初三物理第十七章从指南针到磁悬浮列车教案及学案.docx
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初三物理第十七章从指南针到磁悬浮列车教案及学案
初三物理第十七章从指南针到磁悬浮列车教案及学案
九年级物理教案
第十七章《从指南针到磁悬浮列车》
一、教材分析
本章共有三节：
节“磁是什么”主要讲述磁场的性质，如何用磁感线描述磁场；第二节“电流的磁场”主要了解电和磁的联系、掌握电流的磁效应、懂得电磁铁的原理；第三节“科学探究：
电动机为什么会转动”主要讲述电动机的工作原理。
本章内容涉及到的知识主要有磁体、磁场、磁场的方向、磁感线、电流的磁场、磁场对电流的作用。
涉及到的技能有电磁铁的应用。
本章从生活中磁体的广泛应用谈起，引入磁场、电流的磁场等概念，让学生了解电磁铁在生活中的大量应用，最后，通过一个探究实验，让学生知道电动机为什么会转动──磁场对电流有力的作用。
本章教材的编写特点是较好地体现了课程标准“从生活走向物理，从物理走向社会”的编写理念，从磁在生活中的广泛应用出发，介绍磁的一些基本知识、基本概念，通过磁场的教学，培养学生抽象思维能力；通过电磁知识在生产、生活中应用的教学，进一步提高学生学习物理的兴趣、培养学生解决实际问题的能力。
二、教学目标
通过观察磁体之间的相互作用，知道磁体周围存在磁场。
通过实验探究通电螺线管外部磁场的方向。
通过实验探究，知道通电导体在磁场中受到力的作用，并且受力的方向与电流方向以及磁场方向有关。
通过了解电和磁之间的相互联系，认识到各种自然现象之间存在相互联系，养成乐于探索自然界的奥秘。
通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
三、教学重点、难点
重点：
1、磁场、磁感线及磁体的相互作用
电流的磁场及其应用。
磁场对电流的作用及其应用。
难点：
1、认识磁场的客观存在及如何用磁感线描述磁场。
右手螺旋定则的应用。
影响磁场对电流的作用力大小和方向的因素。
四、教具与教法
从基础知识和生活现象入手，引导同学们认识和探究磁场，了解电与磁的内在联系，通过探究活动，获取相关信息，并掌握相关知识，提高实际技能。
在本章学习的过程中，应着重注意学习研究，分析问题的方法，注重理论联系实际，积极动手动脑参与探究和制作活动，从而不断提高自己的创新和创造发明的能力，达到学以致用的目的。
通过学生亲自实验探究，体验科学研究的基本方法，即提出问题，观察实验，收集证据，分析和论证等。
让学生经历基本的科探究过程，学习科学的探究方法，发展科学探究能力，形成实事求是，尊重自然规律，乐于参与科学实践的科学态度和科学精神。
让学生增强与他人的协作能力。
探究和实验贯穿全章，对此在教学中应将“过程与方法”作为重要的培养目标之一。
五、课时设计
新授课3课时，复习1课时，检测讲评1课时，共计5课时。
节磁是什么
教学目标：
知道磁在日常生活、工业生产乃至高科技领域有着重要应用。
知道磁体有吸铁性和指向性。
知道磁极间相互作用的规律，会判断物体是否有磁性和磁体的磁极。
知道磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性。
知道磁感应线，会画常见磁体的磁感应线。
初步认识地磁场。
通过实验探究，培养学生用磁感应线形象地描述磁场这一抽象概念，从而体会到探究实验的乐趣。
重点、难点：
重点：
磁场的性质及如何用磁感线描述磁场。
难点：
磁场的客观存在及如何用磁感线来描述。
教具：
各种形状的磁铁、磁针、一小堆大头针、指南针、磁卡、磁盘、条形磁体、蹄形磁体、玻璃板、铁屑、有关磁性材料的实物、图片等。
课时安排：
1课时
教学过程：
一、创设情景、引入新
演示和列举磁在日常生活、工业生产及至高科技领域里一些现象和应用，例如：
指南针、磁卡、自动控制中的电磁继电器、磁浮列车等，用到磁的地方多不胜数，磁体具有什么特殊的性质，以至于得到如此广泛的应用呢？
二、投放学案，引导自学
本节概念较多，但是多数概念较为简单，可让学生先根据学案“自主学习”部分所提出的问题自学教材，来加深对所学知识的理解，教师主要对本节重点和难点部分作强调说明，如磁场的方向、磁感线的建立及其表示的意义等。
等学生自学完成后，可通过以下问题来检查和了解学生的自学状况：
磁铁具有哪些性质？
它只吸引铁吗？
请学生自己通过实验探究进行探索，归纳后回答：
磁性与磁体
磁极
磁极间的相互作用规律
磁化
你知道磁体为什么能吸引铁性物质吗？
磁场的基本性质是什么？
磁场中某点方向是怎样的？
静止的指南针为什么总是指向南北方向呢？
磁场看不见、摸不着，所以如何对磁场进行形象的描述，对于解决磁场的有关问题有很大的影响。
结合我们前面所学的物理知识想一想，如果要形象的描述出磁场的大小、方向等要素，可以用什么方法呢？
请你和周围的同学们讨论，看哪一种方法最好。
