第十七章 從指南針到磁浮列車

1、 尊重·樂學·博識學員 物理 科目第 次個性化教案授課時間教師姓名曾莉備課時間學員年級初三課題名稱從指南針到磁浮列車課時總數(shù)共 課時教育顧問學管教學目標1、 知道磁體有吸鐵性、指向性2、 知道磁極間的相互作用3、 知道磁感線，認識磁場4、 認識電流周圍存在磁場5、 會用右手定則確定通電螺線管的磁極和電流方向6、 認識電動機原理教學重點1、 磁體的周圍有什么2、 磁感線3、 奧斯特實驗4、 通電螺線管的磁場5、 電磁鐵6、 磁場對通電導線的作用教學難點1、磁體的周圍有什么2、磁感線3、通電螺線管的磁場4、電動機為什么會轉動教學過程教師活動 一、作業(yè)檢查與評講二、回顧與復習三、

2、新內(nèi)容講解第十七章 從指南針到磁浮列車第一節(jié) 磁是什么你知道磁在生活中有哪些妙用嗎？知識點一：磁的妙用探究活動一：把磁鐵靠近大頭針、鐵塊。 現(xiàn)象：磁鐵吸引大頭針、鐵塊。 把磁鐵靠近銅、鋁塊。 現(xiàn)象：磁鐵不能吸引銅、鋁塊。 結論：磁體具有吸引鐵質物質的性質。吸鐵性總結：物體具有吸引鐵物質的性質，這個物體就具有磁性；具有磁性的物體叫磁體。探究活動二：讓小磁針在水平面內(nèi)自由轉動。 現(xiàn)象：小磁針靜止時，總是一端指向南方，一端指北方。指向性總結：指南的叫南極，用英文大寫字母S表示；指北的叫北極，用英文大寫字母N表示。注意： 探究實驗三：在磁鐵的什么位置吸引的大頭針最多？探究實驗四：如果兩個相同的磁極或兩

3、個相反的磁極相互靠近時，會出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象呢？結論：同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引鐵棒靠近磁體的一端被磁化出異名磁極，另一端被磁化出同名磁極。（鐵棒磁化后容易失去磁性軟磁體；鋼棒磁化后不容易失去磁性硬磁體或永磁體）總結：1、磁性：磁鐵能吸引鐵、鈷、 鎳等物質的性質叫磁性，具有磁性的物體就叫磁體。2、自由轉動的磁針靜止后有指示南北的性質。指南的一端叫南極，指北的一端叫北極。3、磁鐵的兩極磁性是最強的；我們把鐵磁性物質（鐵、鈷、鎳）與磁鐵的磁極接觸或靠近時顯出磁性的過程叫做磁化，鐵磁性物質通過磁化可以獲得磁性。4、磁極間的作用規(guī)律：同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。【方法歸納】判斷物體是否具

4、有磁性的兩種方法知識點二：磁體周圍有什么（重難點）實驗探究：科學研究證明：磁體的周圍確實存在著一種物質，人們把這種物質叫做磁場。為了形象直觀地描述磁場，人們引入了磁感應線，簡稱磁感線。1. 磁感線的外部走向： 磁感線是有方向的曲線，在磁體外部，磁感線總是從磁體的N極發(fā)出，最后回到S極。在內(nèi)部，是從S極指向N極。2.磁場方向： 磁感線上任何一點的切線方向就是該點的磁場方向。(小磁針靜止時N極的指向就是該點的磁場方向)。3. 磁場強弱： 磁感線分布越密的地方，磁場越強；磁感線分布越疏的地方，磁場越弱。4.磁感線方向、磁場方向、小磁針靜止時N極的指向三者的關系：地磁場:地球是一個大磁體。地磁南極在地

