电流的磁场教学案解读.docx

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电流的磁场教学案解读

电流的磁场教学案

2005-2-2710:

40:

05

竹箦中学初三物理教学案                                  拟稿:

姚建春

16章电磁转换

二、电流的磁场（第二课时）

一、教学目标：

1.理解电磁铁的特性和工作原理.

2.理解电流是怎样控制电磁铁磁性的有无、强弱和极性的.

3.掌握电磁铁的基本应用

4培养学生动手实验能力，分析、观察能力.

二、重点：

理解电磁铁的工作原理

难点:

实验方法的设计和对现象的分析和结论的界定

三、教具

四、教  学  过  程

复习通电螺线管的性质：

　提问：

要使螺线管的周围产生磁场，根据我们学过的知识，可采用什么方法？

　回答：

　　给螺线管通电，它的周围就会产生磁场.

提问：

如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？

学生讨论：

　演示实验：

给螺线管通电，观察离螺线管较远处小磁针的偏转情况．再观察插入铁芯后，小磁针的偏转情况.

现象：

无铁芯时，小磁针偏转不明显，加入铁芯小磁针偏转明显，说明插入铁芯磁场大大增加。

　提问：

为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？

　讨论：

铁芯插入通电螺线管，铁芯被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了.

一、        电磁铁的定义

从上面的实验中可以看出，铁芯插入螺线管，通电后能获得较强的磁场.我们把插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁.

　　电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？

它的磁性强弱与哪些因素有关呢？

　　猜想：

　　1、电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，那么电磁铁的磁性有无是否与电流的有无有关？

　　2、电磁铁的磁性是否与电流的大小有关？

　　3、螺线管是由导线绕制成的，它的磁性强弱与线圈的匝数是否有关？

　　实验设计：

　　这个实验设计怎样的电路？

　　应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路.

　　怎样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来判断.

　　演示实验：

（1）电磁铁的磁性与通电、断电的关系：

　　通电有磁性、断电无磁性.

（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小关系：

电流强，磁性强.

用滑动变阻器改变电流大小观察磁性强弱，即吸大头针的多少。

　　（3）改变电磁铁的匝数着磁性强弱．

　　外形相同的螺线管匝数越多，它的磁性越强.

　　总结规律：

　　二、通电螺线管的磁性由哪些因素决定．

（1）有铁芯比无铁芯磁性强得多．有铁芯的螺线管构成电磁铁．

（2）电磁铁通电有磁性，断电时无磁性；电磁铁的磁性强弱和电流大小、匝数多少有关．电流大，磁性强；相同外形的螺线管，匝数多，磁性强．

　　三、电磁铁的应用

　　提问：

通过实验，我们知道了电磁铁的一些特点，它的这些特点与永磁体相比，有哪些优点呢？

　　提问：

电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢？

　　讲解电磁起重机能将钢材吊起的原理.

　　介绍常用的电磁铁：

一种是圆柱形电磁铁，一种是蹄形电磁铁.蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面上，能同时吸住一块铁，因而磁性更强.

　　想想议议：

　　电磁铁应当用软铁还是钢？

为什么？

　用软铁，这才保证断电时没有磁性.

五、典型例题

　　1.如图所示，标出电源的正负极．

　　　2.如图所示，若闭合电键S，则电磁铁的磁性将（    ）

　　A．增强.　　B．减弱.　　C．不变.　　D．无法判断.

六、习题精选

　　1、蹄形电磁铁上导线绕法正确的是图（        ）

　　2、如图，弹簧下挂一铁块，并处于静止状态，以下说法中正确的是（        ）

　3、电铃示意图.1是电磁铁，2是弹簧片，3是螺钉，4是衔铁.试叙电铃的工作原理.

竹箦中学初三物理教学案                                  拟稿:

姚建春

16章电磁转换

二、电流的磁场（第二课时）

一、学习目标

1.理解电磁铁的特性和工作原理.

2.理解电流是怎样控制电磁铁磁性的有无、强弱和极性的.

3.掌握电磁铁的基本应用

二、课前预习

1、        什么叫电磁铁？

电磁铁是有什么组成的？

2、        电磁铁具有哪些优点？

有哪些应用？

三、课堂小结

          1、构造：

电磁铁是由        、          两部分组成。

          2、原理：

通电通电螺线管具有磁性，通电螺线管的匝数越    ，通过的电流越    ，它的磁性就越强，在通电通电螺线管中插入

电磁铁              ，会大大增强它的磁性。

          3、优点：

电磁铁有无磁性可以由                    来控制，它的磁性强弱可以有                    来控制，它的南北极可以有                    来控制。

          4、应用：

利用电磁铁可以制成                  、            

                      、          

四、典型例题

　　1、如图所示，标出电源的正负极．

　　2、如图所示，若闭合电键S，则电磁铁的磁性将（    ）

　　A．增强.　　B．减弱.　　C．不变.　　D．无法判断.

