八年级科学下册 第一章 电与磁教案 新版浙教版.docx
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八年级科学下册第一章电与磁教案新版浙教版
2019-2020年八年级科学下册第一章电与磁教案1（新版）浙教版
主题
电与磁
教学内容
重点：
1.理解磁场的基本性质，知道磁场的方向和判断方法。
2.认识通电螺线管磁场的特征，会用右手螺旋定则判断磁场方向和电流方向。
3.理解电磁继电器的结构和工作原理。
知道通电导线在磁场中受到的力的方向与哪些因素有关。
难点：
1.知道地磁场的存在，知道地理北极就是地磁南极。
2.能设计实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素，并从实验结果定性得出影响电磁铁磁性强弱的因素
及其相互关系。
3.了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。
磁体和磁极：
1、【观察实验】先用线将条形磁体悬挂起来，使它自由转动，观察它的静止方位；再支起小磁针，让它在水平方向上自由转动，观察它的静止方位。
——小磁针在静止后的位置总是指向南北方向的。
结论：
小磁针或条形磁体指向北方的一端叫北极；指向南方的一端叫南极。
2、【实验】
（1）让磁铁与铁块、木块、塑料、铝块、铜块等接近。
——能被磁铁吸引的物体有：
铁块
结论：
磁体：
具有磁性的物体－－能吸引铁、钴、镍等物质的物体。
（2）用条形磁铁去吸一些铁屑。
——发现原来均匀分布的铁屑不再均匀，磁铁的两端吸附的铁屑特别多。
说明磁体各部分的磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱。
结论：
磁体有两个磁性最强的磁极－－南极（S极）和北极（N极）
【设问】世界最早的指南工具是什么？
它是根据什么原理制成的？
——世界最早的指南工具就是我国战国时代的指南针，叫司南，它是根据磁针静止时总是指向南北方向的原理制成的。
（3）用磁铁的一极靠近小磁针。
——同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
3、磁体间有相互作用：
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【讨论】如果磁体被分割成两段或几段后，每一段磁体上是否仍然有南北极呢？
——有。
在水平面上有南北指向性。
【实验】铁棒的下方放些铁屑，让条形磁铁靠近铁棒。
然后把条形磁铁拿开。
——现象：
条形磁铁靠近时，铁棒能吸引铁屑。
说明铁棒有了磁性。
拿开条形磁铁后，铁屑又都落下。
说明铁棒的磁性立即消失。
4、使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。
【实验】用一根磁铁在钢棒上沿同一方向摩擦几次。
——钢棒有了磁性，而且能永久保持，就成了永磁体。
人造磁体就是根据这一原理制成的。
【补充】铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。
钢被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体，钢是制造永磁体的好材料，磁体可分为天然磁体和人造磁体，通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们都能长期保持磁性，统称为永磁体。
【知识点1】磁场、磁感线和地磁场：
（一）磁场和磁感线
【实验】让磁体接近小磁针。
——现象：
当磁体接近小磁针时，小磁针会转动起来。
【分析】小磁针转动，说明小磁针受到力的作用。
力是怎样产生的呢？
应该是由磁体产生的，而磁体没有直接接触小磁针。
那么肯定是在它的周围存在着一种物质。
科学证明：
在磁体的周围存在磁场（场－－物质存在的一种形式）。
而小磁针在磁场中会受到磁力的作用。
所以小磁针是在磁力的作用下转动起来的。
——只要磁体放入磁场中，磁体都会受到磁场力。
1、在磁体的周围存在磁场。
2、磁场是有方向的。
小磁针北极所指的方向就是其所处点的磁场方向。
在磁体周围的不同位置，磁场的方向是不同的。
【实验】用小磁针演示磁体周围的磁场。
——在磁体周围的不同位置，磁场的方向是不同的。
【实验】观察磁场周围的铁屑分布（用铁屑可以形象地显示各点的磁场方向）
——知道了磁场的强弱和分布情形：
磁场越强的地方，铁屑分布越密。
3、磁感线——用带箭头的曲线来形象地描述磁体周围的磁场。
箭头表示的方向就是磁场中各点的磁场方向。
曲线的疏密表示磁场的强弱。
磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。
（二）地磁场－－地球产生的磁场叫地磁场。
【设问】悬挂的小磁针为什么总是有一极指向北方？
【分析】小磁针一极指向北方，说明地球表面一定有指向北方的磁场，而这一磁场可能来自于地球本身，即由地球产生。
所以，地球是一个磁体。
