第十七章 從指南針到磁浮列車(chē)

1、 尊重·樂(lè)學(xué)·博識(shí)學(xué)員 物理 科目第 次個(gè)性化教案授課時(shí)間教師姓名曾莉備課時(shí)間學(xué)員年級(jí)初三課題名稱從指南針到磁浮列車(chē)課時(shí)總數(shù)共 課時(shí)教育顧問(wèn)學(xué)管教學(xué)目標(biāo)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(rèn)識(shí)磁場(chǎng)4、 認(rèn)識(shí)電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)5、 會(huì)用右手定則確定通電螺線管的磁極和電流方向6、 認(rèn)識(shí)電動(dòng)機(jī)原理教學(xué)重點(diǎn)1、 磁體的周?chē)惺裁?、 磁感線3、 奧斯特實(shí)驗(yàn)4、 通電螺線管的磁場(chǎng)5、 電磁鐵6、 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用教學(xué)難點(diǎn)1、磁體的周?chē)惺裁?、磁感線3、通電螺線管的磁場(chǎng)4、電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng) 一、作業(yè)檢查與評(píng)講二、回顧與復(fù)習(xí)三、

2、新內(nèi)容講解第十七章 從指南針到磁浮列車(chē)第一節(jié) 磁是什么你知道磁在生活中有哪些妙用嗎？知識(shí)點(diǎn)一：磁的妙用探究活動(dòng)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(jié)論：磁體具有吸引鐵質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)。吸鐵性總結(jié)：物體具有吸引鐵物質(zhì)的性質(zhì)，這個(gè)物體就具有磁性；具有磁性的物體叫磁體。探究活動(dòng)二：讓小磁針在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 現(xiàn)象：小磁針靜止時(shí)，總是一端指向南方，一端指北方。指向性總結(jié)：指南的叫南極，用英文大寫(xiě)字母S表示；指北的叫北極，用英文大寫(xiě)字母N表示。注意： 探究實(shí)驗(yàn)三：在磁鐵的什么位置吸引的大頭針最多？探究實(shí)驗(yàn)四：如果兩個(gè)相同的磁極或兩

3、個(gè)相反的磁極相互靠近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象呢？結(jié)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(jié)：1、磁性：磁鐵能吸引鐵、鈷、 鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性，具有磁性的物體就叫磁體。2、自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針靜止后有指示南北的性質(zhì)。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(qiáng)的；我們把鐵磁性物質(zhì)（鐵、鈷、鎳）與磁鐵的磁極接觸或靠近時(shí)顯出磁性的過(guò)程叫做磁化，鐵磁性物質(zhì)通過(guò)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(shí)點(diǎn)二：磁體周?chē)惺裁矗ㄖ仉y點(diǎn)）實(shí)驗(yàn)探究：科學(xué)研究證明：磁體的周?chē)_實(shí)存在著一種物質(zhì)，人們把這種物質(zhì)叫做磁場(chǎng)。為了形象直觀地描述磁場(chǎng)，人們引入了磁感應(yīng)線，簡(jiǎn)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(chǎng)方向： 磁感線上任何一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。(小磁針靜止時(shí)N極的指向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向)。3. 磁場(chǎng)強(qiáng)弱： 磁感線分布越密的地方，磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁感線分布越疏的地方，磁場(chǎng)越弱。4.磁感線方向、磁場(chǎng)方向、小磁針靜止時(shí)N極的指向三者的關(guān)系：地磁場(chǎng):地球是一個(gè)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(guān)系解決兩類(lèi)問(wèn)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(cè)的是S極,指向外側(cè)的是N極。第二節(jié) 電流的磁場(chǎng)當(dāng)把小磁針?lè)旁跅l形磁體的周?chē)鷷r(shí)，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(zhuǎn)。 原因：因?yàn)榇朋w周?chē)嬖谥艌?chǎng)，小磁針受到磁場(chǎng)的磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。那么問(wèn)題來(lái)了:小磁針只有放在磁鐵周?chē)艜?huì)受到磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？ 也就是說(shuō)，只有磁鐵周?chē)嬖谥艌?chǎng)嗎？其他物質(zhì)能不能產(chǎn)生磁場(chǎng)呢？ 1820年丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特終于用實(shí)驗(yàn)證實(shí)通電導(dǎo)體的周?chē)嬖谥艌?chǎng).這一重大發(fā)現(xiàn)轟

6、動(dòng)了科學(xué)界，使電磁學(xué)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期知識(shí)點(diǎn)一:奧斯特實(shí)驗(yàn) 在靜止的小磁針上方拉一根與小磁針平行的直導(dǎo)線，給導(dǎo)線通入直流電。觀察：1當(dāng)直導(dǎo)線通電時(shí)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(shí)小磁針發(fā)生 偏轉(zhuǎn) ；斷電時(shí)小磁針 恢復(fù)到原位置 ；說(shuō)明：通電導(dǎo)線周?chē)嬖?磁場(chǎng) 通電電流方向相反，小磁針偏轉(zhuǎn)方向 改變 ；說(shuō)明：電流的磁場(chǎng)方向與 電流方向 有關(guān)。知識(shí)點(diǎn)二：通電螺線管的磁場(chǎng)（重難點(diǎn)） 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(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電螺線

