九年級(jí)物理全冊(cè)第十四章磁現(xiàn)象第四節(jié)電磁鐵及其應(yīng)用教案新版北師大版

第十四章磁現(xiàn)象第四節(jié)電磁鐵及其應(yīng)用一、教學(xué)背景分析本節(jié)學(xué)問(wèn)是在講解了電流的磁場(chǎng)和通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)之后的一節(jié)課，本節(jié)主要包含電磁鐵及影響其強(qiáng)弱的因素、電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理及應(yīng)用、電鈴、電磁閥車(chē)、磁浮列車(chē)等內(nèi)容。本節(jié)課是通電螺線(xiàn)管學(xué)習(xí)的延長(zhǎng)，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一節(jié)課。通過(guò)電磁鐵應(yīng)用實(shí)例的學(xué)習(xí)，培育學(xué)生應(yīng)用物理學(xué)問(wèn)解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)力，使他們?cè)瓉?lái)學(xué)習(xí)過(guò)的有關(guān)磁學(xué)的學(xué)問(wèn)在本節(jié)課中得到升華，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動(dòng)機(jī)，使學(xué)生真真實(shí)切地感覺(jué)到學(xué)有所用。由于本節(jié)應(yīng)用實(shí)例都來(lái)源于生活，學(xué)生會(huì)特別感愛(ài)好，所以在教學(xué)設(shè)計(jì)上應(yīng)從學(xué)生的生活閱歷動(dòng)身，在學(xué)習(xí)了電磁鐵學(xué)問(wèn)的基礎(chǔ)上，采納模擬試驗(yàn)演示、掛圖、電腦動(dòng)畫(huà)模擬、視頻等方式引起學(xué)生的回憶及進(jìn)一步的思索。老師也可以找尋每一環(huán)節(jié)的相關(guān)課件進(jìn)行協(xié)助教學(xué)。電磁繼電器的原理圖看起來(lái)較困難，可以實(shí)行分解細(xì)微環(huán)節(jié)，由內(nèi)而外，先隔離后整體的方法分析。二、教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)試驗(yàn)探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素，知道電磁鐵的磁性有無(wú)與電流的通斷有關(guān)，磁性的強(qiáng)弱與通電電流的強(qiáng)弱及線(xiàn)圈的匝數(shù)多少有關(guān)。體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程。進(jìn)一步體會(huì)限制變量法在探討多因素問(wèn)題時(shí)的作用。2.了解電磁鐵的構(gòu)造和工作原理。通過(guò)了解電磁鐵在生活中的一些應(yīng)用，體會(huì)學(xué)習(xí)物理的重要意義和必要性。從而進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)問(wèn)的愛(ài)好，樂(lè)于探究自然現(xiàn)象和日常生活中的物理現(xiàn)象。3.知道電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理，通過(guò)分析電磁鐵在電鈴、電磁閥、磁浮列車(chē)中的工作原理，體會(huì)電磁鐵在技術(shù)中的重要作用。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的試驗(yàn)過(guò)程。教學(xué)難點(diǎn)：電磁閥車(chē)門(mén)、磁浮列車(chē)工作過(guò)程。學(xué)生駕馭、理解影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有利于學(xué)生理解電磁鐵的應(yīng)用。本節(jié)的重點(diǎn)是通過(guò)試驗(yàn)探究了解電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素。通過(guò)試驗(yàn)探討知道電磁鐵磁性的強(qiáng)弱跟電磁鐵的匝數(shù)多少、通入電流的大小及有無(wú)鐵芯的關(guān)系，學(xué)會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)變更這些因素去變更電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。電鈴、電磁閥車(chē)門(mén)、磁浮列車(chē)等，它們都是利用電磁繼電器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)限制的。由于它們的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較困難，所以成為教學(xué)中的難點(diǎn)，教學(xué)中可以利用多媒體課件分解困難結(jié)構(gòu)，利用動(dòng)畫(huà)反映工作過(guò)程。四、教學(xué)過(guò)程1.教學(xué)引入創(chuàng)設(shè)情境引入新課，形成對(duì)電磁鐵概念的初步相識(shí)。