人教版九年级物理下册教案设计：20.3电磁铁电磁继电器.doc

第3节　电磁铁　电磁继电器 导入一:实验导入 电与磁之间是有联系的,它是由谁发现的? 回答:奥斯特. 通电螺线管的磁场与条形磁体相似,它的磁极如何来判断? 回答:利用安培定则. 演示:利用磁铁吸引大头针. 师:磁铁能够吸引大头针,那么还有没有别的物体也能吸引大头针? 生:通电导线周围也有磁场,对大头针也会有力的作用. 　　[过渡语]　螺线管的磁性足以吸引大头针,但是如果有几十、数百斤重的铁块,螺线管无能为力,有什么办法能大大增强螺线管的磁场呢?学完本节课,就能解决这个问题. 导入二:情境导入 实验演示:“小猫钓鱼” 师:谁能说出其中的道理? 在实物展示台上拆开看:鱼嘴里有一个铁钉;鱼竿里有一个装置:“铁块+线圈”.通电后能吸引鱼,断电后不能吸引鱼. 师:“铁块+线圈”是磁铁吗?怎样验证呢? 　　[过渡语]　其实“铁块+线圈”是一个电磁铁,这节课我们就来研究一下电磁铁的性质,以及电磁铁磁力的大小与哪些因素有关. 一、电磁铁 演示实验:取一根铁钉,让它接触曲别针,发现不能吸引,将漆包线绕在上面制成线圈,通电后发现它能够吸引大头针了.断开开关,可以看到大头针又掉下来了. 问题:这种现象说明了什么? 回答:插入铁钉的通电螺线管具有磁性,并且有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性. 把一根导线绕成螺线管,在螺线管内插入铁芯,当有电流通过时有磁性.这种磁铁就叫电磁铁. 问题:你能总结出电磁铁磁性的特点吗? 回答:电磁铁有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性. 展示电磁铁在实际应用中的图片及视频. [知识拓展]　电磁铁的铁芯用软铁制造,不能用钢制作.因为软铁是软磁性材料,容易获得磁性,没有外部磁场时磁性就会很快消失,磁性保存时间较短.而钢是硬磁性材料,难获得磁性,一旦获得磁性,磁性能够保存很长时间不退磁,其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制,失去电磁铁应有的优点. 　　[过渡语]　电磁铁的磁性强弱受什么因素影响?怎样才能增强电磁铁的磁性呢? 二、电磁铁的磁性 1.电磁铁的磁性: 思路一 【演示实验】　按如图所示组装实验器材,记录铁块的位置;闭合开关,记录铁块的位置;从螺线管B端插入铁芯,记录此时铁块位置.观察现象,思考说明了什么问题? 【分析总结】　接通电源,弹簧会伸长,说明通电螺线管周围有磁场,对铁块有引力.插入铁芯,弹簧会伸得更长,引力增强,说明在通电螺线管中插入铁芯,可以使磁性增强. 【提出问题】　在实际使用中,我们需要电磁铁的磁性强弱不同,那么电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢? 【学生猜想】　电流的大小、线圈匝数、铁芯的大小等. 小组讨论猜想的合理性. 【设计实验】 师:要研究电磁铁磁性强弱,首先要确定如何判断其磁性的强弱,那么如何判断电磁铁磁性强弱呢? 生:磁性的强弱不同,对磁性物质的吸引力大小不同,可以把比较磁性强弱转化成比较吸引大头针的数量. 师:如何改变磁性的强弱? 生:利用漆包线绕成一个电磁铁,利用滑动变阻器改变流过它的电流,从而改变其磁性的强弱. 师:如果要研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,如何进行实验?如何利用实验研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系? 实验电路图: 分析:把两个线圈匝数不同的电磁铁串联,控制电流相等,可以研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系.调节滑动变阻器,改变电路中的电流,可以研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系. 学生分组进行实验,教师巡视指导. 【实验结论】　在匝数相同时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越强;电流一定时,外形相同的螺线管,匝数越多,电磁铁的磁性越强. 思路二 提出问题:电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关? 引导学生根据自己的知识和经验提出猜想并说明理由. 对学生的猜想进行归纳:1.线圈的匝数;2.电流的大小;3.有无铁芯. 师:有这么多变量都可能影响电磁铁磁性的强弱,那么我们采用什么方法进行探究?在探究过程中要注意什么?由于受器材的限制,我们先来探究电流和匝数这两个变量对电磁铁磁性的影响. 将学生按座位分为A,B两个大组,分别分配任务,进行探究实验. 请各个小组在制订计划时着重思考并讨论如下问题: A组: 1.如何改变电磁铁线圈中电流的大小? 2.如何测量电磁铁线圈中电流的大小? B组: 1.如何改变电磁铁线圈的匝数? 2.当线圈匝数改变时,电磁铁线圈中的电流也会发生变化,如何控制线圈中的电流不变呢? 鼓励学生大胆说出自己的设计方案,并对学生实验方案进行优化. 实验过程: A组过程:保持线圈匝数不变,移动滑动变阻器的滑片,改变通过线圈中的电流,观察大铁钉吸起大头针的多少. B组过程:保持通过线圈中的电流不变,改变线圈的匝数,观察大铁钉吸起大头针的多少. 实验记录表格: 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 小组 次数 电流 /A 吸引大头针 的个数/个 小组 次数 匝数 /匝 吸引大头针的个数