7、管周?chē)F屑分布狀態(tài)與條形磁鐵周?chē)F屑分布相似，因此，其周?chē)拇艌?chǎng)與條形磁鐵周?chē)拇艌?chǎng)相似。因此:通電螺線管對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵。(2)通電螺線管 兩 端磁性最強(qiáng).(3)通電螺線管的磁極性質(zhì)跟 電流 方向有關(guān).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(xiàng)：（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(shí)，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(wèn)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(huà)出螺線管的繞法。試一試：1.請(qǐng)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(biāo)出螺線管的電流方向及電源正、負(fù)極。 例題: 如圖所示,通電螺線管上方有一靜止的小磁針,請(qǐng)根據(jù)圖中通電螺線管的磁感線方向,判斷小磁針的左側(cè)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(fù)極,判斷螺線管的繞線方式:

9、知識(shí)點(diǎn)三：電磁鐵（重點(diǎn)）電磁鐵：內(nèi)部帶有鐵芯的通電螺線管。探索：電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟那些因素有關(guān)呢？猜想:1、電流的大小 2、線圈的匝數(shù)問(wèn)題：1、如何測(cè)量電磁鐵的磁性強(qiáng)弱? 吸引大頭針的根數(shù) 2、如何改變通過(guò)電磁鐵線圈的電流？ 滑動(dòng)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(wú)現(xiàn)象：通電時(shí)電磁鐵_吸引大頭針 斷電時(shí)電磁鐵 不吸引大頭針 結(jié)論：電磁鐵通電時(shí) 磁性，斷電時(shí)磁性 （2）研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟電流的關(guān)系現(xiàn)象：增大電流電磁鐵吸引的大頭針數(shù)目 .結(jié)論：通過(guò)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(guān)系現(xiàn)象：匝數(shù)越_,磁性越_.結(jié)論

10、：當(dāng)電流一定時(shí)，電磁鐵線圈的匝數(shù)_,磁性_.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電磁鐵通電時(shí)_磁性，斷電時(shí)磁性_；通過(guò)電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性_；當(dāng)電流一定時(shí)，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性_.電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)： 電磁鐵與永磁鐵的不同之處：電磁鐵磁性有無(wú)，可用 通斷電_來(lái)控制 （1）磁性的有無(wú)可由通、斷電控制；電磁鐵磁性強(qiáng)弱，可用 電流大小 來(lái)控制 （2）磁性的強(qiáng)弱可以改變；電磁鐵的極性變換，可用 改變電流方向 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （3）磁極可以改變。應(yīng)用：電磁起重機(jī)、電鈴、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等第三節(jié) 科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)一：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用（重點(diǎn)）電動(dòng)機(jī)通電后為什么能夠轉(zhuǎn)動(dòng)呢？它主要由哪幾部分組成？實(shí)驗(yàn)一：當(dāng)電路閉

11、合時(shí)觀察導(dǎo)體棒AB是否受力的運(yùn)動(dòng)？現(xiàn)象：當(dāng)電路閉合時(shí)，導(dǎo)體棒AB受力而運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)二：如果將磁鐵移開(kāi)，通電導(dǎo)體棒AB還能受力運(yùn)動(dòng)嗎？現(xiàn)象：導(dǎo)體棒AB不受力的作用。實(shí)驗(yàn)三：保持電流的方向不變，調(diào)換磁鐵兩極的位置，導(dǎo)體棒受力而運(yùn)動(dòng)的方向又將如何呢？現(xiàn)象：運(yùn)動(dòng)方向改變。實(shí)驗(yàn)四：當(dāng)電流方向改變時(shí)，導(dǎo)體棒AB受力運(yùn)動(dòng)的方向有什么變化？現(xiàn)象：運(yùn)動(dòng)方向改變。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到 力 的作用，力的方向與 磁極方向 和 電流方向 有關(guān)。三個(gè)特點(diǎn)：（1） 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到 力 的作用，力的方向與 磁極方向 和 電流方向 有關(guān)，其中一個(gè)改變，導(dǎo)體的受力方向也隨之改變，若二者同時(shí)改變，導(dǎo)體受力方向不變。（

12、2） 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向跟電流方向垂直，也與磁場(chǎng)方向垂直。（3） 通電導(dǎo)體中的電流方向與磁場(chǎng)方向相同或相反（即二者方向平行）時(shí)，導(dǎo)體不受磁場(chǎng)的作用力，當(dāng)通電導(dǎo)體中電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，導(dǎo)體所受磁場(chǎng)的作用力最大。例題：借助如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小明探究“磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用”。閉合開(kāi)關(guān)S,原本靜止的輕質(zhì)硬直導(dǎo)線AB水平向右運(yùn)動(dòng)。要使AB水平向左運(yùn)動(dòng),下列措施中可行的是()A.將A、B兩端對(duì)調(diào)B.將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)C.換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體D.將蹄形磁體的N、S極對(duì)調(diào)【思路導(dǎo)引】【方法歸納】磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體作用時(shí)力的方向的判斷(1)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用且受力方向取決于電