3、为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：

        猜想A：

电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性

        猜想B：

通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强

        猜想C：

外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：

用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁．如下图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况．

根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：

（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它　　　　

　　的不同．

（2）通过比较            两种情况，可以验证猜想A是正确的．

        （3）通过比较            两种情况，可以验证猜想B是正确的．

（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充　　　　　　　．

五、巩固练习

　1、蹄形电磁铁上导线绕法正确的是图（        ）

2、如图，弹簧下挂一铁块，并处于静止状态，以下说法中正确的是（        ）

3、如左下图电磁选矿机的示意图，其中M为矿石漏斗，D为电磁铁，落入坑B中的是    。

（填铁矿石或非铁矿石）

4、如右上图所示，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小，则变阻器接入电路的方式可以是        （  ）                    

A．C接E，D接F    B．C接E，B接F

C．A接E，D接F    D．A接E，B接F            

5、小明用自制的电磁铁来研究它的磁性与哪些因素有关。

实验器材：

两个相同大小的大铁钉、一些漆包线、开关、电源、滑动变阻器、一些回形针和电流表等。

在实验中，用漆包线绕制横截面和紧密程度相同的三个线圈，其中两个线圈插入铁钉，另一个线圈内无铁钉。

按如下图电路进行实验，实验记录的数据如下表：

由以上实验表明，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关（  ）                                                                                                                  

A．只与电磁铁线圈匝数有关

B．只与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉有关

C．只与电磁铁线圈匝数、通过线圈的电流有关

D．与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉、通过线圈的电流都有关

6、如下图所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断通电螺线管的左端为        极，电源的a端为      极，小磁针的b端为      极。

7、如第7题图所示，当开关S闭合时，螺线管与左边始终静止的磁铁相互吸引。

请在图中画出螺线管的绕线；当滑动变阻器的滑片P由左端滑动时，左端磁铁所受的摩擦力将                                    （  ）                                                                                                                                  

A.变大        B.变小        C.不变          D.无法判断

第7题            第8题          第9题

8、如第8题图所示，一个轻质弹簧下端悬挂一个小铁片，当开关S断开时，铁片刚好与水银槽中水银接触。

当开关S闭合后，铁片会      （  ）                    

A.不动                  B.陷入水银面以下  

C.向上运动停止在空中    D.上下不停的振动

9、如第9题图所示，在电磁铁的正上方挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动时，会出现的现象是                  （  ）                        

A.电流表示数变大，弹簧长度变长    

B.电流表示数变大，弹簧长度变短

C.电流表示数变小，弹簧长度变长    

D.电流表示数变小，弹簧长度变短

                                                第10题

10、如第10题图所示是小新同学做“制作、研究电磁铁”实验的示意图，他在实验中发现大铁钉A比B能吸引更多的大头针。

根据图示的实验现象他得出的结论是：

当________一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性________。

将滑动变阻器的滑片向右移动时，铁钉吸引的大头针将________（填“变多”、“变少”或“没有变化”），这说明电磁铁的磁性还与        有关。

11、给你一个带铁芯的螺线管、蓄电池、开关、滑动变阻器，如图所示。

（1）用笔画线代替导线，把它们连接起来（连线不要交叉），要求满足以下两点要求：

    a．组成一个可以改变电磁铁磁性强弱的电路。

    b．当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电磁铁的磁性增强。

（2）标出通电电磁铁的N、S极。

竹箦中学初三物理教学案                                  拟稿:

姚建春

16章电磁转换

二、电流的磁场（第三课时）

一、教学目标

知道电磁继电器的构造和工作原理。

二、教具

电磁继电器，电磁继电器挂图，小灯泡一只，两只1.5伏的干电池，学生电源一台，导线6根，开关两只。

三、教学过程

1.复习提问：

①什么是电磁铁?

②电磁铁有什么特点?

2.引入新课：

人直接操作高压电路的开关是很危险的，如果能够在低压下操作高压电路，就能避免高压的危险。

利用电磁铁制成的电磁继电器，可以完成这一任务，这节课我们就学习有关电磁继电器的知识。

3.进行新课

（1）通过观察，讲解学习电磁继电器的结构  

1.电磁继电器结构

引导学生观察实验用电磁继电器，配合课本上的图16-19或挂图，问：

①电磁继电器中的电磁铁在什么位置?

电磁铁起什么作用?

②图中的B是衔铁，它起什么作用?

③图中的C是弹簧，它起什么作用?

④图中的D是动触点，E是静触点，它们起什么作用?

学生通过观察回答以上问题时，教师注意纠正，让学生正确认识电磁继电器各部件的名称和作用。

板书：

1、控制电路的组成-电磁铁、低压电源、开关。

工作电路的组成--高压电源、电动机、电磁继电器的触点部分。

〉

（2）引导学生弄懂电磁继电器的工作原理。

让学生看课本图16-19（或挂图），教师引导学生讨论电磁继电器的工作过程，然后让学生阅读课本图16-19上的"工作原理"部分，边阅读边在文字下面划波浪线，同时教师板书：

2.电磁继电器的工作原理：

电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使D和E接触，工作电路闭合。

电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。

电磁继电器实质就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。

（3）演示：

使用电磁继电器控制小灯泡的亮、灭

先引导学生阅读课本中实验部分的内容。

①接线，教师出示实验用电磁继电器，问：

该电磁继电器有几个接线柱?

