北京課改版九上《探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素》教案

1、最新北京課改版九上探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素教案一、問(wèn)題的提出在物理課上 , 老師在講完磁體之后,對(duì)大家說(shuō)：“是不是只有磁體才能吸引鐵塊？”, 過(guò)了一會(huì) ,老師拿出一個(gè)教具給大家做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),這個(gè)裝置不通電時(shí)不能吸引鐵塊,一通電就可以吸引鐵塊。老師告訴大家這個(gè)裝置叫做電磁鐵,并問(wèn)大家是否見(jiàn)過(guò)這樣類(lèi)似的裝置。同學(xué)們十分踴躍地就說(shuō)開(kāi)了：有的說(shuō)在別人修洗衣機(jī)時(shí)見(jiàn)到過(guò)；有的說(shuō)在別人修漏電保護(hù)器時(shí)見(jiàn)到過(guò)；還有的同學(xué)說(shuō)在電視節(jié)目中見(jiàn)到過(guò),而且那個(gè)電磁鐵的磁性很大, 可以把幾十噸的鐵塊一下子就能吸引起來(lái)。接著老師又拿出一個(gè)自制的電磁鐵,并說(shuō)明了一下纏繞的方法,然后又給大家提出了一個(gè)問(wèn)題：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱到

2、底和什么因素有關(guān),請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究一下？并要求大家自愿組成小組,最后寫(xiě)出探究報(bào)告在一周之后上交。二、假設(shè)的形成與陳述接到了問(wèn)題之后,我們首先成立了探究小組,然后對(duì)老師提出的問(wèn)題進(jìn)行了猜想和推測(cè)。我們認(rèn)為：既然電磁鐵是通電的,就應(yīng)該電流越大,它的磁性越強(qiáng)（可以從吸引大頭針的數(shù)量來(lái)體現(xiàn)）；電磁鐵是由一圈圈的漆包線(xiàn)組成的,就應(yīng)該是圈數(shù)越多磁性越強(qiáng)。磁性強(qiáng)弱可能與線(xiàn)圈的匝數(shù)、電流的大小兩個(gè)因素有關(guān)。要看其中的一個(gè)因素是否能夠影響電磁鐵的磁性 ,就要對(duì)另一個(gè)因素加以限制 ,。最終我們得出了這樣的兩個(gè)研究假設(shè)：假設(shè) 1：在電磁鐵線(xiàn)圈的圈數(shù)一定情條件下, 如果通過(guò)電磁鐵的電流越大,則電磁鐵的磁性就越強(qiáng)。

3、假設(shè) 2：在通過(guò)電磁鐵的電流一定條件下,如果電磁鐵線(xiàn)圈的圈數(shù)越多,則電磁鐵的磁性就越強(qiáng)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)中 ,我們對(duì)研究假設(shè)中的變量進(jìn)行識(shí)別, 確定了自變量、控制變量、因變量。根據(jù)自變量測(cè)量的需要選擇了實(shí)驗(yàn)儀器并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)的步驟,根據(jù)自變量、控制變量和因變量的內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的次數(shù)設(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)記錄表格。（一）識(shí)別變量 ,并對(duì)變量進(jìn)行操作定義根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的假設(shè) 1 可以確定自變量為電流的大小 ,因變量為電磁鐵的磁性強(qiáng)弱 ,電磁鐵線(xiàn)圈的圈數(shù)為控制的變量。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的假設(shè) 2 可以確定自變量為電磁鐵線(xiàn)圈的圈數(shù) ,因變量為電磁鐵的磁性強(qiáng)弱 ,控制的變量電流的大小。電磁鐵磁性強(qiáng)弱可以定義為吸引大頭針