5、理北極附近，地磁北極在地理南極附近。沈括最早發(fā)現(xiàn)了磁偏角?！痉椒w納】利用磁極和磁感線的關系解決兩類問題(1)利用磁極判斷磁感線方向:(2)利用磁感線方向確定磁極:磁感線上箭頭指向磁極內(nèi)側的是S極,指向外側的是N極。第二節(jié) 電流的磁場當把小磁針放在條形磁體的周圍時，觀察到什么現(xiàn)象？其原因是什么？觀察到小磁針發(fā)生偏轉。 原因：因為磁體周圍存在著磁場，小磁針受到磁場的磁力作用而發(fā)生偏轉。那么問題來了:小磁針只有放在磁鐵周圍才會受到磁力作用而發(fā)生偏轉嗎？ 也就是說，只有磁鐵周圍存在著磁場嗎？其他物質能不能產(chǎn)生磁場呢？ 1820年丹麥物理學家奧斯特終于用實驗證實通電導體的周圍存在著磁場.這一重大發(fā)現(xiàn)轟

6、動了科學界，使電磁學進入一個新的發(fā)展時期知識點一:奧斯特實驗 在靜止的小磁針上方拉一根與小磁針平行的直導線，給導線通入直流電。觀察：1當直導線通電時產(chǎn)生什么現(xiàn)象。 2斷電后發(fā)生什么現(xiàn)象。 3改變通電電流的方向后發(fā)生什么現(xiàn)象 通電時小磁針發(fā)生 偏轉 ；斷電時小磁針 恢復到原位置 ；說明：通電導線周圍存在 磁場 通電電流方向相反，小磁針偏轉方向 改變 ；說明：電流的磁場方向與 電流方向 有關。知識點二：通電螺線管的磁場（重難點） 觀察鐵屑的分布和小磁針的指向:在板上均勻撒滿鐵屑,在螺線管兩端各放一個小磁針，通電后觀察小磁針的指向。輕輕敲板，觀察鐵屑的排列。改變電流方向再觀察一次。實驗結論：通電螺線

7、管周圍鐵屑分布狀態(tài)與條形磁鐵周圍鐵屑分布相似，因此，其周圍的磁場與條形磁鐵周圍的磁場相似。因此:通電螺線管對外相當于一個條形磁鐵。(2)通電螺線管 兩 端磁性最強.(3)通電螺線管的磁極性質跟 電流 方向有關.辨析比較條形磁鐵和通電螺線管的異同判斷通電螺線管磁極的方法安培定則（右手螺旋定則）用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極使用注意事項：（1） 通電螺線管磁極極性由通電螺線管上電流的環(huán)繞方向決定。（2） 用右手握螺線管時，四指的彎曲方向必須是螺線管上電流的環(huán)繞方向。（3） 通電螺線管的N極和S極一定在通電螺線管的兩端。右手螺旋定則可以解決以下問題:1

8、.給出電流方向,判斷N、S極。2.給出小磁針的N、S極,判斷通電螺線管的N、S極和磁感線方向及電流方向。3.給出電流方向和螺線管N、S極,畫出螺線管的繞法。試一試：1.請你用安培定則判斷出以下各圖中通電螺線管的N極 2.如圖標出螺線管的電流方向及電源正、負極。 例題: 如圖所示,通電螺線管上方有一靜止的小磁針,請根據(jù)圖中通電螺線管的磁感線方向,判斷小磁針的左側為極,A為電源的極?！痉椒w納】通電螺線管的極性和電流方向的判定(1)已知電流方向判斷螺線管的磁極:(2)已知磁感線方向或通電螺線管的N、S極,判定螺線管中電流的方向:(3)根據(jù)通電螺線管的N、S極以及電源的正負極,判斷螺線管的繞線方式:

9、知識點三：電磁鐵（重點）電磁鐵：內(nèi)部帶有鐵芯的通電螺線管。探索：電磁鐵磁性強弱跟那些因素有關呢？猜想:1、電流的大小 2、線圈的匝數(shù)問題：1、如何測量電磁鐵的磁性強弱? 吸引大頭針的根數(shù) 2、如何改變通過電磁鐵線圈的電流？ 滑動變阻器 3、如何改變電磁鐵線圈的匝數(shù)？ 改變銅絲纏繞的圈數(shù)（1） 研究電磁鐵的磁性有無現(xiàn)象：通電時電磁鐵_吸引大頭針 斷電時電磁鐵 不吸引大頭針 結論：電磁鐵通電時 磁性，斷電時磁性 （2）研究電磁鐵的磁性強弱跟電流的關系現(xiàn)象：增大電流電磁鐵吸引的大頭針數(shù)目 .結論：通過電磁鐵的電流越 ,電磁鐵的磁性 (3)研究電磁鐵的磁性跟線圈匝數(shù)的關系現(xiàn)象：匝數(shù)越_,磁性越_.結論

