第四章电与磁.docx

1、第四章电与磁八年级科学下教案第四章电与磁第1节指南针为什么能指南一、教学目标：1、知道磁体及其性质。2、知道磁极间的相互作用。3、了解磁化的概念。4、理解磁场的基本性质，知道磁场的方向和判断方法。5、知道地磁场的存在，知道地理北极就是地磁南极。二、教学重点难点：重点：磁极间的相互作用；磁场的概念、性质难点：磁场的概念；磁化的概念。三、教学过程：大家知道我国古代的四大分明吗？造纸、火药、指南针、指南针是航海时常备的导航工具。那么，指南针为什么能指方向呢？（一）磁体和磁极观察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

2、静止后的位置总是指向南北方向的。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。学生分组进行让磁铁与铁块、木块、塑料、铝块、铜块等接近。能被磁铁吸引的物体有：铁块1、磁体：具有磁性的物体能吸引含铁质的物体（铁、钴、镍）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，中间最弱。2、磁体有两个磁性最强的磁极南极(S极)和北极(N极)世界最早的指南工具是什么？它是根据什么原理制成的？出示司南的挂图和幻灯片，说明世界最早的指南针就是我国战国时代的指南针，叫司南，它是根据磁针静

3、止时总是指南北的原理制成的。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。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。铁棒的下方放铁屑，让条形磁铁靠近铁棒。然后把条形磁铁拿开。现象：靠近时，铁棒能吸引铁屑。说明铁棒有了磁性。拿开后，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。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。铁棒被磁化后，磁性容易消失，称为软磁体。钢被磁化后，

4、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讨论有一条形磁体的N、S极的标记模糊不清了，怎样用实验的方法将它的两极判别出来？（二）磁场和磁感线让磁体接近小磁针现象：当接近时小磁针会转动起来。小磁针转动，说明小磁针受到力的作用。力是怎样产生的呢？应该是磁体，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

5、围的不同位置，磁场的方向是不同的。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。观察磁场周围的铁屑分布（用铁屑可以形象地显示各点地磁场方向）知道了磁场的强弱和分布情形3、磁感线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。（三）地磁场地球产生的磁场叫地磁场。悬挂的小磁针为什么总是有一极指向北方？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。如何理解地理北极就是地磁南极？信鸽导航与地磁场鸽

6、子是人们喜爱的一种鸟类。大家都知道信鸽具有卓越的航行本领.她能从2 000KM以外的地方飞回家里。实验证明，如果把一块小磁铁绑在鸽子身上，它就会惊慌失措，立即失去定向的能力：而把铜板绑在鸽子身上，却看不出对它有什么影响。当发生强烈磁暴的时候，或者飞到强大无线电发射台附近，鸽子也会失去定向的能力。这些事实充分说明了，鸽子是靠地磁场来导航的。第2节电生磁一、教学目标1、知道电流周围存在磁场，能说出奥斯特实验的现象，知道直线电流磁场的特征。2、认识通电螺线管磁场的特征，会用安培定则判断磁场方向和电流方向。3、知道电磁铁的组成和特点。4、理解电磁继电器的结构和工作原理。5、了解电铃、电话、磁悬浮列车的

7、工作原理，了解信息的磁记录。二、教学重点难点：重点：电流的磁场、电磁铁难点：电磁铁的应用三、教学过程：磁体在它的周围空间能产生磁场，那么，不用磁体能否在空间产生磁场呢？（一）直线电流的磁场学校的电铃是怎么响起来的？磁悬浮高速列车是怎么悬浮的？让我们从1820年丹麦的无论学家奥斯特对电流磁现象的发现说起吧。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，当直导线上通电流是，你观察到什么现象？小磁针发生了偏转。思考：小磁针为什么发生偏转？小磁针受到了力的作用。 没有其它的物体与之直接接触，那么什么东西能使小磁针受到力的作用呢？显然是磁场。是通电导线周围的磁场。结论：通电导线的周围存在磁场。

8、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：磁场的方向与原先相反，与电流的方向有关。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）发生兴趣吧。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。在有机玻璃上均匀地撒上一些铁屑，给直导线通电后，轻敲玻璃板后，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，且靠近直导线铁屑越多，即磁感线月密集。说明磁场越强。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一个个同心圆，距离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。（二）通

9、电螺线圈的电流1、如果把直导线按一定的方向绕螺线圈后再通电，观察能否吸引大头针。现象：能吸引大头针。 说明：通电螺线圈周围也存在磁场。2、再螺线圈中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引打头阵的现象。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。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

10、电流的方向，螺线管的磁极发生了变化。（三）右手螺旋定则：通电螺线管磁极方向与电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。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。直线电流周围磁场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。第三节电磁铁的应用1、什么叫电磁铁？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，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

