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1、
第50課 電磁鐵 學(xué)案
一目標導(dǎo)航
1、通過奧斯特實驗得出電流周圍存在磁場,通過實驗得出通電螺線管的安培定則。
2、通過實驗研究電磁鐵(通電螺線管的磁性強弱由哪些因素決定)
3、通過實驗學(xué)習(xí)實驗的方法,提高分析實驗現(xiàn)象總結(jié)實驗規(guī)律的能力。
二名師引領(lǐng)?
(一)、電磁鐵:插入鐵心的通電螺線管。
原理:鐵心插入通電螺線管,鐵心被磁化,也會產(chǎn)生磁場,于是通電螺線管的周圍既有電流產(chǎn)生的磁場,又有磁鐵產(chǎn)生的磁場,因而磁場大大增強了。
(二)、探究:怎樣使電磁鐵的磁性強
1猜想:
(1)電磁鐵的磁場強弱可能與電流的大小有關(guān),因為電流越大,電流產(chǎn)生的磁場可能就越強;
2、(2)電磁鐵的磁場強弱可能與線圈的匝數(shù)有關(guān),因為一匝線圈要產(chǎn)生一定的磁場,匝數(shù)多,則產(chǎn)生的磁場也會增強。
(3)電磁鐵的磁場強弱可能與所插入的鐵芯粗細有關(guān),因為越粗,鐵的質(zhì)量越大,磁化的量越大。
(4)電磁鐵的磁場強弱可能與所插入的材料有關(guān),可能插入另一種材料的物質(zhì),其磁性會有所不同。
2.設(shè)計實驗:
(1)想研究電磁鐵磁場的強弱與電流的大小有關(guān),該如何控制匝數(shù)呢?同理要研究磁場與匝數(shù)的關(guān)系,該如何控制電流呢?
(在研究匝數(shù)時控制電流不變,在研究電流時,控制匝數(shù)的不變)
(2)如何改變線圈的匝數(shù)?如何改變電流的大小?
(取匝數(shù)不同的螺線管以改變匝數(shù)的不同;通過滑動變阻器改變電流的
3、大?。?
(3)如何判斷電磁鐵磁性的強弱?
(通過采用不同匝數(shù)的電磁鐵以改變其匝數(shù),通過在電路中串聯(lián)滑動變阻器以改變電流的大小,通過讓電磁鐵吸起大頭針的個數(shù)來判斷其磁場的強弱。)
3.進行實驗
(1)組成電路:將電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表與電磁鐵連成串聯(lián)電路。
(2)將開關(guān)合上或打開,觀察通電、斷電時,電磁鐵對大頭針的吸引情況,判斷電磁鐵磁性的有無。
(3)將開關(guān)合上,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流增大和減小(觀察電流表指針的示數(shù)),從電磁鐵吸引大頭針的情況對比電磁鐵磁性強弱的變化。
(4)將開關(guān)合上,使電路中的電流不變(電流表的示數(shù)不變)改變電磁鐵的接線,增加通電線圈的匝數(shù),觀察電磁
4、鐵磁性強弱的變化。
4.結(jié)論:電磁鐵通電時產(chǎn)生磁場,斷電時沒有磁場;通過電磁鐵的電流越大,它的磁場越強;在電流一定時,外形相同的螺線管,線圈匝數(shù)越多,磁場越強。
(三)、電磁鐵的優(yōu)點
(1)電磁鐵磁性的有無可以通過電流的有無來控制。
(2)電磁鐵磁性的強弱可以通過電流的大小來控制。
(四)、電磁鐵的應(yīng)用
1電磁起重機:
(1)工作過程:把電磁鐵安裝到吊車上,通電后它就具有了磁性,能吸引大量的鐵制品,然后將其移動到另外一個地方,斷電,電磁鐵失去磁性,鐵制品就卸了下來。
(2)現(xiàn)有兩種常用的電磁起重機:一種是圓柱形電磁鐵,一種是蹄形電磁鐵。
2.電磁閥、電鈴中都有電磁鐵。
5、三師生互動 共解難題
例1、如圖所示,電磁鐵通電時,小磁針靜止在圖示的位置上,小磁針a端是________極;當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時,電磁鐵的磁性將________。
解析:根據(jù)安培定則:用右手握住螺線管,讓四指彎曲彎向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的北極,判定出a端是北極。當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時,電路中電阻增大,在電壓一定的情況下,電阻增大,電流減小。電磁鐵的電流越大,它的磁性越強,反之電磁鐵的磁性就減弱。
答案:N;減弱
例2、如圖所示,兩通電螺線管在靠近時相互排斥,請在B圖中標出通電螺線管的N、S極,螺線管中電流的方向及電源的正負極。
解
6、析:A圖根據(jù)安培定則,判斷出通電螺線管的右端為N極。而A圖B圖兩通電螺線管在靠近時,相互排斥,B圖左端為N極,再由安培定則可判斷出,B圖的電源右端是正極。