4、的多少。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 ,一個(gè)自變量被進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí) ,另一個(gè)自變量則是被控制的變量。（見(jiàn)表1）表 1控 制 變 量自 變 量因 變 量電磁鐵線(xiàn)圈的圈數(shù)電流電磁鐵磁性（吸引大頭針的數(shù)1 / 4電流電磁鐵線(xiàn)圈的圈數(shù)量）（二）選擇控制技術(shù)通過(guò)怎樣的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)以上猜想呢？同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論,認(rèn)為應(yīng)該利用控制變量法 ,分 別控制線(xiàn)圈匝數(shù)、電流。即：（ 1）保持線(xiàn)圈匝數(shù)一定 , 改變通電電流的大小 , 測(cè)量電磁鐵的磁性強(qiáng)弱。（ 2）保持電流一定 , 改變線(xiàn)圈的匝數(shù) , 測(cè)量電磁鐵的磁性強(qiáng)弱。為此 ,需要解決三個(gè)問(wèn)題：怎樣測(cè)量電磁鐵磁性的強(qiáng)弱、怎樣改變和測(cè)量通過(guò)電磁鐵線(xiàn)圈的電流、怎樣改變電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù)。同學(xué)們討論

5、了解決這三個(gè)問(wèn)題的各種可能方法,最終確立下了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案方案。實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)就是改變電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù)的問(wèn)題 ,為了解決這個(gè) ,我們決定制作一個(gè)多抽頭的線(xiàn)圈。（三）確定實(shí)驗(yàn)所需的材料和設(shè)備,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟 材料和設(shè)備需要的實(shí)驗(yàn)器材如下：漆包線(xiàn)（ =1.1mmL=10m ）塑料管（ =20mmL=100m m）鐵芯（ =14mmL=120mm） 干電池（ 1 號(hào)2 節(jié)）、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器（20 2A ）、電流表 (J0407 型 )、導(dǎo)線(xiàn)、若干大頭針、鐵架臺(tái)。首先要用這種規(guī)格的漆包線(xiàn)作制一個(gè)八抽頭的電磁鐵（ 120 匝 每 20 匝抽出一個(gè)接線(xiàn)端） ,選取這樣直徑的漆包線(xiàn)和塑料管纏繞起來(lái)比較方便 ,實(shí)驗(yàn)

6、操作時(shí)可見(jiàn)度較大且簡(jiǎn)便圖 1易行。制作多抽頭就是為了改變線(xiàn)圈中的匝數(shù)而設(shè)計(jì)的。選用滑動(dòng)變阻器就是為了改變電路中的電流 ,電流表就是為了測(cè)量電路中的電流大小,其余器件就不必介紹了。實(shí)驗(yàn)步驟：為了檢驗(yàn)假設(shè) 1 和 2 的真?zhèn)涡?,我們分別設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟中 ,包括有為了實(shí)驗(yàn)的實(shí)施而準(zhǔn)備的電路連接的步驟；改變自變量、測(cè)量因變量所進(jìn)行的操作步驟 ,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)記錄的步驟；為處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而進(jìn)行的圖像擬合等。步驟 1： .按圖 1 所示實(shí)物電路圖連接實(shí)物 ,打開(kāi)開(kāi)關(guān) ,將變阻器滑片放在最大位置。 .試觸開(kāi)關(guān) ,檢驗(yàn)電路連接是否正確。 .閉合開(kāi)關(guān) ,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器、觀察電流表,用電磁鐵去

7、吸引大頭針。 .記下電流表的示數(shù)和大頭針的數(shù)目,并將結(jié)果記錄在表中。 .改變電流 ,重復(fù)步驟 4 和 5,并將結(jié)果記錄在表中。步驟 2： .改變電磁鐵接線(xiàn)匝數(shù) ,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器、保持電流值一定,用電磁鐵去吸引大頭針。 .記下電流表的示數(shù)和大頭針的數(shù)目,并將結(jié)果記錄在表中。 .重復(fù)步驟7 和 8,并將結(jié)果記錄在表中。 .將實(shí)驗(yàn)記錄用 excel 做出圖像。 .整理實(shí)驗(yàn)儀器 ,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 , （三） 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表2 / 4在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格時(shí), 我們把控制變量固定在表格的右上方, 自變量的記錄放在表格中的第一層 , 因變量的記錄放在表格中的第二層 , 以體現(xiàn)出它們之間的因果關(guān)系 , 為了觀察它