【思考】如何理解地理北极就是地磁南极？
【拓展与提高】
与磁有关的自然现象
“极光”源于宇宙中的高能荷电粒子，它们在地磁场作用下折向南北极地区，与高空中的气体分子、原子碰撞，使分子、原子激发而发光。
我国研究人员在历代古籍中也已发现，自公元前xx年到公元1751年，有关极光记载达474次。
在公元1～10世纪的180余次记载中，有确切日期的达140次之多。
在西方最早记载极光的，当推亚里士多德，他称极光为“天上的裂缝”。
“极光”这一名称，始于法国哲学家伽桑迪。
太阳黑子，也是一种磁现象。
在欧洲人还一直认为太阳是完美无缺的天体时，我国先人早已发现了太阳黑子。
根据我国研究人员的搜集与整理，自公元前165年～1643年（明崇祯十六年）史书中观测黑子记录为127次。
这些古代观测资料为今人研究太阳活动提供了极为珍贵、翔实可靠的资料。
例1：
关于磁感线，正确的说法是（）
A.磁感线是磁场中实际存在的曲线
B.磁铁周围的磁感线都是从磁铁的南极出来，回到北极
C.小磁针南极在某点所受的磁力方向，跟该点磁感线的方向相同
D.小磁针北极在某点所受的磁力方向，跟该点磁感线的方向相同
解析：
磁感线不是实际存在的曲线，所以答案A错误。
磁铁周围的磁感线都是从磁铁的北极出来，回到南极，所以答案B错误。
小磁针北极在某点所受的磁力方向，跟该点磁感线的方向相同，所以答案C错误，D正确。
答案：
D
例2：
在下面所示的各图中，已知磁感线的方向，请你标出磁铁的N、S极和A、B两点的磁场方向。
解析：
本题作图时应紧扣：
磁铁周围的磁感线都是从磁铁的北极出来，回到南极。
同时某点磁感线的方向亦即该点的磁场方向。
答案：
教师边讲解边作图。
例3：
如图所示，放在磁场中的小磁针（涂黑的一端为N极），其中不正确的是（）
A.B.C.D.
解析：
首先通过磁铁的N、S极判断磁场的方向，亦即磁感线的方向始终是从磁铁的N极出来，回到S极。
而某点小磁针的N极的指向也就是该点磁场和磁感线的方向，根据这个判断规律可以得出答案B是不正确的。
答案：
B
【知识点2】电生磁：
（一）直线电流的磁场
【实验】奥斯特实验
1.在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，当直导线上通过电流时，你观察到什么现象？
——小磁针发生了偏转。
思考：
①小磁针为什么发生偏转？
——小磁针受到了力的作用。
②实验中没有其他的物体与之直接接触，那么是什么东西能使小磁针受到力的作用呢？
——显然是磁场。
是通电导线周围存在的磁场。
结论：
通电导线的周围存在磁场。
改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向有什么变化？
——小磁针的偏转方向发生改变，指向与原先相反。
说明：
通电导线周围磁场的方向与电流的方向有关。
【老师引导】既然通电的直导线周围存在磁场，我们肯定会对磁场的分布（模样）感兴趣吧？
那么怎样才能观察到磁场的分布呢？
——用铁屑来显示磁场的分布。
2.在有机玻璃上均匀地撒上一些铁屑，给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑在直导线周围的分布情况。
现象：
铁屑的分布呈同心圆状，且越靠近直导线铁屑越多，即磁感线越密集说明磁场越强。
【小结】直线电流的磁场分布特点：
通电直导线的周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关；直线电流磁场的磁感线分布是以导线上各点为圆心的同心圆，距离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。
（二）通电螺线管的电流
【实验一】
1.如果把直导线按一定的方向绕成螺线管后再通电，观察其能否吸引大头针。
——现象：
能吸引大头针。
结论：
通电螺线管周围也存在磁场。
2.在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察其吸引大头针的现象。
——现象：
吸引的大头针更多。
结论：
插入铁芯后磁性增强。
原因：
带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强，是因为铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁铁。
【实验二】
1.在穿过螺线管的有机玻璃上均匀地撒上铁屑。
通电后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布规律。
——通电螺线管周围的磁感线跟条形磁铁的磁感线很相似。
它的两端相当于两个磁极，磁极的极性可以用小磁针的指向来确定。
2.改变电流方向，用小磁针探测螺线管的磁极有无变化。
——改变电流的方向，螺线管的磁极发生了变化。
3.通电螺线管的磁场特点：
与条形磁体的磁场相似，如下图所示：
（三）右手螺旋定则：
通电螺线管的磁极方向与电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。
