动机原理：利用磁场对电流的作用使线圈 ，同时利用 及时改变线圈中的 ，从而保持线圈 转动。
2、电动机的优点：构造 ，控制 ，体积 ，效率 ，对环境的污染 。
3、家庭中的 ， ， 是电动机的应用。
4、（2011年长沙市）下列说法正确的是 （ ）
A．放在磁场中的导体一定会受到磁场力的作用
B．发电机是把电能转化为机械能的装置
C．电动机是把电能转化为机械能的装置
D．电热水壶是利用电流的磁效应工作的
5、（2011年福州市）在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以（ ）
A．改变通电电流的大小 B．将电源的正负极对调
C．换用磁性更强的磁铁 D．增加电动机的线圈匝数
6、.(2011年徐州市)电风扇工作时，驱动扇叶旋转的是 （ ）
A．电磁继电器 B．电动机 C．发电机 D．电热器
参考答案：1、转动，换向器，电流方向，持续。2、简单、方便、小、高，很小。3、电风扇，洗衣机，空调。4、C。5、B。6、B。
五、作业
北京2011年12月16日电，世界首个特高压输电工程——1000千伏晋东南——荆门正式投运。该工程将使华中地区电力容量增至500万千瓦。求输送电路中的电流。
教学反思：
教科书中没有谈到关于电动机转速的问题，可把这部分内容延伸至课外探究。就利用学生自制的简易电动机，再加入一个滑动变阻器就可以了。
制作小发电机：如教科书第 11 页图所示，先用漆包线绕一个线圈，长约 2cm 、宽约 1.5cm ，绕 10 匝左右，两边拉出线头，用小刀将漆皮刮掉，再用一个木板作为底板，在木板上固定两根铁丝（可用曲别针做成），将线圈架在这两根铁丝上，并将铁丝用导线接在灵敏电流表上，线圈下面再放一个小磁铁。让它转动起来，一个小发电机就做成了。也可用手握的电风扇对着线圈吹，实验效果会更加明显。这种手握的电风扇，一般的文具店有售。同时还要提醒学生线圈的匝数不可绕得太多或太少，太多难以带动它转动，太少了则产生的电流很微弱，不利于观察。
课题 8.5 电话和传感器
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道电话的主要构造及工作原理。
（2）知道传感器的作用及其在现代生产中的广泛应用。
2.过程与方法
通过观察声信息与电信息相互转化的实验，使学生了解电话的基本工作原理。
3.情感态度与价值观
通过讨论交流电话的发展历程，培养学生热爱科学、关注科技发展的科学素养。
教学重点：
电话的工作原理。
教学难点：
处理声信息与电信息相互转化的实验。
教学用具：
电源、电话工作原理说明器。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
“人的声音是通过空气的振动传递的。如果把这一振动转换成电流的强弱而传送，再把电流转换成声音，那么也许能把说的话传送到很远的地方，”1860年，德国的莱斯提出这样的猜想。
1876年，贝尔发明了电话，实现了莱斯大的梦想。你想知道电话是怎样工作的吗？让我们沿着科学家的足迹，探索声与电转换的奥秘吧！
二、新课讲授，师生互动
（一）声信息与电信息
怎样把振动的声音信息转化成电流信息呢？
1、观察：把声信息转换成电流信息——电磁感应：振动——电流
话筒：声信息——电信息（电磁感应）
探究声信息与电信息的相互转化，这个探究活动要用到示波器，建议由教师来演示，让学生根据观察到的现象进行分析讨论，培养学生的观察能力和分析概括能力。通过探究，让学生了解，根据电磁感应的原理，能把声信息转化为电信息；根据通电导体在磁场中要受到力的作用，将电信息转化为声信息。
2、实验探究：把电信息还原成声音信息
听筒：电信息——声信息（磁场对电流有力的作用）
电话是当今时代使用最广泛、最普及的通讯工具之一，学生都非常熟悉，教师可先通过介绍电话的发明及发展历史，引起学生的学习兴趣。
把以上两个实验结合起来，得到电话的基本工作原理：在话筒中将声音转化成强弱变化的电流，再在听筒中将强弱变化的电流还原成为声音。
电话听筒中的电磁铁的铁心不是用软铁，而是用永磁铁制成，这主要是为了改善通话效果，保持声音不失真。因为用永磁铁做铁心，在螺线管未通电时铁片也被磁性适中的永磁铁所吸引，适当的弯曲。当螺线管内通过强弱变化的电流时，电磁铁对铁片的吸引力就会发生忽大忽小的变化，铁片就振动起来了，这要比用软铁做铁心效果好得多。
3、电话的话筒与听筒