三、合作共建，展示疑点
正确理解磁体和磁极。
每个磁体都有两个磁极，一个叫南极，另一个叫北极，它是磁体上磁性最强的部分，位于磁体的两端，自然界中不存在只有单个磁极的磁体，磁体上磁极总是成对出现的，而且一个磁体也不能有多于两个的磁极。
理解磁场方向
磁场具有方向性，这一点可由小磁针在磁场中某一固定点其指向也是某一固定的方向表现出来，当把小磁针放在磁场中不同位置时，小磁针N极指的方向不同，所以，磁场中各点的方向是不同的。
在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
理解磁感线时应注意以下几点：
磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线，它并不是客观存在于磁场中的真实曲线。
磁感线是有方向的，曲线上任何方向就是该点的磁场的方向。
磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱，磁体两极处磁感线最密，表示其两极磁场最强。
磁感线是一些闭合的曲线，即磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极，在磁体的内部，都是从磁体的南极指向北极。
磁体周围磁感线的分布是立体的，而不是平面的，我们在画图时，因受纸面的限制，而只画了一个平面的磁感线分布情况。
空中任何两条磁感线绝对不会相交，因为磁场中任一点的磁场方向只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，该点就有了两个磁场方向，而这是不可能的。
四、知能应用，规律总结
磁铁吸引铁钉的过程是由于磁铁靠近铁钉时，铁钉先被，然后因为靠近端是而相互。
解析：
本题考查了“磁化”及“磁极间的作用规律”，有利于理解磁场的存在，及磁场的基本性质——磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。
人造磁体就利用了磁化来制作的。
答案:
磁化异名磁极吸引
两根钢棒互相靠近时能自动吸引，则
A.两钢棒均为磁体B.一根为磁体，另一根可能是磁体
c.两钢棒均不是磁体D.一根为磁体，另一根一定不是磁体
【答案】B
【引申】对于相互吸引，不少同学受“异名磁极互相吸引”的影响，做出A的选择，常忽略磁体可把原来没有磁性的铁、钴、镍等物质磁化后有磁性的现象。
两根钢棒可能原来都是磁体，且靠近的一端为异名磁极，另一种情况是一根钢棒有磁性，而另一钢棒不是磁体，故答案为B。
本题还有一变式：
如果两根钢棒互相靠近时能排斥，则是哪个答案呢？
五、诊断评价，查漏补缺
教师组织学生完成学案中的知能应用部分，然后师巡视批阅，了解学生做题情况。
学生活动：
完成试题后出示答案，学生自我评析。
师生讨论总结形成统一认识。
六、课堂小结，构建网络
知识发展的主干：
磁体——磁场——磁感线
七、布置作业
完成同步探究开放性作业部分。
八、板书设计
九、教学反思：
节：
《磁是什么》学案
一、自主学习
磁的基本知识
磁极：
是磁体上______的部分，任何磁体都有_____个磁极，它们分别叫做____、_______。
不存在只有单名磁极的磁体。
磁极之间的相互作用规律：
___________________。
磁化：
把铁磁性物质与磁铁的磁极接触或靠近时__________的过程叫做磁化。
静止的指南针为什么总是指向南北方向呢，原来地球是一个天然的大_____。
磁的应用：
__________________、____________________。
磁场
大量的科学研究表明：
磁体的周围确实存在着一种物质：
物理学中把这种物质命名为：
“_________”。
磁场的基本性质：
它对放入其中的磁体产生________________的作用。
磁感应线
磁感应线：
为了形象直观地描述磁场，物理这中引入了磁感应线，即用______来描述磁场的某些特征和性质，简称_______，在磁体的外部总是从磁体的______发出，最后回到_________。
磁感线分布越密的地方，其磁场就越______。
磁场的方向：
在磁体的外部磁感线上的箭头方向是由____极指向____极，磁感线上任何一点的_____，就是该点的磁场方向。
二、合作探究
如果不应用任何仪器，怎样知道一根旧钢条被磁化了没有？
画出右图中磁体周围A、B两点的磁场方向。
你认为磁感线有哪些特点和规律？
为什么指南针静止时总是指向南北方向？
你知道各种各样的人造磁体是怎么制成的吗？
三、重难点知识突破
放在磁体附近的小磁针，会发生偏转，则说明磁体周围存在着一种看不见，摸不着的物质，这种物质叫做_____。
有两根外形完全相同的棒，一根是条形磁铁，另一根是软铁，没有磁性。
如果没有其他任何用具，怎样才能知道哪一根有磁性，哪一根没有磁性？
四、知能应用