用右手握紧螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。
判断直线电流周围磁场的方向与电流方向之间的关系：
用右手握导线，使大拇指指向电流的方向，则与拇指垂直的其余四指所指的方向就是磁场的方向。
例1.如图所示，通电螺线管与条形磁铁相互吸引的是（）
解析：
本题关键在于能通过电流方向判断通电螺线管的磁场极性，然后根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理进行判断。
通过这个方法可以得出：
选项A中的螺线管左端为N极，所以与条形磁铁相互排斥；选项B中的螺线管左端为N极，所以与条形磁铁相互吸引；同理可以判断选项C和D中也是相互排斥，所以答案选择B。
答案：
B
例2.闭合开关后，甲、乙两小磁针静止在如图所示位置，它们的南极分别是（）
A.a端和c端B.b端和d端
C.a端和d端D.b端和c端
解析：
本题同样是考查同学们对右手螺旋定则的运用，从电流方向可以判断通电螺线管的左端为S极，右端为N极，再根据磁体间的相互作用规律，可知甲、乙两小磁针的南极为b端和c端。
所以答案选择D。
答案：
D
例3.通电线圈在磁场中转过一个角度，最后停在某个位置，这个位置是（）
A.不受磁场力作用的位置B.处在受平衡力的位置
C.电路中无电流的位置D.线圈所在平面与磁感线平行的位置
解析：
本题重在考查同学们对磁体间的相互作用和二力平衡知识的理解。
因为通电线圈在磁场中一定受到磁场力的作用，而通电线圈要能停在某个位置，说明是处于静止状态，由二力平衡知识知道，它一定处在受平衡力的位置，但可能不止有一对平衡力，有可能有多对平衡力同时作用，所以答案选择B。
答案：
B
【知识点3】电磁铁的应用：
（一）电磁铁
1.什么是电磁铁？
——带铁芯的通电螺线管就是电磁铁。
2.电磁铁和普通的磁铁有什么不同？
——电磁铁的磁场由电流产生，可以通过控制电流的通断来实现磁性的有无。
3.铁芯为什么是用软铁制成，而不是用钢制成？
——因为断电后，钢芯要保持原有的磁性。
4.为什么插入铁芯后磁性大大加强？
——铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁铁。
5.电磁铁的应用
①电铃：
工作原理：
电路闭合，电磁铁吸引弹性片，使铁锤向铁铃方向运动，铁锤打击铁铃而发出声音，同时电路断开，电磁铁没有了磁性，铁锤又被弹回，电路闭合。
如此不断重复，电铃便发出持续的铃声。
②电磁选矿机：
磁铁矿能被吸引
③电磁起重机：
吸引铁质货物和集装箱，通过电流的通断来控制吸放，通过电流的大小来调节所吸货物的质量。
④电磁继电器：
电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。
使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，实现远距离操作。
分析讨论：
以上这个电路由哪几部分组成？
每个部分各有哪些器材？
——由低压电源、电磁铁、恢复弹簧、开关组成了控制电路；由电动机、高压电源、指示灯和电磁继电器的触头组成工作电路。
与此结构相类似的其他一些电路还有（如下图所示）
⑤磁悬浮列车：
磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。
它的速度可达到500km/h以上，是当今世界上最快的地面客运交通工具，具有速度快、爬坡能力强、能耗低、运行时噪音小、安全舒适、不燃油、污染少等优点。
并且它采用高架方式，占用的耕地很少。
磁悬浮列车意味着这些火车利用磁的基本原理悬浮在导轨上来代替旧的钢轮和轨道列车。
磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起，摆脱了讨厌的摩擦力和令人不快的噪声，实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”。
（二）信息的磁记录
信息通过磁性物质的磁化来记录声信息、图像信息（如磁带、录像带、软盘、U盘等）。
（三）探究影响通电螺线管磁性强弱的因素
1.猜想影响电磁铁磁性强弱的因素：
①电磁铁由哪些东西组成？
——通电螺线管和铁芯。
②我们已经知道铁芯能使磁性增强，那么通电螺线管本身的哪些元素可能会影响电磁铁的磁性强弱？
影响电磁铁磁性强弱的因素可能有：
是否带铁芯、电流的大小、螺线管的长度、导线的粗细、线圈的匝数。
2.基本研究方法：
控制变量法
让螺线管长度、导线的粗细、线圈的匝数不变，改变线圈中的电流大小，研究当电流逐渐变大时，电磁铁的磁性如何变化。
或者控制其他变量。
3.实验方案设计：
应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路
用什么来判断电磁铁的磁性强弱？
——通过观察电磁铁吸引大头针的多少或电磁铁吸引铁块使弹簧秤伸长长度来判断。
