进一步提问:通过这个现象可以得出什么结论呢?
师生讨论:通电后导体周围的小磁针发生偏转,说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用,由此我们可以得出:通电导线和磁体一样,周围也存在着磁场。
教师指出:以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的,此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明,除了磁体周围存在着磁场外,电流的周围也存在着磁场,即电流的磁场,本节课我们就主要研究电流的磁场。 板书:第四节电流的磁场 一、奥斯特实验
1.实验表明:通电导线和磁体一样,周围存在着磁场。
提问:我们知道,磁场是有方向的,那么电流周围的磁场方向是怎样的呢?它与电流的方向有没有关系呢?
重做上面的实验,请同学们观察当电流的方向改变时,小磁针N极的偏转方向是否发生变化。 提问:同学们观察到什么现象?这说明什么?
(观察到当电流的方向变化时,小磁针N极偏转方向也发生变化,说明电流的磁场方向也发生变化。)
板书:2.电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时,磁场的方向也发生变化。
提问:奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的,但在当时这一重大发现却轰动了科学界,这是为什么呢?
学生看书讨论后回答:
因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的,而是紧密联系的,从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的,这一发现,有力推动了电磁学的研究和发展。 (2)研究通电螺线管周围的磁场
奥斯特实验用的是一根直导线,后来科学家们又把导线弯成各种形状,通电后研究电流的磁场,其中有一种在后来的生产实际中用途最大,那就是将导线弯成螺线管再通电。那么,通电螺线管的磁场是什么样的呢?请同学们观察下面的实验:
演示实验:按课本图1113那样在纸板上均匀地撒些铁屑,给螺线管通电,轻敲纸板,请同学们观察铁屑的分布情况,并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。 提问:同学们观察到什么现象?
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二、通电螺线管的磁场
1.通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
提问:怎样判断通电螺线管两端的极性呢?它的极性与电流的方向有没有关系呢? 演示实验:将小磁针放在螺线管的两端,通电后,请同学们观察小磁针的N极指向,从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
再改变电流的方向,观察小磁针的N极指向有没有变化,从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关
2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时,通电螺线管的磁性也发生改变。
提问:采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢?同学们看书、讨论,弄清安培定则的作用和判定方法。板书: 三、安培定则
1.作用:可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。
2.判定方法:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
强调:螺线管的绕制方向不同,螺线管中电流的方向也不同。 第四节探究――影响电磁铁磁性强弱的因素 一.教育目标
1.知道电磁铁的结构及工作原理;
2.知道电磁铁的特点(与条形磁铁相比); 3.知道影响电磁铁的磁性强弱、极性的因素; 二.教学重点
1.研究电磁铁有什么特点。
2.电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系。 三.教学难点
用控制变量法探索出电磁铁的特点和磁性强弱跟哪些因素有关系。 四.教学用具
一个线圈匝数可以改变的电磁铁、电源、开关、滑动变阻器、电流表、一小堆大头针或钩码。 五.课时安排 1课时 六.教学过程 (一)复习提问
1.通电螺线管的极性跟什么有关系?
2.通电螺线管的磁性强弱跟哪些因素有关系?
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(二)引入新课
实验:(1)用小磁针探察通电螺线管的磁场;
(2)在通电螺线管的内部插入铁芯时,用小磁针探察磁场的强弱有什么不同? 看到的现象:内部插入铁芯后对小磁针的作用大了 表明:内部插入铁芯后磁场大大增强了。
由此可见,要利用通电螺线管得到强磁场时,一般都要把螺线管紧密地套在一个铁芯上,这样就构成了一个电磁铁
电磁铁:内部插入铁芯的螺线管。 (三)新课教学
(1)研究电磁铁的磁性的强弱和电流大小的关系。把电源、开关、滑动变阻器、电流表和电磁铁匝数较少的线圈连接成图4—36实验电路图,让线圈匝数、线圈横截面积不变,调整变阻器滑片,使电流变小,观察电磁铁吸引钩码的数目:
再移动变阻器的滑片,使电流增大,观察电磁铁吸引钩码的数目。 (2)研究外形相同的螺线管,电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数的关系。
让线圈横截面积不变,改变接入电路中螺线管的匝数,同时调整变阻器滑片,保持电流大小不变,观察电磁铁吸引钩码的数目是否变化。 (3)研究电磁铁的磁场强弱与线圈横截面积的关系。
让线圈匝数不变,改变线圈的横截面积,同时调整变阻器滑片,保持电流大小不变,观察电磁铁吸引钩码的数目是否变化。
(4)将实验结果填入下面的空白处:
①电磁铁通电时________磁性,断电时_______磁性。 ②通入电磁铁的电流大,它的磁性越_________。
③在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越________。 ④在电流一定、线圈匝数一定时,线圈横截面积越大,线圈磁性 。 交流与讨论:学生讨论,小结实验情况,归纳实验结论。
结论:电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强,线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯后,磁场会大大增强。 3.整理实验器材,各物品归位。
1.电磁起重机的铁芯应该用软铁还是用钢制成?为什么? 2.练习册本节习题。
第四节 探究――影响电磁铁磁性强弱的因素
实验器材:一个线圈匝数可以改变的电磁铁、电源、开关、滑动变阻器、电流表、一小堆大头针或钩码。
1.电磁铁:内部插入铁芯的螺线管。
2.影响电磁铁磁性强弱的因素:电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强,线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯后,磁场会大大增强。
3.:优点:强电磁铁磁性的有无用通断电来控制。磁性强弱用电流大小来控制;它的南北极用电流方向来控制;使用起来非常方便。
4.应用:电磁起重机、电铃、发电机、电动机、等。
第五节 电磁铁的应用。 教学目标:
了解电磁继电器和电磁阀车门、磁浮列车的结构和工作原理。 初步认识物理知识的实际应用。
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1.电磁继电器的结构。
出示电磁继电器工作原理挂图和示教板,介绍它的结构:主要由电磁铁、弹簧、衔铁和触点组成。
2.结合挂图介绍它的工作原理:
(1)控制电路:低压电源、线圈、开关。
(2)工作电路:高压电源、用电器(电动机)、触点开关。 启发:电磁继电器是如何控制工作电路工作的呢?
引导分析:闭合S→控制电路接通→电磁铁有磁性→吸引衔铁→触点开关接通→高压电路接近→电动机工作。
断开S→控制电路断开→电磁铁磁性消失→弹簧复位→触点开关断开→高压电路断开→电动机停止工作。
演示:电磁继电器的控制作用,让学生观察触点闭事和断开的情况下,电动机的运转情况。 点拨:实际的工作电路是高压电路,使用电磁继电器,通过控制低压电路通断的办法,来间接控制高压电路的通断,既可以保障人身安全,又可以实现遥控和生产自动化。
启发:懂得了电磁继电器的结构和工作原理,我们就可以进行控制电路的设计和实验。 3.认识电磁阀车门
电磁阀是靠线圈充放电引起阀门的关闭和开启。有永久磁铁参与
的,是靠抵消磁性来实现;没有永久磁铁的,靠线圈产生的磁性发生作用。产生磁性的强弱 与阀门的功率有关系,控制线圈的电流即可。 4.认识磁浮列车
出示内燃机和磁浮列车的照片,指导学生进行观察比较。
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