先讓通電螺線(xiàn)管吸引大頭針，吸引不上，但能夠吸引小磁針；再在該螺線(xiàn)管中加入鐵芯，發(fā)覺(jué)有了鐵芯的螺線(xiàn)管能夠吸引許多大頭針了。從而引出電磁鐵。2.“學(xué)問(wèn)點(diǎn)”教學(xué)●什么是電磁鐵電磁鐵就是帶有鐵芯的通電螺線(xiàn)管。以電磁選礦機(jī)為例，說(shuō)明永久性磁鐵與電磁鐵的區(qū)分。突出電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)是有電有磁斷電無(wú)磁。圖片展示了鐵制品被搬運(yùn)的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生思索這臺(tái)電磁起重機(jī)如何調(diào)整磁力大小；如何輕松卸掉重物。引出：電磁鐵磁性強(qiáng)弱必需可以調(diào)整，很便利限制?！裉骄侩姶盆F磁性強(qiáng)弱的影響因素引導(dǎo)猜想：①對(duì)于一個(gè)確定的電磁鐵，在其中沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，電磁鐵沒(méi)有磁性。電磁鐵中的電流從無(wú)到有，電磁鐵的磁性也從無(wú)到有；電磁鐵中的電流從小到大，電磁鐵的磁性也從小到大。②螺線(xiàn)管是由帶有絕緣皮的導(dǎo)線(xiàn)一匝一匝密繞而成的。電流從每一匝導(dǎo)線(xiàn)中都要通過(guò)，通電的每一匝導(dǎo)線(xiàn)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，這些相同的磁場(chǎng)組合起來(lái)，其總效果等于電磁鐵磁性增加了。因此電磁鐵的線(xiàn)圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。引導(dǎo)學(xué)生思索：設(shè)計(jì)驗(yàn)證猜想的試驗(yàn)方案。學(xué)生探討如何測(cè)量電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。引出：學(xué)生會(huì)想到用電磁鐵能吸引大頭針個(gè)數(shù)來(lái)反映磁性強(qiáng)弱。圖14-4-1供應(yīng)彈簧測(cè)力計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案，如何利用彈簧測(cè)力計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁鐵吸引力大小的測(cè)量。圖14-4-1引出：在彈簧測(cè)力計(jì)下面的小鉤上掛一個(gè)小鐵塊，把電磁鐵放在小鐵塊正下方的位置上，電磁鐵通電后就會(huì)向下吸引小鐵塊，用彈簧測(cè)力計(jì)將鐵塊從電磁鐵上拉開(kāi)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越大，表明電磁鐵的磁性越強(qiáng)。圖14-4-2進(jìn)一步圖14-4-2學(xué)生分組體驗(yàn)利用圖14-4-2裝置探究電流大小對(duì)電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響。結(jié)論1：對(duì)同一個(gè)電磁鐵來(lái)講，電流越大，磁性越強(qiáng)。用什么方法和器材變更電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù)呢？【方法一】自己依據(jù)須要繞制電磁鐵線(xiàn)圈，分別繞50匝和100匝的單層線(xiàn)圈。【方法二】運(yùn)用有中間抽頭、能變更線(xiàn)圈匝數(shù)的成品電磁鐵?？梢钥紤]用滑動(dòng)變阻器改裝。老師為學(xué)生供應(yīng)上述器材，由學(xué)生自主選擇上面的試驗(yàn)方案、器材和設(shè)計(jì)試驗(yàn)記錄表格。學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)和收集證據(jù)：學(xué)生自主選擇試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和視察到的現(xiàn)象記錄下來(lái)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，老師巡察并記錄各組狀況，包括各組在試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題和閃光點(diǎn)，以備留到評(píng)估溝通階段處理。分析與論證：試驗(yàn)中的現(xiàn)象：當(dāng)電磁鐵的匝數(shù)不變時(shí)，電流越大，電磁鐵吸引的大頭針就越多或彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越大；當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈中的電流不變時(shí)，匝數(shù)越多，電磁鐵吸引的大頭針就越多或彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越大。由學(xué)生依據(jù)試驗(yàn)中的記錄狀況自己得出結(jié)論：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有：通過(guò)電磁鐵線(xiàn)圈中的電流大小、線(xiàn)圈匝數(shù)。電流越大，匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。