要使用电磁继电器，怎么接线?

教师指出哪两个接线柱接控制电路；哪两个接线柱接工作电路。

然后让学生上讲台按课本图16-19线路接线。

②引导学生按图16-19线路共同检查一遍。

并对照线路认清实际控制电路和工作电路的组成。

③观察，先观察控制电路通电和断电时触点闭合和断开情况，再观察工作电路小灯泡的亮和灭情况。

上述实验控制电路控制的只是一只小灯泡。

似乎没有必要。

但工作电路若是对人有危险的高压电路，就很有必要了。

（4）电磁继电器的应用

①工作电路是有危险的高压电路，通过电磁继电器可利用低压控制高压。

②工作场所温度高或环境不好，可以利用电磁继电器实现远距离操作。

板书：

3.电磁继电器的应用：

用低电压弱电流控制高电压强电流，实现远距离操作。

4.巩固、小结

（1）按板书归纳小结。

并指出电磁铁、电磁继电器都是人们认识电流的磁效应后发明创造的，这说明了理论知识在指导生产中的重要作用。

（2）如下图所示，是一种防盗报警器，当有人踏上踏板欲开门时，    灯即亮，平时，无人踏上踏板或自己人故意开门不踏上踏板时，    灯亮。

这就是电磁继电器作自动控制的原理。

（3）如下图所示，是一个自动控制电路，当开关断开时，工作电路的情况是

A.灯亮，电动机转动起来，电铃响  B.灯亮，电动机转起来，电铃不响（  ）

C.灯不亮，电动机不转，电铃响    D.灯亮，电动机不转，电铃响

5.作业

课本p43WWW中的第5题

竹箦中学初三物理教学案                                  拟稿:

姚建春

16章电磁转换

二、电流的磁场（第三课时）

一、学习目标

知道电磁继电器的构造和工作原理。

二、课前预习

电磁继电器是利用什么控制工作电路通断的开关？

使用电磁继电器有哪些优点？

三、课堂小结

电磁继电器的主要部件是          、          、          和动触点、静触点，其工作电路分                电路和            电路两部分。

电磁继电器的工作原理：

电磁铁通电时，有了        ，把      吸下来，使        和          接触，工作电路闭合。

电磁铁断电时      磁性，弹簧把      拉起来，          工作电路。

电磁继电器实质就是利用              控制工作电路通断的        。

电磁继电器的优点：

用    电压    电流控制    电压    电流，实现远距离操作。

四、典型例题

1、如图所示，是工厂里一种自动降温风扇的简单电路示意图。

图中水银温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端时，电风扇就会自动转起来。

结合电路示意图，试说明它的工作原理。

2、如图16-60所示，是一个限流装置的示意图，图中P是电磁铁，S是闸刀开关，Q是衔铁，可绕O轴转动，试分析当电流过大时，它是怎样自动切断电路的？

（4分）

五、巩固练习

1、如图所示，A是螺线管内的铁心，B是悬挂在弹簧下的铁块，S是转换开关，要使弹簧的长度自动变短，可以采取的方法有哪些？

（至少写出两种方法）

图

2、如下图所示，是一种防盗报警器，当有人踏上踏板欲开门时，    灯即亮，平时，无人踏上踏板或自己人故意开门不踏上踏板时，    灯亮。

这就是电磁继电器作自动控制的原理。

3、如下图所示，是一个自动控制电路，当开关断开时，工作电路的情况是

A.灯亮，电动机转动起来，电铃响  B.灯亮，电动机转起来，电铃不响（  ）

C.灯不亮，电动机不转，电铃响    D.灯亮，电动机不转，电铃响

4、（04年天津）下图中的电磁铁为一个中间有抽头的电磁铁的示意图，小明为了研究外形相同的电磁铁磁性的强弱与通电电流的大小及线圈匝数的关系。

他做了如下实验，实验步骤为：

（1）        先连接好如图（甲）所示的电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表示数较小，记为I1，发现电磁铁吸引住大头针的数目较少;

（2）        调整滑动变阻器滑片使电流表的示数增大到I2，发现电磁铁吸引住大头针的数目增加;

（3）        再按图（乙）所示的电路图连接好电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表的示数保持为I2，发现电磁铁吸引住大头针的数目进下一步增加;

从以上实验我们得出的结论是：

①                                                                                                                                  。

②                                                                                                                                    。

在实验步骤（3）中为什么要强调电流表的示数与步骤

（2）中电流表的示数（I2）保持相同？

5、（04年南通）阅读短文，回答问题：

新型发热材料——PTC

PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的．

PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻值随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而变大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”．用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛．

（1）家用固体电热灭蚊器就使用了PTC陶瓷电热元件，右上图为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为        ℃．

（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃时，电阻      ，功率        ，使其温度        （以上均填变化情况）；反之，也能自动调节．因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节的功能．

（3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：

将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响．请帮他将下图所示的电路连接完整．

（4）你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？

（指出一点即可）．