磁体上_____的部分叫磁极，一个磁体应同时具有_____个磁极。
同名磁极_____，异名磁极_____。
使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做_____，如果软铁棒和钢棒具有磁性。
那么能长期保持磁性的是_____棒。
磁体间的相互作用是通过_____发生的。
磁体的周围存在着_____。
磁场的基本性质是它对放入磁场中的_____产生_____的作用。
在磁场中某点能够自由旋转的小磁针静止时_____极的指向规定为该点磁场的方向。
磁体周围的磁感线都是从磁体的_____极出来回到磁体的_____极。
地磁两极跟地理两极并不重合，地磁N极在地理_____极附近，地磁S极在地理_____极附近。
关于磁场，下列说法不正确的是
A.磁体周围空间存在着磁场
B.地球的周围存在着磁场
c.磁场中不同位置的磁场方向可能不同
D.磁场并非真实存在，而是为了研究方便而假设的
关于对磁感线的认识，下列说法不正确的是
A.磁感线是为描述磁场而画的一种假想的曲线
B.磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密，表示磁性越强
c.磁体周围的磁感线都是从S极出发回到N极
D.磁感线与放不放铁屑无关
信鸽究竟靠什么辨别方向呢？
科学家们曾做过这样一个实验：
把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另外一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把他们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大多数缚铜块的信鸽飞回到鸽舍，而缚磁铁的信鸽却全部飞散了。
科学家的实验支持了下述哪种猜想？
A.信鸽对地形地貌有极强的记忆力
B.信鸽能发射并接受某种电磁波
c.信鸽能发射并能接受某种次声波
D.信鸽体内有某种特殊磁场物质，它能借助地磁场辨别方向
参考答案：
一、自主学习
最强两个南极北极同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引显出磁性磁体
指南针磁卡
磁场磁力
带箭头的曲线磁感线N极S极强N极S极切线方向
三、重难点知识突破
磁场2、提示：
可用一根棒的一端靠近别一根棒的中间，看是否吸引，从而来判断
四、知能应用
磁性最强两相互排斥相互吸引2、磁化钢棒3、磁场磁场磁体磁力4、N5、北南6、南北7、D8、c9、D
第二节电流的磁场
教学目标
通过对日常生活、工业生产中的电器设备的观察，知道电与磁有密切的联系。
知道电流周围存在磁场。
通过探究实验，知道通电螺线管对外相当于一条形磁铁。
会用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。
在认识通电螺线管特性的基础上了解电磁铁的构造。
重点、难点
重点：
通电螺线管的磁场及其应用。
难点：
会用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。
教具
一根硬直导线，干电池2－4节，小磁针、铁屑、螺线管、开关、导线若干。
课时数：
1课时
教学过程
一、复习回顾、引入新
提问：
1、什么是磁性？
磁极？
磁化？
磁体间的相互作用规律是什么？
磁场的基本性质及方向是怎么规定的？
磁感线反映了磁场的哪些信息？
引入：
带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合呢？
还是它们之间存在着某些联系呢？
科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。
1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场。
这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。
二、投放学案，展示疑点
学案中“自主学习”部分，以填空的形式提出问题，引导学生看课本，浅显易懂，先让学生自学，然后教师根据学生的自学情况，有选择的提出以下几个问题，让学生加深对所学内容的理解：
奥斯特实验：
指导实验进行的方法、步骤，要求把磁针放在导线的上方和下方，分别观察通电、断电时，小磁针N极的指向有什么变化。
改变电流方向再观察小磁针N极的指向有什么变化？
讲述：
奥斯实验的物理意义在于，揭示了电现象与磁现象不是各自孤立的，而是有密切联系的，这一发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情，有力推动了电磁学的深入研究。
通电螺线管的磁场