●電磁繼電器電磁繼電器是利用電磁鐵來(lái)限制工作電路的一種開(kāi)關(guān)。為了平安，我們不能靠近高壓電路，那么如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離限制或自動(dòng)限制呢？在黑板上現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)出高壓工作電路，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)出電磁繼電器的限制電路，進(jìn)而說(shuō)明低壓電路是如何限制觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)從而限制高壓電路的。引出：限制電路是由電磁鐵、開(kāi)關(guān)和低壓電源組成；工作電路是由用電器、電磁繼電器的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、高壓電源組成。當(dāng)閉合限制電路的開(kāi)關(guān)，電磁鐵有了磁性，吸引銜鐵從而帶動(dòng)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)接通高壓電路。老師實(shí)物投影試驗(yàn)室中的電磁繼電器模型并演示，留意視察通電和斷電時(shí)觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)狀況?？偨Y(jié)：電磁繼電器是自動(dòng)限制電路裝置中的重要部件，它的主要構(gòu)造是電磁鐵，實(shí)質(zhì)是由電磁鐵限制的開(kāi)關(guān)?？梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離限制或自動(dòng)限制。引導(dǎo)學(xué)生利用電磁繼電器設(shè)計(jì)水位報(bào)警（或自動(dòng)限制）、溫度報(bào)警（或自動(dòng)限制）等好用的電路。利用試驗(yàn)室中的電鈴模型演示，用實(shí)物投影儀將其投影到投影幕上以增加可見(jiàn)度。投影出電鈴的結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生探討并分析電鈴能持續(xù)發(fā)出鈴聲的工作過(guò)程。利用計(jì)算機(jī)課件動(dòng)態(tài)模擬的方式講解電鈴的構(gòu)造和原理：電鈴實(shí)質(zhì)上是利用電磁鐵限制的開(kāi)關(guān)在起作用，利用電磁鐵通斷電來(lái)帶動(dòng)彈簧片下端的小錘打擊鈴發(fā)出聲響的?！耠姶砰y車(chē)門(mén)限制利用flash課件講解電磁閥車(chē)門(mén)限制裝置的原理。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)了解洗衣機(jī)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，進(jìn)水電磁閥基本結(jié)構(gòu)主要由一個(gè)電磁鐵和橡膠閥構(gòu)成。其工作原理是，電磁鐵線(xiàn)圈通電后，形成磁場(chǎng)，吸引鐵質(zhì)閥芯上移，離開(kāi)膜片，水流導(dǎo)通。電磁鐵線(xiàn)圈斷電后，在復(fù)位彈簧及重力作用下，閥芯下沉壓緊膜片堵住水道，停止向洗衣機(jī)內(nèi)注水?！翊鸥×熊?chē)播放網(wǎng)絡(luò)視頻《磁浮列車(chē)及其原理》。3.課堂小結(jié)（1）插入了軟鐵棒的通電螺線(xiàn)管叫電磁鐵。（2）電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小、線(xiàn)圈匝數(shù)多少、有無(wú)鐵芯等因素有關(guān)。圖14-4-3（3）電磁鐵的應(yīng)用：圖14-4-34.課堂練習(xí)（1）圖14-4-3為同學(xué)們?cè)谔接懶詫W(xué)習(xí)活動(dòng)中為倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)的一種防盜報(bào)警器，其踏板放在倉(cāng)庫(kù)的門(mén)口，電鈴和燈泡放在值班室內(nèi)，視察電路并分析這個(gè)報(bào)警器的工作原理。（2）為了減弱電磁鐵的磁性，可行的方法是()A．削減螺線(xiàn)管的匝數(shù)圖14-4-4圖14-4-4ABCDC．將螺線(xiàn)管內(nèi)的鐵芯拔出來(lái)D．變更電流的方向3．如圖14-4-4是制作、探討電磁鐵試驗(yàn)的一組示意圖，其中A、B、C三圖中，線(xiàn)圈匝數(shù)相同，而D圖中線(xiàn)圈匝數(shù)是前面線(xiàn)圈的2倍，已知I2>I1，則下列分析中正確的是（）A．比較圖A、B，可知電磁鐵通電時(shí)才有磁性B．比較圖A、C，可知電磁鐵線(xiàn)圈匝數(shù)相同時(shí)，通電電流增大，磁性增加C．比較圖A、D，可知電磁鐵線(xiàn)圈匝數(shù)相同時(shí)，通電電流增大，磁性增加D．比較圖C、D，可知電磁鐵通電電流相同時(shí)，線(xiàn)圈匝數(shù)增多，磁性增加五、教學(xué)反思本節(jié)內(nèi)容支配了學(xué)生的試驗(yàn)探究活動(dòng)，老師通過(guò)設(shè)計(jì)試驗(yàn)和展示溝通發(fā)覺(jué)問(wèn)題，并在同等的關(guān)系中，激勵(lì)學(xué)生自主發(fā)覺(jué)。在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)