将实验器材连接好，检查电路无误后进行实验：
①将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。
②将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大或减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。
③将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。
实验小结：
1.电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
2.对于同一个电磁铁，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
3.在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，它的磁性越强。
例1.在探究电磁铁的实验中，小明利用相同规格的大铁钉和漆包线自制了两个匝数不同的线圈，连接电路如图所示。
闭合开关，调整变阻器滑片使电流保持不变，观察电磁铁吸引大头针数目的多少.这一实验的目的是研究电磁铁的磁性与哪个因素有关（）
A.电磁铁的极性B.线圈的匝数
C.电流的方向D.电流的大小
解析：
本题主要考查同学们对于实验变量的分析，因为这两个线圈组成了串联电路，所以通过它们的电流相等，只有两个线圈的匝数不同，所以这一实验的目的是研究电磁铁的磁性与线圈匝数的关系，所以选择答案B。
答案：
B
例2.如图所示是一种水位自动报警器的原理图，水位到达A时该报警器自动报警.此时（）
A.红灯亮B.绿灯亮
C.红、绿灯同时亮D.红、绿灯都不亮
解析：
当水位到达A时，因为不纯净的水是导体，所以就构成了一个通路，使电磁铁产生磁性，把长铁条吸下，接通下面的触点，使红灯形成通路，从而使红灯亮，绿灯灭，达到报警作用。
答案：
A
例3.电磁铁通电后，吸引软铁a使弹簧伸长，如图所示，当滑动变阻器滑片P向右移动时（）
A.弹簧伸长增加，电流表示数变大
B.弹簧伸长增加，电流表示数变小
C.弹簧伸长减小，电流表示数变小
D.弹簧伸长减小，电流表示数变大
解析：
本题综合考查了电磁学的知识。
当滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则电路中的电流减小，电流表的示数变小，电磁铁的磁性减弱，电磁铁对软铁a的吸引力减小，则弹簧伸长减小，所以选择答案C。
答案：
C
1.两根形状相同的钢棒，甲的一端靠近乙的一端时，乙转动起来，则可判断（）
A.甲棒有磁性，乙棒无磁性B.乙棒有磁性，甲棒无磁性
C.甲、乙都有磁性D.以上三种说法都有可能
答案：
D
2.如图所示，在把钢棒乙向右移动的过程中，如果乙位于甲的一端时二者相互吸引，位于另一端时二者相互排斥，则下列说法中正确的是（）
A.只有甲是磁体B.甲和乙一定都是磁体
C.只有乙是磁体D.无法判断哪一个是磁体
答案：
B
3.对如图所示情况，以下说法正确的是（）
A.当开关S闭合后螺线管下端是N极
B.当开关S闭合时，小磁针将逆时针转动，静止后S极向上
C.当开关S闭合时，小磁针将顺时针转动，静止后N极向上
D.当开关S闭合后滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁磁性将减弱
解析：
这道题综合考查了电磁学的知识点，当开关S闭合后，根据右手螺旋定则，可知螺线管上端是N极，螺线管下端是S极，所以选项A错误。
同时根据磁体间相互作用规律，可知小磁针的S极会向螺线管上端N极靠近，并将做顺时针转动，静止后N极向上，所以选项B错误，选项C正确。
当开关S闭合后滑动变阻器滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中的电流增大，电磁铁磁性将增强，所以选项D错误。
答案：
C
4.电磁铁的优点是（）
A.它的磁性非常强B.它能长时间保持磁性
C.它不需要消耗电能D.它的磁性有无、强弱和磁极的方向都可以改变
答案：
D
5.如图所示，开关S接通后，两个通电螺线管将（）
A.相吸B.相斥
C.先相吸、后相斥D.先相斥、后相吸
答案：
B
1.
2.
3.
1.磁体周围的磁感线方向如图所示，则磁体的N、S极标注正确的是（）
2.如图所示，磁铁AB跟软铁C接触，则接触后磁性最强的地方是：
（）
A.A和B两处B.B和C两处
C.A和C两处D.A、B、C三处
3.如图所示，当开关S闭合时电磁铁和物体ab相互吸引，则正确的说法是（）
A.ab一定是磁铁，且a端一定是N极
B.ab一定是磁铁，且a端一定是S极
C.ab可能是磁铁，且a端是S极
D.ab仅是一块铁，而不是磁铁
4.闭合开关后，甲、乙两个小磁针静止在如图所示的位置，它们的北极分别是（）
A.a端和b端B.a端和c端
C.b端和d端D.b端和c端
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