10、：當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)_,磁性_.實驗結論：電磁鐵通電時_磁性，斷電時磁性_；通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性_；當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性_.電磁鐵的優(yōu)點： 電磁鐵與永磁鐵的不同之處：電磁鐵磁性有無，可用 通斷電_來控制 （1）磁性的有無可由通、斷電控制；電磁鐵磁性強弱，可用 電流大小 來控制 （2）磁性的強弱可以改變；電磁鐵的極性變換，可用 改變電流方向 來實現(xiàn)。 （3）磁極可以改變。應用：電磁起重機、電鈴、電動機、發(fā)電機等第三節(jié) 科學探究：電動機為什么會轉動知識點一：磁場對通電導線的作用（重點）電動機通電后為什么能夠轉動呢？它主要由哪幾部分組成？實驗一：當電路閉

11、合時觀察導體棒AB是否受力的運動？現(xiàn)象：當電路閉合時，導體棒AB受力而運動。實驗二：如果將磁鐵移開，通電導體棒AB還能受力運動嗎？現(xiàn)象：導體棒AB不受力的作用。實驗三：保持電流的方向不變，調(diào)換磁鐵兩極的位置，導體棒受力而運動的方向又將如何呢？現(xiàn)象：運動方向改變。實驗四：當電流方向改變時，導體棒AB受力運動的方向有什么變化？現(xiàn)象：運動方向改變。實驗結論：通電導體在磁場中受到 力 的作用，力的方向與 磁極方向 和 電流方向 有關。三個特點：（1） 通電導體在磁場中受到 力 的作用，力的方向與 磁極方向 和 電流方向 有關，其中一個改變，導體的受力方向也隨之改變，若二者同時改變，導體受力方向不變。（

12、2） 通電導體在磁場中的受力方向跟電流方向垂直，也與磁場方向垂直。（3） 通電導體中的電流方向與磁場方向相同或相反（即二者方向平行）時，導體不受磁場的作用力，當通電導體中電流方向與磁場方向垂直時，導體所受磁場的作用力最大。例題：借助如圖所示的實驗裝置,小明探究“磁場對通電直導線的作用”。閉合開關S,原本靜止的輕質硬直導線AB水平向右運動。要使AB水平向左運動,下列措施中可行的是()A.將A、B兩端對調(diào)B.將滑動變阻器的滑片P向右移動C.換用磁性更強的蹄形磁體D.將蹄形磁體的N、S極對調(diào)【思路導引】【方法歸納】磁場對通電導體作用時力的方向的判斷(1)通電導體在磁場中受到力的作用且受力方向取決于電

13、流方向和磁場方向。當電流方向或磁場方向與原來相反時,受力方向也與原來相反;當電流方向和磁場方向同時改變時,受力方向不變。(2)導體中的電流越大,磁場越強,受到的作用力越大。(3)當導體中的電流方向與磁場方向平行時,導體不受磁場力的作用。知識點二：電動機為什么會轉動（難點）換向器的作用:當線圈剛越過平衡位置時,換向器自動改變電流的方向使線圈能持續(xù)地轉動下去。電動機工作原理圖解：電動機是把電能轉化為機械能的動力機器。使用直流電的電動機叫做直流電動機【方法歸納】直流電動機不轉的四類原因及解決措施四、課堂練習第一節(jié)1.下列物品中,能被磁鐵吸引的是()A.粉筆 B.塑料尺 C.大頭針 D.橡皮擦2.下列

14、關于地磁場的描述正確的是()A.指南針總是指向南北,是因為受到了地磁場的作用B.地磁兩極與地理兩極完全重合C.地球周圍的地磁場的磁感線是從地磁南極出發(fā)到地磁北極D.我國宋代學者沈括找到了地磁場產(chǎn)生的原因3.若在小桌上放一圈小磁針,觀察小磁針的指向,再把一條形磁鐵放在小磁針的中間,小磁針靜止時都不再指向南北,而是有了新的方向,如圖所示,通過這個實驗說明()A.地磁場的作用 B.磁體周圍存在著磁場C.地球的引力 D.無法確定4.小嫻不小心將甲、乙兩磁鐵棒各摔成兩半,破裂情況如圖所示。若將兩磁鐵棒按原狀自然接合,則甲棒兩半將互相,乙棒兩半將互相。 第4題 第5題 第6題5.a、b為兩個條形磁體的兩個

