7.3《电磁铁》教学设计

《电 磁 铁》
【教学目标】
知识目标：
?1．知道什么是电磁铁；
2．理解电磁铁的特性和工作原理。
过程方法：
1．通过探究电磁铁磁性与什么因素有关的实验，进一步发展学生的空间想象力；
2.通过对实验的分析，提高学生比较、分析、归纳、结论的能力。
情感目标：
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，培养学生的学习热情和求是态度，初步领会探索物理规律的方法。
学习重点
电磁铁的概念及影响电磁铁磁性强弱的因素
学习难点
影响电磁铁磁性强弱的因素
【教学过程】
?
一、引入
教师：在上一节课中，我们一起学习了《电流的磁场》，通过学习，我们知道了电流的周围存在着磁场，通电螺线管也具有磁性。下面，请同学们来看一个实验
实验1：取一个通电螺线管，用它靠近一个小磁针；
发现：小磁针发生偏转
实验2：用这个通电螺线管去靠近小铁钉
发现：通电螺线管不能吸引小铁钉
教师：以上实验说明通电螺线管具有磁性，但是磁性比较弱。那么如果给通电螺线管中插入一个铁心，又会怎么样呢？
实验3：用插入铁芯的通电螺线管去靠近
发现：插入铁芯的通电螺线管很容易就能够吸引许多小铁钉
问：为什么通电螺线中插入铁芯之后，磁性会增强呢？
学生：因为通电螺线管把铁心磁化了
教师：很好。因为通电螺线管具有磁性，它把铁心磁化了，通电螺线管和铁心的共同作用，使磁性增强了。那么，我们把通电螺线管和铁心合称为电磁铁，这节课，我们就一起来学习一下《实验：研究电磁铁》
板书：
实验：研究电磁铁
二、新授
一）、电磁铁：通电螺线管和铁心合称为电磁铁
教师：下面请大家看一段录像
展示：多媒体展示电磁起重机搬运铁件的过程片段
教师：在刚才看到的录像中，用电磁铁做成的电磁起重机来回搬运铁件，那么，电磁铁的磁性和哪些因素有关呢？请大家想一想、议一议，大胆说出你的想法来。
学生讨论
学生：磁性的有无可能和电流的通断有关系；磁性的强弱可能和电流的大小、匝数的多式有关系。
教师：有了这个猜想之后，大家想一想，通过什么样的实验检验刚才的猜想是否正确？
教师：为了验证以上的猜想，需要解决两个个问题：
1、这个实验需要那些器材？电路怎样设计？
2、怎样来判断电磁铁磁性的强弱？
想好的同学举手。
学生1：这个实验中需要电源、电磁铁、电流表、滑动变阻器、开关、导线，把它们组成一个串联电路。
学生2：可以通过电磁铁吸引小铁钉的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
教师：解决了实验设计中的问题，那么，在做实验中，我们应该注意哪一些问题，请大家讨论一下，发表你自己的看法。
学生：连接电路的时候，开关要断开，滑动变阻器要放到最大阻值处，电流表的正负极接法正确，量程选择要合适，在实验中要注意控制变量法的运用。
教师：很好。在实验中要注意控制变量法的运用，具体一点来说，在研究电磁铁磁性的强弱和电流大小的关系时，要控制通电螺线管的匝数不变；在研究电磁铁磁性的强弱和通电螺线管的匝数的关系时，要控制电流的大小不变。
下面请大家自己动手做一做，在做的时候仔细观察，看一看你会发现什么？能够总结出什么规律？实验中有什么需要改进的地方？
学生：学生分组实验（电磁铁为自制的电磁铁，大铁钉上缠绕较粗的漆包线）
问：刚才大家通过实验，探究了电磁铁磁性的产生、磁性的强弱和哪些因素有关系，大家有什么发现呢？
学生1：电磁铁通电时有磁性，断电时也有磁性；
学生2、通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强；
学生3、线圈的匝数越多，它的磁性越强。
展示：多媒体展示电磁铁通电时吸引小铁钉，断电时也吸引小铁钉的图像