话筒的结构。话筒中有能振动的膜片和随话音跳动的碳粒。人们对着话筒说话时，膜片便随着声音的高低而发生振动，从而压缩碳粒一紧一松，这样就把强度不同的声波变成了相应大小的电信号。
4、扬声器与耳机 ——磁场对电流有作用力
图 显示了一种动圈式扬声器的构造和工作原理。用薄的绝缘材料制成一个圆管，粘在锥形纸盆中央的后部，圆管外面用细漆包线绕上几十或上百匝线圈，称作音圈。扬声器后部装有永磁体，它和环形的软铁组合起来，在环形的磁极之间形成一个很强的磁场，并且让音圈置于这个磁场中。当音圈中有电流通过时，就会受到磁场的作用力而运动。由于扬声器工作时通过音圈的电流方向是反复变化的（交变电流），所以音圈就要前后往复运动，从而带动纸盆来回振动，就发出了声音。
现在，头戴的大耳机和小巧的耳塞机也都是动圈式的，构造和原理与上述的扬声器相同，只是把大纸盆换成了小的音膜，由音膜振动发声。
（二）传感器——将其他信息转换成电信息的器件。
传感器的种类很多，能将声信息、光信息、力信息等转化成为电信息，在自动控制领域及日常生活中都得到广泛的应用。在教学中，可鼓励学生通过在生活中的观察积累、查阅资料、上因特网等方式了解这部分知识。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1、最早电话是 发明的，电话由 和 两部分组成。
2、话筒将 信息 转化成 信息，是 能转化 能。听筒将
信息转化成 信息，是 能转化 能。
3、扬声器的工作原理是 ，将 信息转化成 信息。
4、传感器是将 信息转化成 信息的器件。
5、电话机里的送话器是 传感器，在冰箱和空调里面有 传感器，遥控电视频道常通过 传感器，城市路灯常用 传感器控制，电子秤利用 传感器。
参考答案：1、贝尔，话筒，听筒。2、声，电，机械，电；电，声，电，机械。3、磁场对电流有力的作用，电，声。4、其他，电。5、声音，温度，红外线，光，压力。
五、作业：P23T1。
教学反思
前两节内容的学习为学生进一步学习本节“电话和传感器”相关的知识做好了知识储备。为了创设一种愉快和谐的学习氛围，立足于以学生为本的教育思想，充分发挥学生的主体作用，并结合本节内容在教材中的地位，把本课设计成活动课的形式，让学生在动手动脑、合作互动中兴趣盎然地学习，在体验到成功的喜悦的同时，提高了综合能力。
本节的设计在介绍电话的原理时，考虑不同的实际情况，也可以探究活动的形式开展。
这节课要求学生在充分体验的过程中要真正学到知识，而且要注意所有学生的积极参与，对教师掌控课堂能力的要求较高。
贝尔和电话的发明
电话，是在一次偶然的“事故”中诞生的。 1873 年的一天，美国发明家贝尔与他的助手华特生正在波士顿合作试验一种多用电报机。当试验进行了一段时间，忽然一个偶然性的“事故”发生了：助手华特生看管的电报机上的一根弹簧被磁铁吸住了，他便用手把弹簧扳开。就在这时，正在隔壁房间里的贝尔发现他看管的电报机上的弹簧突然振动起来了，并发出了声音，尽管这声音非常微弱，却引起了善于发现问题的贝尔的极大兴趣。他想，如果人对着铁片说话，声音就会引起铁片振动，铁片后面放着一块绕着导线的磁铁，铁片振动时会在导线中产生时大时小的电流，这个电流沿着线路传送到另一端，使另一端带有同样装置的铁片振动起来并发出声音，这不就是一架很好的电话机吗？
贝尔按照这一设想，与华特生立即动手尝试起来，他们在波士顿近郊的破旧公寓里租借了两间房子，作为实验室兼卧室。两个发明家整天关在这两间简陋的房子里，一边研究电、声转换的理论，一边设计实用的机器。
就这样两年过去了，在这两年中，他们不知试验过多少方案，有过多少次失败，才制成了两台电话机样机。为了验证样机的通话效果，他们把导线从实验室架到公寓的另一头。试验开始了，贝尔和华特生各自对着自己的装置大声呼喊，可是，他们所听到的声音不是从墙壁反射来的，就是从屋顶反射来的，机器竟像聋哑人一样丝毫没有反应。问题出在哪里？两个年轻人苦苦思索着。