15、磁極,根據(jù)如圖所示的磁感線方向,可以判斷a為極,小磁針上端為極。6.如圖所示,磁體旁小磁針靜止時所指的方向如圖所示(小磁針黑端為N極),請畫出圖中任一條磁感線的方向,并標出磁體的S、N極。第二節(jié)1.課堂上教師做了如圖所示的演示實驗,同學們根據(jù)實驗現(xiàn)象得到如下結論,其中不正確的是()A.甲、乙兩次實驗表明通電導線周圍存在磁場B.甲、丙兩次實驗表明磁場對電流有力的作用C.甲、丙兩次實驗表明通電導線周圍的磁場方向與電流方向有關D.甲、乙、丙三次實驗現(xiàn)象共同表明電能生磁,且其磁場方向與電流方向有關2.為了改變通電螺線管的南北極,應當采用的方法是()A.增加電流強度B.減小電流強度C.增加線圈匝數(shù) D.

16、改變電流方向3.下列四幅圖中,通電螺線管的極性標注正確的是()4.如圖所示為電流及其磁場的磁感線分布圖示,其中正確的是()5.把螺線管水平懸掛起來,通電后它的外部磁場與磁體的磁場相似,靜止時它的南極指向地磁場的(選填“南”或“北”)極。6.最先發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場的科學家是丹麥的。如圖所示,當開關閉合后,小磁針將(選填“順時針”或“逆時針”)轉動90°。 第6題 第7題 第8題7.某同學探究電磁鐵的特性,連成了如圖所示的電路,如果想改變電路中的電流,可以通過調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。通過觀察電磁鐵吸起大頭針的多少可判斷電磁鐵磁性的。8.如圖所示,某同學用右手判斷通電螺線管的磁極,請你在圖中標出導線

17、中的電流方向和螺線管的N、S極。第三節(jié)1.如圖所示,用來研究磁場對電流作用力的實驗裝置是()2.(多選)某通電直導體在磁場中受到磁場力的作用,若要使該通電導體所受的磁場力反向,以下措施正確的是()A.只將磁場反向B.只將電流反向C.將磁場和電流同時反向 D.以上方法均可3.如圖所示的兩個實驗中,閉合開關后,能觀察到導體ab運動的是圖,這個現(xiàn)象說明磁場對 有力的作用。4.如圖所示,在直流電動機的工作過程中,兩個半環(huán)起了關鍵的作用,它能使線圈剛剛轉過平衡位置時就自動改變線圈中的 ,從而實現(xiàn)通電線圈在磁場中的連續(xù)轉動。電動機工作時是把電能轉化為能,實際使用的直流電動機由和兩部分組成,如圖所示的線圈為

18、。 第4題 第5題5.如圖所示的實驗中,閉合開關后,導體棒ab向右運動,這說明對通電導體有力的作用;若要使ab向左運動,你的方法是_。五、課堂總結第一節(jié) 磁是什么【拓展延伸】磁性材料實驗表明,任何物質在外磁場中都能夠或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同。根據(jù)物質在外磁場中表現(xiàn)出的特性,物質可分為五類:順磁性物質,抗磁性物質,鐵磁性物質,亞磁性物質,反磁性物質。我們把順磁性物質和抗磁性物質稱為弱磁性物質,把鐵磁性物質稱為強磁性物質。通常所說的磁性材料是指強磁性物質。磁性材料按磁化后去磁的難易可分為軟磁材料和硬磁材料。第二節(jié) 電流的磁場【拓展延伸】電磁鐵 電磁鐵是內(nèi)部帶有鐵芯的螺線管。電磁鐵的鐵芯是軟鐵,當給電磁鐵通電時,內(nèi)部的鐵芯被磁化后產(chǎn)生的磁場與通電螺線管本身的磁場方向一致,使通電螺線管的磁場大大增強;斷電時,其磁性會很快消失。電磁鐵的磁性強弱與電流的大小、線圈的匝數(shù)、鐵芯的粗細有關。電