将一根粗导线绕在圆棒上，定型后取下来，我们把导线弯成这样的螺线管，给它通电，它周围也会有磁场存在吗？
演示通电螺线管的磁场：
a.观察通电螺线管外部铁屑分布的情况。
b.观察通电螺线管两端对小磁针的作用。
c.改变电流方向，检验通电螺线管两端的极性。
d.对比条形磁铁周围磁感线的分布情况，得到什么启示？
定培定则：
仔细观察课本17－11图后思考、回答：
安培定则作用是什么？
安培定则的内容是什么？
利用安培定则的判断方法如何？
讲述：
判断方法：
a.标出螺线管上电流的环绕方向。
b.用右手握住螺线管，让四指弯向电流的方向。
c.则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极。
电磁铁：
你知道什么是电磁铁吗？
电磁铁的工作原理是什么？
它有哪些特点？
讲述：
可以通过电流的通断，来控制其磁性的有无。
可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性。
可以通过改变电流的大小或匝数的多少来控制其磁性的强弱。
三、合作共建，解决疑难
怎样理解奥斯特实验？
丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现电流具有效应，即通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，而且电流的磁场与通电导线中的电流方向有关。
奥斯特实验的物理意义在于揭示了电现象和磁现象不是彼此孤立的，而是有密切联系的。
这一重大发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情，有力的推动了电磁学的深入研究。
怎样判断通电螺线管的磁极或电流方向？
运用右手螺旋定则判定时注意：
要用右手，手用错则判断的结果恰好相反。
要把四个手指并拢且弯曲成环状，弯曲的手指尖所指的方向是电流的方向。
可以把书或本子卷成纸状，在纸筒上画出导线的绕法和电流的方向，要用右手握住筒练习。
大拇指要挺起，大拇指尖所指的那端是螺线管的N极。
正确理解通电螺线管的磁场
通电螺线管的周围也存在着磁场，其外部磁场的形状与条形磁体的磁场一样，两端相当于条形磁体的N、S极，其内部也存在磁场，且内部磁感线的方向由S极指向N极，也就是说：
放在通电螺线管内静止的小磁针N极所指的那一端，就是通电螺线管的N极，通电螺线管内部的磁感线与外部从N极到S极的磁感线组成闭合的曲线。
电磁铁
电磁铁的工作原理
电磁铁是内部插有铁芯的螺线管，当通电螺线管插入铁芯后，由于铁芯被磁化产生了与原螺线管方向一致的磁场，因而它的磁性比原来强得多，因此电磁铁就是利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁性大大增强的原理工作的。
电磁铁的铁芯用软铁而不用钢
电磁铁要求其磁性随着通入电流的大小而发生明显变化，而且还要求可以通过电流的通断来控制磁性的有无。
软铁容易被磁化，磁性也很容易消失，而钢具有保持磁性的性质，钢被磁化后磁性不消失而成为永磁体，所以电磁铁的铁芯用软铁而不用钢。
四、知能应用，规律总结
如图所示，当开关S闭合后，小磁针的N，S极按箭头方向转动到与螺线管轴线方向一致时静止不动，试判断电源的正、负极。
答案：
电源左端为正极右端为负极。
方法指导：
这类题目是中考热点，重点考查了磁极间的作用规律、通电螺线管的磁场、电流方向、安培定则。
该题要先从小磁针的偏转情况入手，判断出通电螺线管的极性，再得用安培定则判断出电流的环绕方向，由电源外部的电流方向总是从正极流向负极，再判断出电源的正负极。
该题的变式：
知道电源的正负极，来判断小磁针的偏转。
解答该题需注意的是：
用右手！
勿用左手握通电螺线管。
如图所示，L是电磁铁，在电磁铁上方用弹簧悬挂一条形磁体。
当S闭合后，弹簧的长度将_____，如果变阻器的滑动片P向右移动，弹簧的长度又将____。
【解析】：
变短变长
虽然问的是弹簧的长度，实质考查了影响通电螺线管的磁性大小的因素、安培定则、磁极间的相互作用规律、滑动变阻器及欧姆定律。
螺线管断电无磁性，当开关闭合时，有电流通过螺线管，螺线管有磁性，由安培定则可判断出上端为N极，同名磁极互相排斥，所以弹簧变短；当变阻器的滑片向右滑动时，变阻器的电阻变大，电流变小，螺线管的磁性变弱，故弹簧变长。
五、诊断评价，查漏补缺
组织完成学案的巩固训练部分，找到学生的知识缺漏。
六、课堂小结，构建网络
让学生小结本节课所学的知识点，其他同学进行补充。
七、布置作业
课本105页，1、2、3题。
八、板书设计
第二节 电流的磁场
一、奥斯特实验：
表明：
通电导体周围存在着磁场
二、通电螺线管：
通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流方向有关，磁性的强弱与电流的大小有关。
三、安培定则：
内容：