11、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：电铃：实物展示；根据电磁铁的特点，叙述工作原理。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，电铃发出了持续的铃声。电磁选矿机：磁铁矿能被吸引电磁起重机：吸放物体如何进行？对工件的要求如何？集装箱的外壳应怎样？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：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

12、动机、高压电源、指示灯和电磁继电器的触头组成工作电路。电磁继电器是如何控制电路的？当控制电路的开关断开时，电磁铁没有磁性，弹簧把触头拉向红灯触点，则红灯亮，电动机不转动；当控制电路的开关闭合时，电磁铁通电，有了磁性就吸引衔铁，使工作电路闭合，则绿灯亮，电动机转动。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。它的时速可达到500公里以上，是当今世界最快的地面客运交通工具，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

13、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锵锵声，实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”。 信息的磁记录信息通过磁性物质的磁化来记录声信息、图像现象。（学生上网查资料）阅读材料电话小结第四节电动机一、 教学目标1、通过演示实验，知道磁场对电流有力的作用。2、知道通电导线在磁场中受到力的方向与哪些元素有关。3、通过演示实验，知道矩形线圈在磁场中转动情况。4、了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。二、教学重点难点：重点：磁场对电流的作用，直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用难点：磁场对电流作用的现象和规律，直流电动机的构造和工作原理，理解换向器

14、的作用三、教学过程：出示电动机，闭合开关，让电动机工作电动机提升重物。问电动机工作时，能是如何转化的？电能转化为机械能。其实电动机也是利用了电和磁的原理制成的。那么，通电后电动机怎么会转动起来呢？实验磁场对通电导线的作用（一）磁场对通电导线和线圈的作用 1、磁场对通电导线的作用：(1)当合上开关使导线AB通电时，实验现象：原来静止在导轨上的导体AB会沿导轨运动。实验表明：通电导线在磁场中要受到力的作用。(2)改变电流方向或磁铁的磁极方向时，实验现象：导体AB的运动方向发生改变。 实验现象分析：导体AB的运动方向改变，说明导体AB所受力的方向发生改变。表示磁场对导体AB的作用力的方向发生改变。即

15、通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。2、磁场对通电线圈的作用：（1）通电线圈处于（a）位置线圈平面与磁场平行时，线圈发生转动。 通电线圈处于（b）位置线圈平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。通电线圈在磁场中为什么在（a）位置会发生转动？转到什么位置会停下来，为什么？在（b）位置为什么不发生转动？ 分析：如图4所示，由于通电线圈的两条对边中电流方向相反，它们在磁场中受到磁场力的方向相反且不在一条直线上，在这两个力作用下线圈会发生转动。当线圈从（a）位置转过90时，这两上力恰好在同一直线上，而且大小相等、方向相反，是平衡力。线圈在这对平衡力作用下可以在该位置保持静止。线圈的这一位

16、置（b）叫做平衡位置，此时线圈的平面恰与磁感线垂直。（2）通电线圈转到平衡位置时，为什么不立即停下来，而是在位置附近摆地动几下才停下来？通电线圈转到平衡位置前具有一定速度，由于惯性它会继续向前运动，但由于这时受到的磁场力及摩擦力等又会使它返回平衡位置，所以它要摆动几下后再停下来。（二）直流电动机怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去？1直流电动机靠直流电源供电，是利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的现象制成的，是把电能转化为机械能的装置。2直流电动机主要由磁铁和线圈组成，此外还有换向器、电刷等。3换向器的作用：每当线圈转过平衡位置时，它能自动改变线圈中的电流方向。(1)“换向器

17、”是怎样实现“换向”的？用直流电源给处在磁场中的线圈通电时，要使线圈能绕轴连续转动的关键，在于使线圈一到平衡位置就能自动改变线圈中的电流方向，“换向器”就是能完成这一任务的装置。“换向器”由两个半铜环组成。两个半铜环的开口处（即绝缘处）安装。当线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时，能交换电刷与换向器的半铜环的接触，从而改变了线圈中的电流方向和受力方向，使线圈仍能按原来的绕向转动(2)直流电动机和交流发电机的区别。小结1、电动机原理：通电线圈在磁场里受力而转动2、直流电动机：利用直流电源供电的电动机叫直流电动机3、直流电动机的组成：模型：由磁体、线圈、换向器和电刷组成 实际的电动机由转子和定子两个基本

