第十七章 从指南针到磁浮列车教案共4课时.docx

1、第十七章 从指南针到磁浮列车教案 共4课时 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：第一节“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（磁极、磁化）、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

2、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1、通过观察磁体之间的相互作用，知道磁体周围存在磁场。2、通过实验探究通电螺线管外部磁场的方向。3、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。4、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。5、通过实验，探究

3、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2、电流的磁场及其应用。3、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。2、右手螺旋定则的应用。3、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1、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。2、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。3、通过学生

4、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。4、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。5、让学生增强与他人的协作能力。6、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（第节新授课用1课时），复习1课时，检测讲评1课时，共计5课时。 第一节 磁是什么教学目标：1、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。2、知道磁体有吸铁性和指向性。4、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。5

5、、知道磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性。6、知道磁感应线，会画常见磁体的磁感应线。7、初步认识地磁场。8、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。二、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。三、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课时四、教学过程：（一）、创设情景、引入新课 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，

6、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：1、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：(1)磁性与磁体(2)磁极(3)磁极间的相互作用规律(4)磁化2、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？3、静止的指

7、南针为什么总是指向南北方向呢？4、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1、正确理解磁体和磁极。每个磁体都有两个磁极，一个叫南极（S极），另一个叫北极（N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。2、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

8、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。3、理解磁感线时应注意以下几点（1）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。（2）磁感线是有方向的，曲线上任何方向（即该点的切线方向）就是该点的磁场的方向。（3）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。（4）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

9、内部，都是从磁体的南极指向北极。（5）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。（6）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1、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2、两根钢棒互相

10、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

11、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。8、板书设计9、教学反思： 第二节 电流的磁场教学目标1、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。2、知道电流周围存在磁场。3、通过探究实验，知道通电螺线管对外相当于一条形磁铁。4、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。5、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24节，小磁针、铁屑、螺线管、开关、导线

12、若干。 课时数：1课时教学过程一、复习回顾、引入新课提问：1、什么是磁性？磁极？磁化？2、磁体间的相互作用规律是什么？3、磁场的基本性质及方向是怎么规定的？4、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

13、以下几个问题，让学生加深对所学内容的理解：1、奥斯特实验：（1）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。（2）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。2、通电螺线管的磁场（1）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？（2）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

14、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？3、定培定则（又叫右手螺旋定则）：仔细观察课本1711图后思考、回答：（1）安培定则作用是什么？（2）安培定则的内容是什么？（3）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。4、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：（1）可以通过电流的通断，来控制其磁性的有无。（2）可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性。（3）可以通过改变电流的大

15、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1、怎样理解奥斯特实验？（1）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。（2）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。2、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：（1）要用右手，手用错则判断的结果恰好相反。（2）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

16、的绕法和电流的方向，要用右手握住筒练习。（3）大拇指要挺起，大拇指尖所指的那端是螺线管的N极。3、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。4、电磁铁（1）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

17、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。（2）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1、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

18、，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。2、 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_（填变长、变短或不变）。【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

19、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。6、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；7、七、布置作业；课本105页，1、2、3题；-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

20、：（1）标出螺线管上电流的环绕方向。（2）用右手握住螺线管，让四指弯向电流的方向。 （3）则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极。 四、电磁铁： 1、定义： 2、工作原理： 3、特点：九、教学反思 第三节 科学探究：电动机为什么会转动教学目标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。知道电动机转动原理及其能量转化情况。 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（代替课本图17-20中自由滚动的金属杆）支架（支起

21、金属轨道），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件。课时数：1课时教学过程一、复习提问、引入新课提问：1、奥斯特实验说明了_。2、如何用安培定则来判断通电螺线管的通电电流方向与磁极的关系？ 3、电磁铁的磁性强弱与什么因素有关？ 演示：给电动机通电，电动机转动。电流通过电动机，电动机的轴就转动起来，电动机在社会生活中的应用非常广泛，电动机的工作原理是什么？二、投放学案，展示疑点1、电动机的构造（1）按教材设问提出问题：电动机内部结构怎样？它由哪几部分组成，它们各起什么作用？电动机是怎样转起来的？（2）围绕探究活动尝试提出有意义的问题，将有助于探究活动有目的的进行。

22、 2、磁场对电流的作用（1）演示课本图17-20中：“研究磁场对电流的作用”的实验，向学生渗透科学研究的方法。并提出问题：当接通电源时，我们看到锡箔筒(金属杆)运动起来，这说明了什么？（2）引导学生分析总结磁场对电流产生作用的两个不可缺少的条件是什么？ （3）组织学生讨论猜想是否能想出让锡箔筒(金属杆)反向运动的方法？ （4）教师演示锡箔筒的反向运动扯并提问题：以上实验说明了什么？你能否通过观察比较，以及分析得出的结论填写下列内容：磁场对通电导体具有_的作用，其作用的方向与_、_有关。3、电动机是怎样转动的？（1）你是否有办法让锡箔筒(金属杆)在轨道上持续往复运动？ （2）让学生分组讨论、交流

23、，并通过学生回答予以肯定。（3）讲述：不断改变电流方向或磁方向，比较两种办法，自然是改变电流方向比较容易。（4）提出问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？（5）组织学生分组讨论交流并回答问题。（6）教师出示课本图17-21的挂图，引导学生分析：通电时图(a)中AB边和CD边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。仔细观察课本图17-21中(a)、(b)、(c)、(d)四图后你能说出电动机是怎样转动的吗？换向器的作用是什么？三、合作共建，解决疑难猜想分析电动机转动的原因：分析某一物理现象产生的原因和条件，寻找事物之间的因果关系是提出猜想的重