一天晚上，正当贝尔仰望那夜幕中的点点繁星时，突然从远处隐隐约约传来一阵吉他声，贝尔侧耳凝神听着，荡漾在夜空美妙的声音，使贝尔豁然醒悟。他朝年轻的技师华特生走去，拥抱着他说：“有啦！有啦！”原来贝尔从吉他的共鸣原理中，意识到电话样机的送话器和接话器灵敏度都太低，所以送出去的声音微弱，难以听清。于是贝尔便立即动手设计一个类似共鸣箱作用的音箱草图，连夜赶制起来。两人一起动手，一连忙了两天两夜，到了第三天傍晚，他们又开始新的通话试验。贝尔在实验室里，将门窗全部关闭，华特生在另一间房子里，把接话器紧贴耳边。一切准备就绪，贝尔一边调试机器，一边对着送话器呼唤起来。华特生屏息静气地专心听着，接话器里的声音开始时弱如蚊声，后来突然清晰地传来贝尔的高喊声：“华特生先生，快来帮我一下！”原来贝尔在操作机器时，不小心把硫酸瓶子打翻，硫酸溅到腿上，由于一阵难忍的疼痛，他情不自禁地对着话筒呼唤求助。这是电信史上人类通过电话机传送的第一句话！华特生听到后，惊喜万分，连声急呼：“贝尔！我听见了！听见了！”就这样，世界上第一架可供实用的电话问世了。现在美国波士顿法院路 109 号的顶楼门口，还钉着一块青铜牌子，上面写着：“ 1875 年 6 月 2 日，电话在这里诞生”。
事实使贝尔很快地明白了，发明电话只是成功的一半，要使电话被社会承认，还必须进行不知疲倦的宣传。几个月后，在费城举行美国建国 100 周年纪念博览会，贝尔和华特生特地从波士顿赶到费城。在博览会上他们两人公开表演了电话通信。然而，人们并没有认识到电话的重要性，不少人还只是把电话机当作一种新奇的玩具，把贝尔和华特生看成两个杂耍演员，就连评判员也毫不感兴趣。到了博览会的最后一天，凑巧，巴西的王太子彼得罗路过这里也前来参观，当他看到电话机时，好奇地听着贝尔的介绍，随即拿起耳机，清晰地听到贝尔所说的话音。“我的上帝，它说话了！”王太子的嚷嚷声，惊动了四周的参观者，评判员也围拢来了。经过评判员的各种测试，证实电话机确实是一项最新的发明。不过，当时表演通话的距离只有一箭之遥，人们对它的实用价值仍然表示怀疑。因此，电话机依然遭受冷遇。
贝尔和华特生回到波士顿后，他们一边对电话机继续改进，一边利用各种机会到美国各大城市巡回表演，宣传电话机的原理和应用前景。 1878 年，他们还在波士顿与纽约之间首次进行长途通话试验。
经过他们长期的奔走，电话机的功用才逐渐被人们所认识。后来，还得到一位叫休顿的有远见的爵士的资助，于 1880 年正式成立贝尔电话公司。从此以后，电话便逐步得到普遍使用，成为人类生活中重要的通信工具之一。
课题 第八章 电磁相互作用及应用 复习
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解电磁铁的构造及原理。
（2）了解电磁铁的磁性强弱可由电流大小、匝数多少及有无铁心来控制。
（3）知道电磁继电器的结构。
（4）了解电磁继电器的工作原理及在自动控制技术中的广泛应用。
（5）理解电磁感应现象。了解感应电流的方向与导体的运动方向及磁场的方向有关。
（6）知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。知道我们的生活用电是交流电。
（7）了解电流在磁场中要受到力的作用，且力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。
（8）知道电动机的工作原理，知道电动机在工作时能量如何转化及电动机的优点，。
（9）知道电话的主要构造及工作原理。
（10）知道传感器的作用及其在现代生产中的广泛应用。
2.过程与方法
（1）通过实验探究，找出控制电磁铁磁性强弱的方法。
（2）经历动手自制电磁铁和电铃的过程，了解电磁铁的构造及应用。
（3）通过观察，并经历利用电磁继电器控制电机的过程，了解电磁继电器的工作原理。（4）通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。
（5）通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生观察能力和概括能力。
3.情感态度与价值观
（1）经历实验探究得出结论的全过程，培养学生尊重科学、喜爱物理的情感。
（2）经历“动手做”，培养学生的动手实践能力，增强学生将所学知识应用到实际生活中的意识。
（3）通过了解电磁继电器在现代生活、生产转中的广泛应用，让学生明白科技的发展使人们生活更加高效、便捷。
（4）通过介绍发电机的发明，使学生了解科技的发展是人类社会进步的巨大推动力。
（5）通过介绍电动机发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好素养。
教学重点：
影响电磁继磁性的因素、“磁如何生电”、磁场对电流的作用。
教学难点：