18、部分组成4、换向器的结构和作用：结构：由两个半环构成 作用：每当线圈转过平衡位置，自动改变线圈中电流的方向5、能量转化：电动机工作时把电能转化为机械能第五节磁生电一、教学目标1、知道电磁感应现象及产生感应电流的条件。2、说出电磁感应现象中能量转化。3、通过控制变量法研究影响感应电流大小的因素。4、知道感应电流方向与什么因素有关。5、知道交流发电机的工作原理。6、知道交流电和直流电的区别，知道大型交流电动机的组成，知道我国交流电的周期和频率。二、教学重点难点：重点：电磁感应现象及产生感应电流的条件难点：电磁感应，直流电动机和交流电动机的工作原理三、教学过程：先回顾奥斯特实验的现象和结论，说明电能

19、生磁。设问：既然用电流能获得磁场，那么能否用磁场获得电流呢？许多科学家都在探索这个问题。英国的物理学家法拉第经过10年的研究，在1831年发现了磁产生电的条件和规律，实现了他利用磁场获得电流的愿望。法拉第的这个重要发现，导致了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。（一）磁生电电磁感应实验将一根导体放入磁场中，导体和电流表串联成一个闭合回路。然后让导体在磁场中运动。回顾产生持续电流的条件，一是需要电源，二是电路要闭合。怎样知道电路中有电流呢？显然需要一个电流表。因为获得的感应电流较小，所以采用测量微小电流的灵敏电流计较好。怎样才能从磁场中获得电流呢？引导学生设计实验方案，教师演示并填表：

20、操作方法现象（观察电流表）说明将电路的一部分导体垂直磁感线放在磁场中导体不动指针不偏转无电流产生导体沿磁感线方向运动指针不偏转无电流产生导体逆磁感线方向运动指针不偏转无电流产生导体垂直磁感线方向向右运动指针偏转，方向相反有电流产生导体垂直磁感线方向向左运动指针偏转，方向相反有电流产生电磁感应闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。产生的电流叫感应电流。若电路不闭合，重复上述实验，有什么现象？电路中没有感应电流。电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，没有感应电流，但是导体中却有感应电压。产生感应电流的条件：电路闭合且一部分导体作切割磁感线运动。

21、讨论感应电流的方向与导体切割磁感线方向之间的关系在实验中，有没有发现灵敏电流表的指针左右偏转，这说明了什么？说明电流的方向发生了改变。那么，感应电流的方向与什么因素有关呢？学生猜测后，演示：闭合电路的一部分导体在磁场中磁极位置电流表指针偏转方向向右切割磁感线N上S下向左偏转向左切割磁感线N上S下向右偏转向右切割磁感线N下S上向右偏转向左切割磁感线N下S上向左偏转感应电流的方向与导体切割磁感线的方向、磁场的方向有关。用右手定则可以形象地表示三者的关系：伸开右手，使大拇指跟四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体运动的方向，那么，其余伸开的四指所指的方向就是感应电流

22、的方向。（注意：在“三个方向中只要知道其中任意两个方向就可以确定另一个方向。）电磁感应现象中能量变化：用机械力移动导体，消耗了机械能，却在闭合电路中产生了电能。即机械能转化为电能。探究感应电流的大小与哪些因素有关猜测：导线切割的速度大小；导线切割的速度方向；永磁铁的强度；切割导线的条数；切割的有效长度；等等。实验设计和验证：控制变量法实验结论：导线切割的速度大，电流大；永磁铁的强度大，电流大；切割导线的条数多，电流大；切割的有效长度长，电流大。感应电流的大小与导线切割的速度方向无关。（二）交流发电机的工作原理：演示手摇发电机的发电过程，电流表的指针左右摆动，小灯泡发光。说明发电机产生电流的方向

23、是不断变化的。那么电流是怎样产生的呢？1、矩形线圈、圆环、电刷、电流表组成了闭合电路。当线圈在磁场中转动时，切割磁感线，线圈中产生感应电流。2、分析线圈运动到几个特殊位置时产生感应电流的情况：当线圈平面和磁感线垂直时，两边的运动方向和磁感线平行，不切割磁感线，线圈上无感应电流。当线圈平面和磁感线平行时，两边的运动方向和磁感线垂直，切割磁感线，线圈上有感应电流。（注意两次的切割方向，及电流方向的改变）3、线圈在磁场转动一周，感应电流方向改变两次；线圈不断转动，则感应电流方向不断作周期性变化。这种周期性改变方向的电流就是交流电。交流电跟我们从电池得到的电流有所不同，从电池得到的电流的方向不变，通常