教师：通过实验，大家发现，在通电螺线管的匝数一定的条件下，通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强；在电流一定的条件下，线圈的匝数越多，它的磁性越强。还发现电磁铁通电时有磁性，断电时也有磁性。这些发现和我们的猜想一致吗？
学生：电磁铁通电时有磁性，断电时也有磁性这一点不一致。
教师：下面老师把这个实验在做一遍，大家注意观察。
演示：电磁铁通、断电时磁性的有无情况。（电磁铁为标准器材）
发现：电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性。
教师：这个实验现象和大家做的有很大的不同，这是为什么？我们在做实验的时候用到了一个铁钉，它被磁化后，磁性不容易丧失，所以出现了电磁铁通电时吸引小铁钉，断电时也吸引小铁钉的现象。那么修正了这个不足之后，我们能得到什么结论呢？
学生总结，教师板书：
二）、电磁铁磁性的有无和电流的通断有关系，电磁铁磁性的强弱和电流的大小、线圈匝数的多少有关系。
教师：电磁铁磁性的有无和电流的通断有关系，通电的时候，电磁铁有磁性，断电的时候，电磁铁没有磁性；电磁铁磁性的强弱和电流的大小、线圈匝数的多少有关系，在线圈的匝数一定时，电流越大，磁性越强，在电流一定时，对于外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，磁性越强。
教师：在大家刚才做实验的时候，研究电磁铁磁性的强弱和电流的大小有关系时，我注意到有一部分同学分两次来做，用滑动变阻器控制两次的电流相同，有一部分同学把两个匝数不同的电磁铁串联起来。这两种做法哪一种更优秀一些，为什么？
学生：第二种更优秀一些，它操作简单，可以不用滑动变阻器来改变电流。
教师：很好。第一种实验方案中，我们需要用滑动变阻器来控制使得两次的电流相等。第二种实验方案中，设计了一个串联电路，把两个匝数不同的电磁铁串联起来，我们在前面学习串联电路的时候知道，串联电路电流处处相等，所以流过匝数多的电磁铁和流过匝数少的电磁铁的电流肯定是相等的，这样操作上简便一些，所以第二种的设计更优秀一些。
教师：我们这一节课学习了电磁铁，前面还学习了永磁体，想比于永磁体，电磁铁有哪些优点呢？
学生：电磁铁磁性的有无可以通过电流的通断来控制；电磁铁磁性的强弱可以通过电流的大小、匝数的多少来控制；电磁铁磁极可以通过改变电流的方向来控制。
展示：多媒体展示电磁铁的优点。
教师：正是因为电磁铁有这么多的优点，所以它在工农业生产和日常生活中得到了广泛的应用。
板书：
三）、电磁铁的应用
教师：第一个应用――电磁起重机的工作过程我们在本节课一开始就看到了，电磁起重机的吸盘部分就是一个大的电磁铁。
展示：多媒体展示电磁起重机吸盘的图像。
教师：除此之外，我们国家新建了一条磁悬浮线路，在磁悬浮列车中就用到了电磁铁部分。
展示：多媒体展示磁悬浮列车中电磁铁部分的图像。
教师；我们平时听到的上课铃声，电铃中也用到了电磁铁部分。
展示：多媒体展示电铃的工作原理图。
演示：教师对照电铃的模型讲解电磁铁在其中的应用，演示电铃的工作情况。
教师：同学们下去之后对照电铃的工作原理图，思考一下电铃的工作原理。
三、小结
教师：我们一起来想一想，这节课我们学到了哪些东西？我们学习到了电磁铁的概念：通电螺线管和铁心合称为电磁铁。决定电磁铁磁性的一些因素：电磁铁磁性的有无和电流的通断有关系，通电的时候，电磁铁有磁性，断电的时候，电磁铁没有磁性；电磁铁磁性的强弱和电流的大小、线圈匝数的多少有关系，在线圈的匝数一定时，电流越大，磁性越强，在电流一定时，对于外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，磁性越强。同时还学习了电磁铁的应用。
下面我们做一些练习来巩固一下本节课的学习内容。