电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。解决电动机在工作过程中的转向问题和制作小电动机。
1、 知识梳理
知识图解
二、基础练习
1、带 的螺线管叫电磁铁。影响电磁铁磁性的因素有 、 和铁心的有无。
2、电磁铁的优点是：磁性的 、磁性的 、磁性的 分别可以用电流的 、 、 来控制。
3、 、 、 是利用电磁铁来工作的。
4、电磁铁是应用 控制工作电路的开关。它由 、衔铁、弹簧和 组成。
5、电磁继电器工作电路由 电路和 电路组成。用电磁继电器可以实现 距离或 控制。
6、电磁继电器靠 接通电路，易产生火花。在有易燃易爆物体的环境中，非常危险。电气工程师应用 技术，设计无 的固体继电器。它完全由电子元件履行
的功能。
7、闭合电路的一部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生 的现象叫电磁感应。
8、感应电流的方向与 方向和 方向都有关系。
9、在电磁感应现象中， 能转化为 能。
10、通电导体在磁场中受 的作用。力的方向与 和 有关。
11、磁场对通电线圈有 的作用。 及时改变电流方向，使线圈持续转动。
12、磁场对电流的作用，消耗 能，获得了 能。
13、直流电动机原理：利用磁场对电流的作用使线圈 ，同时利用 及时改变线圈中的 ，从而保持线圈 转动。
14、电动机的优点：构造 ，控制 ，体积 ，效率 ，对环境的污染 。
15、最早电话是 发明的，电话由 和 两部分组成。
16、话筒将 信息 转化成 信息，是 能转化 能。听筒将
信息转化成 信息，是 能转化 能。
参考答案：
1、铁心，电流的大小、线圈的匝数。2、强弱、方向、有无，大小，方向，有无。3、电铃、电话、电动机。
4、电磁铁、电磁铁、触点。5、低压控制、高压工作，远，自动。6、触点，半导体，触点，继电器。
7、切割磁感线运动，电流。8、导体运动，磁场。9、机械，电。
10、力、电流方向、磁场方向。11、力、换向器。12、电，机械。
13、转动，换向器，电流方向，持续。14、简单、方便、小、高，很小。
15、贝尔，话筒，听筒。16、声，电，机械，电；电，声，电，机械。
三、例题分析
【例题1】（2011年永州市）如图所示，是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是 （ ）
A、红灯亮
B、绿灯亮
C、红灯、绿灯同时亮
D、红灯、绿灯都不亮
【解析】用电磁继电器实现自动控制，电磁继电器的实质相当于“自动开关”。如图所示，电磁铁线圈电路没有接通，电路中无电流，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，使绿灯电路闭合，有电流，绿灯亮，平安不报警；反之，水位与A接触，电磁铁线圈电路闭合，电路中有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，使红灯电路闭合，有电流，红灯亮报警。
【答案】A。
【例题2】（2001年茂名市）如图所示是小明探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是（ ）
A．滑片P向右移动，其他条件不变
B．滑片P向左移动，其他条件不变
C．开关S由2扳到1，其他条件不变
D．电源的正负极对调，其他条件不变
【解析】电磁铁的磁性强弱主要由铁芯、线圈匝数、电流的大小有关。当铁芯、线圈匝数不变时，增大电流可增强磁性；当铁芯、电流大小不变时，增加线圈的匝数可增强磁性。如图所示，当铁芯、线圈匝数不变时，滑片P向左移动，电路中电流增大，电磁铁磁性增强。
【答案】B。
【例题3】（2011年郴州市）下列用来探究通电导线在磁场中受到力的作用的实验装置是（ ）
【解析】A图所示，有电源，表示通电导体周围存在着磁场实验；
B图所示，有电源，表示通电导体在磁场中受力作用而运动实验；
C图所示，无电源，表示闭合导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流实验；
D图所示，无电源，表示闭合导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流——发电机原理实验。
【答案】B。
四、达标练习
1.（2011年益阳市）如图所示是某同学自制的电磁铁。下列方法中不能改变电磁铁磁性强弱的是 ( )