24、叫做直流电。我国交流电的周期是0、02秒，频率为50赫兹，即发电机线圈转一周用0.02秒，即1秒内线圈转50周，每秒出现50个周期，方向改变100次。第六节家庭用电一、教学目标1、了解家庭电路的组成。2、知道测电笔的结构和使用方法。3、知道保险丝的作用，会选用保险丝。4、知道断路器的作用和工作原理。5、知道三孔插座、三脚插头的连接和作用。二、教学重点难点：重点：家庭电路的组成、保险丝的作用和选用原则难点：测电笔的结构、断路器的作用和工作原理三、教学过程：（一）家庭电路：1、家庭电路的组成：进户线和连接导线（电源火线、零线）、电能表、（闸刀开关）、断路器、插座等。电源：火线和零线，两线之间正常电

25、压：220伏。辨别的方法用测电笔。测电笔：构造：笔尖金属体、弹簧、氖管、大电阻（约1000千欧）、笔尾金属体。作用：辨别火线和零线。能使氖管发光的是火线，不能使氖管发光的是零线。原理：笔尖接触火线时，220伏的电压加在测电笔和人体构成的串联电路上，通过人体和氖管的电流小于220/1000千伏0.22毫安，这个电流可以使氖管发光，但对人体是没有危害的。使用方法：用手接触笔尾金属体，用笔尖接触电线（或与电线连接的导体）。电能表：铭牌：220V 5(20)A 意义：正常使用电压为220伏，标定电流为5安，最大允许电流为20安。熔断器和断路器：保护装置。当电路中的电流过大时，会损坏电器，严重时会引起火

26、灾，故需保护装置。（二）熔断器出示各种熔断器分类：封闭管式熔断器（一般装在电器设备上）：保险丝装在封闭的玻璃管内。敞开插入式熔断器：保险丝装在盒盖上。共同点：当电路中电流过大时，保险丝会自动熔断。保险丝：材料由熔点较低的金属合金制成。规格不同的保险丝，通常有不同的额定电流。保险丝的选用原则：应使保险丝的额定电流分别等于或稍大于电路中正常工作时的电流。能否用铁丝或铜丝来替代保险丝？电流过大时，铁丝或铜丝一般不会熔断，容易发生事故。如果选用的保险丝额定电流太大或太小会怎样？额定电流太大时，起不到保险的作用。太小，影响正常的工作。熔断器应装在火线上还是零线上？为什么？火线上。这样能真正起到保护的作用

27、。（三）断路器作用：替代闸刀开关和熔断器。当电流达到额定值的一定倍数时可以在几分钟或几秒钟内自动切断电路，从而起到电路过载或短路的保护作用。一般接在火线上。读断路器的工作原理，介绍其工作原理。（略）说明双金属片的作用。（四）插座 二孔插座：一孔为火线，另一孔为零线。使用时只要把两脚插头插入插孔就可。 三孔插座：火线孔、零线孔、接地孔。与接地孔相应的那个插头脚接在用电器的金属外壳，与大地相连。固定时插座移动式插座为什么使用功率较大的用电器，都是三脚插座？当发生漏电事故时，电流会经过接地线进入大地，而不会经过人体，从而起到保护作用。理解接地和不接地时的安全情况。第七节 电的安全使用一、教学目标：1

28、、了解一般情况下的安全电流和电压。2、了解触电事故的发生。3、了解安全用电的原则二、教学重点难点：重点：安全用电的重要性及安全用电的原则难点：触电事故的发生原因三、教学过程：(一)安全电流和电压：1、用电不当的危害：引起触电，损坏电器设备和引发火灾。人的两手接触一节干电池的正负极，有没有触电？通过人体的电流太小的缘故。2、触电：是指通过人体的电流达到一定值时对人体的伤害事故。阅读电流值与相应的人体反应结论：极小的电流（100200微安）可以治病。通过人体的电流越大，从触电到死亡的时间越短。决定通过人体电流大小的原因是什么？结合欧姆定律来分析讨论。16毫安的电流通过人体时，效果是无害的刺痛。25

29、29毫安是生死边界。因此安全电流为24毫安，人体电阻的取值范围为10002000欧因为人体电阻并不是一个固定值。以皮肤的电阻为最大。当皮肤干燥和无损伤的情况下，人体的电阻可高达440万欧，如果除去皮肤，人体的电阻可下降至600800欧。所以安全电压不是绝对的。在潮湿环境下，人体电阻变小，安全电压也会变小，应在24伏甚至12伏以下。部分国家规定的安全电压日本30伏，德国、英国、法国24伏，荷兰50伏，美国25伏，瑞士36伏，比利时35伏。（二）触电事故照明电路的电压是220伏，动力电路的电压是360伏，远远超过安全电压。人站在地上，手接触火线触电。这是因为人体跟火线和大地构成一个回路，造成大电流通过人体，从而产生触电。 人同时接触火线和零线，构成回路而触电。人相当于一个电阻接入电路。（三）安全用电常识 不接触低压带电体（安全电压的带电体除外），不靠近高压带电体。