13、流方向和磁場(chǎng)方向。當(dāng)電流方向或磁場(chǎng)方向與原來(lái)相反時(shí),受力方向也與原來(lái)相反;當(dāng)電流方向和磁場(chǎng)方向同時(shí)改變時(shí),受力方向不變。(2)導(dǎo)體中的電流越大,磁場(chǎng)越強(qiáng),受到的作用力越大。(3)當(dāng)導(dǎo)體中的電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí),導(dǎo)體不受磁場(chǎng)力的作用。知識(shí)點(diǎn)二：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)（難點(diǎn)）換向器的作用:當(dāng)線圈剛越過(guò)平衡位置時(shí),換向器自動(dòng)改變電流的方向使線圈能持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。電動(dòng)機(jī)工作原理圖解：電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)器。使用直流電的電動(dòng)機(jī)叫做直流電動(dòng)機(jī)【方法歸納】直流電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)的四類(lèi)原因及解決措施四、課堂練習(xí)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(guān)于地磁場(chǎng)的描述正確的是()A.指南針總是指向南北,是因?yàn)槭艿搅说卮艌?chǎng)的作用B.地磁兩極與地理兩極完全重合C.地球周?chē)牡卮艌?chǎng)的磁感線是從地磁南極出發(fā)到地磁北極D.我國(guó)宋代學(xué)者沈括找到了地磁場(chǎng)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(shí)都不再指向南北,而是有了新的方向,如圖所示,通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明()A.地磁場(chǎng)的作用 B.磁體周?chē)嬖谥艌?chǎng)C.地球的引力 D.無(wú)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(gè)條形磁體的兩個(gè)

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(shí)所指的方向如圖所示(小磁針黑端為N極),請(qǐng)畫(huà)出圖中任一條磁感線的方向,并標(biāo)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(shí)驗(yàn),同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到如下結(jié)論,其中不正確的是()A.甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)B.甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)表明磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用C.甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)方向與電流方向有關(guān)D.甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象共同表明電能生磁,且其磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)2.為了改變通電螺線管的南北極,應(yīng)當(dāng)采用的方法是()A.增加電流強(qiáng)度B.減小電流強(qiáng)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(biāo)注正確的是()4.如圖所示為電流及其磁場(chǎng)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(lái),通電后它的外部磁場(chǎng)與磁體的磁場(chǎng)相似,靜止時(shí)它的南極指向地磁場(chǎng)的(選填“南”或“北”)極。6.最先發(fā)現(xiàn)電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)的科學(xué)家是丹麥的。如圖所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后,小磁針將(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)轉(zhuǎn)動(dòng)90°。 第6題 第7題 第8題7.某同學(xué)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(guò)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)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(xué)用右手判斷通電螺線管的磁極,請(qǐng)你在圖中標(biāo)出導(dǎo)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(lái)研究磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的實(shí)驗(yàn)裝置是()2.(多選)某通電直導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用,若要使該通電導(dǎo)體所受的磁場(chǎng)力反向,以下措施正確的是()A.只將磁場(chǎng)反向B.只將電流反向C.將磁場(chǎng)和電流同時(shí)反向 D.以上方法均可3.如圖所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中,閉合開(kāi)關(guān)后,能觀察到導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)的是圖,這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明磁場(chǎng)對(duì) 有力的作用。4.如圖所示,在直流電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程中,兩個(gè)半環(huán)起了關(guān)鍵的作用,它能使線圈剛剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)就自動(dòng)改變線圈中的 ,從而實(shí)現(xiàn)通電線圈在磁場(chǎng)中的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)是把電能轉(zhuǎn)化為能,實(shí)際使用的直流電動(dòng)機(jī)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(shí)驗(yàn)中,閉合開(kāi)關(guān)后,導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng),這說(shuō)明對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用;若要使ab向左運(yùn)動(dòng),你的方法是_。五、課堂總結(jié)第一節(jié) 磁是什么【拓展延伸】磁性材料實(shí)驗(yàn)表明,任何物質(zhì)在外磁場(chǎng)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(zhì)在外磁場(chǎng)中表現(xiàn)出的特性,物質(zhì)可分為五類(lèi):順磁性物質(zhì),抗磁性物質(zhì),鐵磁性物質(zhì),亞磁性物質(zhì),反磁性物質(zhì)。我們把順磁性物質(zhì)和抗磁性物質(zhì)稱為弱磁性物質(zhì),把鐵磁性物質(zhì)稱為強(qiáng)磁性物質(zhì)。通常所說(shuō)的磁性材料是指強(qiáng)磁性物質(zhì)。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(chǎng)【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(dāng)給電磁鐵通電時(shí),內(nèi)部的鐵芯被磁化后產(chǎn)生的磁場(chǎng)與通電螺線管本身的磁場(chǎng)方向一致,使通電螺線管的磁場(chǎng)大大增強(qiáng);斷電時(shí),其磁性會(huì)很快消失。電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流的大小、線圈的匝數(shù)、鐵芯的粗細(xì)有關(guān)。電