A.减少线圈匝数 B.增大电流
C.抽出铁钉 D.改变电流方向
2.（2011年青岛市）第一个发现电流磁效应的科学家是（ ）
A．奥斯特 B．法拉第 C．牛顿 D．托里拆利
3、（2011年长沙市）如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁，当开关闭合后，电磁铁与条形磁铁相互作用为 （填“吸引”或“排斥”）；当滑片P从b端向a端滑动过程中，弹簧的长度会变 （填“长”或“短”）。
4、（2010年湘潭市）两条形磁铁之间的磁感线方向如下图所示，则右边条形磁铁2的A端为 极。小磁针静止时，B端为 极。
5、（2011年玉溪市）在图中标出通电螺线管的N、S极。
6、（2011年哈尔滨）如图是“自动水位显示器”的电路图.当水位未到达金属块B时，绿灯亮；当水位到达B时，红灯亮.请根据以上要求，用笔代替导线，完成工作电路的连接。
7、（2011年长沙市）下列说法正确的是 （ ）
A．放在磁场中的导体一定会受到磁场力的作用
B．发电机是把电能转化为机械能的装置
C．电动机是把电能转化为机械能的装置
D．电热水壶是利用电流的磁效应工作的
8.(2011年天门市)下列物体中，不可能应用超导材料的是 （ ）
A．输电导线 B．发电机线圈
C．电炉丝 D．磁悬浮列车
9、.（2011年青岛市）下列关于物理概念的说法中，正确的是 （ ）
A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割做感线运动时，导体中就会产生电流
B．速度越大的物体动能越大
C．运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性
D．某种物质温度升高1℃所吸收的热最，叫做这种物质的比热容
10.（2011年怀化市）下图中，能说明通电导线在磁场中受到力的是（ ）
11.（2011年湘潭市）有种不用电池的手电筒，使用时只要来回摇晃，使永磁体在线圈中运动，灯泡就能发光。该手电筒自生电能的工作原理是
A. 电磁感应 B. 磁极间的相互作用
C. 电流的磁效应 D. 磁场对电流的作用
参考答案：
1、D．2、A．3、吸引，短。
4. S， S。
5. 螺线管极性如图所示。
6.电路连接如图所示。
7、C．8、C．9、A 。10、D。 11、A。
教学反思：
本章与上册第三章“磁与电”同属于课程标准的科学内容第一级主题“运动和相互作用”下的“电和磁”部分的内容。课程标准要求：
（1）能用实验证实电磁相互作用。
（2）通过实验，了解通电导体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。
（3）通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
本章的物理概念、规律几乎都是通过实验概括得出的，这充分体现物理学是以实验为基础的科学，应注重学生以实验为手段，探索自然奥秘的方法。
电话
和传
感器
贝尔发明电话。
话筒：电磁感应，声（振动）转化电流信号。
听筒：通电导体在磁场中振动。
传感器：能将声、光、热、力信号转化电信号。
电磁继电器——自动开关,自动控制。
电
磁
铁
应用：电铃、电磁起重机,电动机,发动机。
有无——电流通断
强弱——电流大小
极性——电流方向
电磁铁
的磁性
电磁铁：带铁芯的螺线管。
影响磁性的因素：电流大小、线圈匝数。
电磁感应
电磁感应：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象。
条件：闭合电路；导体做切割磁感线运动（相当于电源）。
感应电流方向与磁场方向和导体运动方向有关。
能量转化：机械能转化电能。
应用：发电机。线圈产生大小和方向周期性变化的交流电。我国交流电频率50Hz,周期0.02秒。动圈式话筒。
磁场对电流的作用
磁场对通电导体有力的作用，其作用的方向与磁场方向、电流方向有关。
电动机、扬声器是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的。
换向器（半圆环）：改变电流方向。
电磁相互作用及应用
测电阻：原理=（伏安法）
应用：求电流、电压、电阻
公式：I= 电流（A）=
实验探究：变量控制…电压、电流
内容：电流跟电压成正比…
欧姆定律
电话
听筒：电信息——声信息（磁场对电流有力的作用）电能——机械能