24、要方法。猜测电动机转动的原因，一定是电动机里面的转子受到了力的作用，那么这个力到底是如何产生的呢？这是问题的主旨。可以从以下两方面考虑：（1）电动机能够转动的条件是把电动机接入电路，即电动机线圈中必须有电流；（2）所有电动机中都有磁体。注意把两个方面结合起来。通过观察、比较不同电动机结构的共同点可知：电动机主要有线圈和磁体组成。线圈在通过后转动，说明线圈在通电后受到力的作用，这个作用力是怎样产生的呢？由于电动机中都有磁体，因此可以猜测，这种；猜想1：电流（通电线圈）在磁场中受到力的作用的；猜想2：磁场对电流（通电线圈）产生力的作用；猜想3：电动机中磁体的磁场与线圈中电流的磁场存在；四、知能应用

25、，巩固提高；1、通电导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生；【解析】从能的转化角度来认识电动机的做功过程，也；答案：电机械电机械；2、要使直流电动机的线圈生的呢？由于电动机中都有磁体，因此可以猜测，这种力的产生跟磁场有关，同时考虑到时只有通电时即线圈中有电流时，电动机才会转动，因而猜测这种力还可能跟通入线圈中的电流有关。综上所述，关于电动机转动的原因我们可以有以上猜想：猜想1：电流（通电线圈）在磁场中受到力的作用的。猜想2：磁场对电流（通电线圈）产生力的作用。猜想3：电动机中磁体的磁场与线圈中电流的磁场存在相互作用?四、知能应用，巩固提高1、通电导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生运动时

26、，消耗了 能，得到了 能，在这种现象里，_能转化为 能。【解析】从能的转化角度来认识电动机的做功过程，也从另一角度来理解电动机的工作原理。答案：电 机械 电 机械2、要使直流电动机的线圈能连接转动，必须设法使电线圈刚转过平衡位置时就自动改变 方向，完成这一任务的装置叫做 。【解析】要通过受力分析的方法来理解这个问题，线圈转到平衡位置是时由于惯性会继续转动，通过换向器改变了线圈中的电流方向，由于磁场方向没变，所以受力方向就会改变，使得线圈得以持续转动下去。这个问题也可这样提出：换向器的作用是什么？答案：电流 换向器五、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

27、生做题情况。学生活动：完成试题后展示答案，学生自我评析。师生讨论总结形成正确认识。六、课堂小结，纳入结构按照：电动机的构造工作原理工作过程的知识主线让学生总结记忆。七、布置作业八、板书设计 第三节科学探究：电动机为什么会转动一、电动机的构造：直流电动机主要由：磁铁、线圈、换器和电刷等构成。二、磁场对电流的作用1、磁场对通电导体具有力的作用，其作用的方向与磁场方向、电流方向有关。2、磁场对电流产生作用的两个比不可缺少的条件是磁场和电流。三、电动机是怎样转动的1、原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。它工作时将电能转化机械能。2、换向器的作用：每当线圈刚转过平衡

28、位置时，自动改变通入线圈中电流的方向，使线圈连续转动。九、教学反思 第十七章 从指南针到磁浮列车复习课教案【基础回顾】1两根外形完全相同的钢棒，一根有磁性，另一根没有磁性，可以用哪些方法鉴别？方法一： 方法二： 方法三： （提示：可根据磁体的指向性、吸铁性、磁极间的相互作用、磁体两端磁性最强中间磁性最弱等特点鉴别。）2根据图中放在磁场里的小磁针的指向（小磁针黑端为N极），各图中标出的磁感应线的方向和磁体的磁极名称完全正确的是（ ）3下列说法中正确的是（ ）A、磁场是由无数条磁感线组成的B、磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的C、磁感线上任何一点的切线方向就是该点的磁场方向D、磁场是看不见、摸不

29、着的，因此磁场是人们假想的4如图所示请写出一条反映有关地磁场的信息：5图1为奥斯特实验示意图。比较甲与乙可得出的结论是： ；比较甲与丙可得出的结论是： 。图1 图26磁场看不见、摸不着，在探究“通电螺线管磁场”的实验中，为了研究通电螺线管周围的磁场分布情况，我们通常选用_(填“小磁针”或“轻质小球”)做实验来探究其周围的磁场分布情况。如图2所示是通电螺线管的外部磁场分布情况，根据实验现象和你已有的知识可初步推断：通电螺线管周围的磁场分布与 （填“条形”或“蹄形”）磁体的相似。7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

30、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图3所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。图3a b c d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中两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充_的条件.(5) 下列装置中，利用电磁铁制成的是（ ）A.指南针 B.电铃 C.白炽灯 D.光盘8（1）图4是用来研究_的装置。（2）若实验中的金属杆ab较重，不易起动，用下列材料替代实验效果可以更理想的是（ ）图4 A.细薄塑料管 B.细薄铜管 C.细薄铝管D.用锡箔纸圈在铅笔上卷成细管状，再抽出铅笔，形成锡箔细管（3）若ab向左运动，小华想让它向右运动，可采用 或（4）在这个实验中能量的转化过程是 能转化成 能。这一实验现象在生产中的重要应用是 。【我的收获】【方法阐释】1已知磁