8、們變化的規(guī)律性在橫向上采用了多組測(cè)量記錄的方式。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄設(shè)計(jì)表格中就要體現(xiàn)出自變量、因變量每次記錄的結(jié)果。見(jiàn)表2、表 3 所示。表 2 電磁鐵磁性與電流的關(guān)系線(xiàn)圈匝數(shù)匝電流（ A ）電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)表 3電磁鐵磁性與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系電流A匝數(shù)電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)四、實(shí)驗(yàn)實(shí)施根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)施,并做好實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)實(shí)施 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 4 電磁鐵磁性與電流的關(guān)系線(xiàn)圈匝數(shù)160 匝電 流（ A ）0 20 4060 81 0電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)14224866表 5 電磁鐵磁性與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系電流 1A匝 數(shù)20406080100120140160電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)1

9、7121531384556五、分析結(jié)論從表 4 可以看出：當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈匝數(shù)不變、電流逐漸增大時(shí),電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)是同步增大的。從表5 可以看出：在電流相同的情況下、電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù)增加時(shí),電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)是同步增大的。由此可以得到：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱和電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù)、通過(guò)電磁鐵線(xiàn)圈的電流有關(guān) ,電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù)越多、電流越大 ,磁性越強(qiáng)。六、交流結(jié)論3 / 4實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 ,各個(gè)小組把實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果寫(xiě)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并交流討論了不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)的假設(shè)和變量的識(shí)別上基本相同,在磁性的操作性定義、操作步驟有所不同,有的采用的是吸引鐵沙稱(chēng)其質(zhì)量的方法,在改變?cè)褦?shù)的方法中有的小組是采用先

10、繞好再逐漸解開(kāi)數(shù)匝數(shù)的方法。所有的這些方法都活躍了我們的思想、開(kāi)闊了我們思維。評(píng)析：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素的探究方案取材于教材, 是一個(gè)完整的探究案例, 探究方案設(shè)計(jì)全面 , 器材有些是學(xué)生可以親自動(dòng)手制作的, 有些是中學(xué)實(shí)驗(yàn)室具備的 , 故具有可操作性 , 自制多抽頭電磁鐵是本實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)特色。探究過(guò)程中的假設(shè)確立、變量分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)合理 , 具有可重復(fù)性?；仡櫼陨咸骄窟^(guò)程 ,我們認(rèn)為有四方面是特別重要的：自制一個(gè)多抽頭的線(xiàn)圈是實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的必備基礎(chǔ) ,是材料準(zhǔn)備較為困難的,沒(méi)有現(xiàn)成的漆包線(xiàn)可從廢舊的鎮(zhèn)流器、變壓器中拆出來(lái)。當(dāng)改變線(xiàn)圈匝數(shù)的時(shí)候,要確實(shí)做到了線(xiàn)圈中電流保持不變,由于線(xiàn)圈的電

11、阻很小因而在改變線(xiàn)圈匝數(shù)時(shí) ,電流變化很小需要細(xì)心調(diào)節(jié)。在吸引大頭針時(shí),盒子內(nèi)放置的大頭針的量和電磁鐵鐵芯露出的多少也是要注意的,本實(shí)驗(yàn)中采用吸引大頭針的方法是否科學(xué)還有待做于進(jìn)一步的研究。在實(shí)驗(yàn)假設(shè)的建立、各種變量的確定、器材的選擇、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)等方面中注意時(shí)刻體現(xiàn)出科學(xué)探究的邏輯性和嚴(yán)謹(jǐn)性的意識(shí)是十分重要的。從本案例中我們也可以看出, 影響因變量的自變量可能不只一個(gè), 因而在進(jìn)行變量的確立時(shí) , 首先要保證自變量和因變量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系, 此自變量確立后 , 其它關(guān)系中出現(xiàn)的自變量在此時(shí)就成為被控制的變量。而操作性定義的使用就是為了清楚而簡(jiǎn)潔的將所要測(cè)量的事物具體化 ,以便于其他人確切地使用同樣的程序和測(cè)量方法重