话筒：声信息——电信息（电磁感应）机械能——电能
贝尔电话——1876年发明。
计算机与传感器结合，在科学研究和实验探究中应用很多。
传感器：将其他信息转换成电信息的器件。电信息、光信息、
热信息、力信息。
扬声器（喇叭）、耳机：电信息——电信息。
电话与传感器
磁极、线圈、电刷、换向器（铜半环）
构造
定子（不动的部分）
转子（转动的部分）
电动机和人类的关系越来越密切。电风扇、洗衣机、空调、起重机、汽车等。
优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、对环境污染小。
能量转化：电能转化为机械能。
原理：利用磁场对电流的作用使线圈转动，同时利用换向器及时改变线圈中电流方向，从而保持线圈持续转动。
电动机
（d）线圈又转至平衡位置时，其情况跟（b）相似，两电刷跟两个半环间的绝缘部分接触，线圈中无电流，此时线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会越过平衡位置
（c）线圈越过平衡位置后，半环 1 变为跟电刷 4 接触，半环 2 变为跟电刷 3 接触，线圈中的电流流向为：电源正极→半环 1 → A → B → C → D →半环 2 →电源负极，此时线圈的 CD 边受到一个向上的力， AB 边受到一个向下的力，使线圈继续顺时针转动
（b）线圈转至平衡位置，两电刷跟两个半环间的绝缘部分接触，线圈中无电流，此时线圈不受力的作用，但线圈由于惯性会越过平衡位置
图8-4-2磁场对通电导体的作用
乙
S
+
P
N
-
第4题
甲
能量转化：电能转化为机械能。
换向器（铜半环）改变电流方向
让线圈在磁场
中转起来
磁场对通电导体有力的作用
有关
电流方向
磁场方向
通电导体在磁场中受力的作用。
磁场对电流的作用
图8-4-2磁场对通电导体的作用
磁极、线圈、电刷、铜环
构造
定子（不动的部分）
转子（转动的部分）
电磁感应及发电机的发明，促进人类社会进步。
交流电（AC）：大小和方向周期性变化的电流。
我国交流电的频率是50Hz。
线圈每转动一周，电流大小和方向变化两次。
能量转化：机械能转化为电能。
原理：电磁感应
发电机
（ 丁）线圈由图（ 丙）位置匀速转至图示位置的过程中，线圈切割磁感线，线圈中产生逐渐增大的感应电流，电流方向为： A->B->C->D ，且在图所示位置时，电流最大。想一想：当线圈从图（ 丁）匀速转至图（ 甲）所示的位置的过程中，电路中的电流怎样变化
（ 丙 ）线圈从图（ 乙）位置匀速转至图示位置的过程中，线圈的 AB 、 CD 边切割磁感线，线圈中产生逐渐减小的感应电流，当到达图示位置时，线圈不切割磁感线，电路中没有感应电流
（ 乙 ）线圈从图（ 甲 ）位置匀速转至图（ 乙 ）位置的过程中， AB 、 CD 边均切割磁感线，线圈中产生逐渐增大的感应电流，电流方向为： D->C->B->A ，且在图所示位置时，电流最大
（ 甲）线圈转至此位置时，线圈不切割磁感线，电路中没有电流
图 8-3-5 太空悬绳发电
磁生电
A法拉第 B焦耳 C安培 D欧姆
能量转化：机械能转化为电能。
与导体运动方向有关。
与磁场方向有关。
电流方向
2、电路闭合.
条件
1、一部分导体做切割磁感线运动——相当于电源。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流——电磁感应。
法拉第——电磁感应：磁生电。
电
磁感应
继电器开关——“感知”物理量的变化——自动报警
利用半导体技术，设计无触点的固体继电器。
继电器与
自动控制
高压工作电路：高压电源、触点、电动机
工作电路
低压控制电路：低压电源、开关、电磁铁、衔铁
组成：电磁铁、衔铁、弹簧（簧片）、触点。
作用：应用电磁铁控制工作电路的开关。实现远距离或自动控制。
电
磁继电器
有无铁心：线圈匝数和电流不变时，有铁心，磁性强。
线圈匝数：电流和铁心不变时，线圈匝数多，磁性强。
电流大小：线圈匝数和铁心不变时，电流大，磁性强。
影响磁性
强弱的因素
电磁铁的应用：电铃、电磁起重机、电磁继电器。
电磁铁：带铁心的螺线管。
磁性的有无——电流通断
磁性的强弱——电流强弱
磁场的方向——电流方向
电磁铁
的优点
电磁铁
受力方向
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