判断方法：
标出螺线管上电流的环绕方向。
用右手握住螺线管，让四指弯向电流的方向。
则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极。
四、电磁铁：
定义：
工作原理：
特点：
九、教学反思
第二节《电流的磁场》学案
一、自主学习
奥斯特实验：
在小磁针上方平行架一根导线，当接通电路，导线中有电流通过，小磁针_________；断开电路，导线中无电流通过，小磁针______。
这个现象表明：
_________________，这种现象叫做电流的__________效应。
当导线中电流的方向改变，其周围磁场的方向随着改变，这说明通电导线周围的磁场方向与_______方向有关。
通电螺线管的磁场
通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场_______。
通电螺线管周围的磁场其两端的极性不是固定不变的，而是与____有关。
通电螺线管周围的磁场方向可以用安培定则来判断：
有右手握住螺线管，让四指沿着螺线管绕线方向弯曲，并跟螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指方向就是通电螺线管的_____所指方向。
电磁铁：
定义：
内部带有_____的通电螺线管称为电磁铁。
磁性强弱与什么因素有关：
电磁铁的线圈的匝数越____，电流越____，它的磁性就越强。
电磁铁的特点：
磁性的有无可以由_____来控制；磁性的强弱变化可以通过改变_____来实现；电磁铁的N、S极以及它周围磁场方向的变化可以通过改变_____来实现。
二、合作探究
小明设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图1所示，右表是他所做实验的记录。
电磁铁100匝50匝
实验次数123456
电流0.81.21.50.81.21.5
吸引铁钉的最多数目711145810
下列结论不正确的是
A．比较1、4两次实验可知：
线圈中的电流一定时，匝数越多，磁性越强
B．比较1、3、5三次实验可知：
匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强
c．比较1、2、3三次实验可知：
匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强
D．电磁铁的磁性越强，吸引铁钉的数目越多
三、重难点知识突破
如图2所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是
A.通电螺线管仍保持静止不动
B.通电螺线管能在任意位置静止
c.通电螺线管转动，直至A端指向南，B端指向北
D.通电螺线管转动，直至B端指向南，A端指向北
如图3所示，当闭合电键S后，通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端，则
A．通电螺线管的Q端为N极，电源a端为正极
B．通电螺线骨的Q端为N极，电源a端为负极
c．通电螺线管的Q端为S极，电源a端为正极
D．通电螺线管的Q端为S极，电源a端为负极
四、巩固训练
螺线管磁性的有无是由来决定的，磁极的极性是由来决定的。
奥斯特实验表明，通电导线和磁体一样，周围存在着。
在磁场的某一点，小磁针静止时其极所指的方向就是该点的磁场方向。
利用电源、开关、滑动变阻器及电磁铁等元件，设计一个磁性可调的电磁铁，画出电路图。
在研究通电螺线管的磁场时，在硬纸板上均匀地撒满铁屑，铁屑被_相当于__
通电螺线管外部的的磁场和形磁体外部的磁场一样，它的两极分别是极，极。
当改变螺线管中的电流方向时，螺线管的两磁极。
电磁铁的构造，一般是把紧密地套在一个上。
电磁铁磁性的有无可以由来控制。
一个通电螺线管两端的极性决定于：
A.螺线管的匝数B.通电螺线管的电流方向
c.螺线管内有无铁心D.螺线管内有无电流
在图中画出电磁铁的通电方向或南北极。
参考答案：
一、自主学习
发生偏转不发生偏转通电导线周围存在磁场磁
通电电流的方向2、一样通电电流的方向有关N3、铁芯多大通断电电流大小通电的电流方向
二、合作探究B
三、重难点知识突破
D2、c
四、知能应用
有无电流电流方向2、磁场北3、略
第三节科学探究：
电动机为什么会转动
教学目标
①通过学生亲自实验探究，体验科学研究的基本方法，即提出问题，观察实验，收集证据，分析和论证等。
②知道电动机转动原理及其能量转化情况。
③学会安装和制作简单的电动机。
重点、难点
重点：
电动机的转动原理
难点：
明确电动机是怎样转动的。
教具
小型直流电动一台，电动机模型一台，学生电源一台，大蹄形磁铁一块，用铝箔自制圆筒一根支架，课本图17-21的挂图，有条件的学校可进行学生分组实验或利用多媒体。
课时
升级会员 