答案:
例3、如下圖所示,在通電螺線管磁場中的A點位置放一小磁針,小磁針靜止時N極水平向右,請畫出螺線管導(dǎo)線的繞法。
解析:通電螺線管的磁場與條形磁體磁場相似,根據(jù)在磁場中的某點,小磁針靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向,判斷出通電螺線管的右端為N極,再根據(jù)安培定則可知導(dǎo)線的繞法。
答案:
例4、如右上圖所示,彈簧下端掛一條形磁體,磁體的下端為S極,條形磁體的下方有一帶鐵芯的螺線管,閉合開關(guān)后,彈簧的長度會____
7、____(填“伸長”“縮短”或“不變”)。
解析:閉合開關(guān)前,彈簧秤的示數(shù)等于磁鐵的重力,開關(guān)閉合后,根據(jù)安培定則判斷出電磁鐵上端為S極。同名磁極相斥,磁鐵又受向上的力的作用,使彈簧的長度縮短。
答案:縮短
例5、如圖所示,當(dāng)閉合開關(guān)S,且將滑動變阻器的滑片P向右移動時,圖中的電磁鐵(??)。
A.A端是N極,磁性增強
B.B端是N極,磁性減弱
C.A端是S極,磁性增強
D.B端是S極,磁性減弱
解析:當(dāng)閉合開關(guān)S,由安培定則可判斷出B端是N極。若將滑動變阻器的滑片P向右移動時,電路中的電阻增大,而電壓一定,電流減小,使通電螺線管的磁性減弱,所以正確的是B。
答案:B
8、
例6、如圖所示,甲乙兩線圈套在光滑的玻璃棒上,當(dāng)S閉合時,兩線圈將(??)。
A.互相吸引靠近
B.互相排斥遠離
C.先吸引靠近,后排斥遠離
D.既不排斥,又不吸引
解析:由安培定則判斷,甲的右端是S極,乙的左端也是S極,同名磁極相斥,所以排斥遠離。
答案:B
四積累運用 舉一反三
1、把螺線管緊密地套在________上,這樣就構(gòu)成了一個電磁鐵。
2、電磁鐵通電時________磁性,斷電時________磁性;通入電磁鐵的電流________,它的磁性越強;在電流一定時,螺線管的________越多,它的磁性越強。
3、電磁鐵磁性的有無由________來
9、控制,它的磁性的強弱可以由________來控制,它的南、北極可以由________來控制。
4、電磁鐵的鐵芯是用________做的,因為它被________后,磁場大大增強。
5.電鈴示意圖:1是電磁鐵,2是彈簧片,3是螺釘,4是銜鐵。試敘電鈴的工作原理。
6.如圖所示,在靜止的磁針上方拉一根與磁針平行的導(dǎo)線,給導(dǎo)線________時,磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),此實驗表明________,這一現(xiàn)象是1820年________物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)的。
7、在一根鐵棒上繞幾圈絕緣導(dǎo)線,兩端接入電路時發(fā)現(xiàn)鐵棒能吸引鐵釘,這個現(xiàn)象的完整解析是(??)。
A.通電螺線管有磁性
10、
B.鐵棒原來有磁性
C.鐵棒在通電螺線管中被磁化后有磁性
D.通電螺線管的磁場與被磁化后的鐵棒的磁場共同作用
8、能使電磁鐵的N、S極互換的方法是(? )。
A.把線圈的匝數(shù)增加一倍??????????? B.改變電流方向
C.電流強度減少一半??? ????????????D.把鐵芯抽出來
9、下列各方法中,不能增強通電螺線管磁性的是(? )。
A.增加螺線管的匝數(shù)
B.在通電螺線管內(nèi)插入鐵棒
C.增大螺線管本身的直徑
D.增大螺線管線中的電流
10、蹄形電磁鐵上導(dǎo)線繞法正確的是圖(??)。
11、如圖,彈簧下掛一鐵塊,并處于靜止?fàn)顟B(tài),以下說法中正確的是(?
11、)。
A.電磁鐵的A端是磁體的S極
B.當(dāng)抽出鐵芯時,彈簧長度顯著變大
C.當(dāng)滑動變阻器滑片P向右移動時,彈簧長度變大
D.當(dāng)滑動變阻器滑片P向右移動時,彈簧長度變小
12、下列改變通電螺線管磁性強弱的方法中正確的是(???)。
A.改變通過螺線管電流的強弱
B.改變螺線管的匝數(shù)
C.調(diào)換螺線管兩端的極性
D.調(diào)節(jié)鐵芯在通電螺線管中的深淺
13、奧斯特實驗證明了(??)。
A.通電導(dǎo)體周圍存在著大量的電荷
B.通電導(dǎo)體周圍存在著磁場
C.通電導(dǎo)體在磁場中要受到力的作用
D.通電導(dǎo)體內(nèi)部存在磁場
答案:
1、鐵心
2、有? 無? 越大? 匝數(shù)
3、通斷電? 電流強弱? 變換電流方向
4、軟鐵? 磁化
5、關(guān)閉合時,電磁鐵就有了磁性,把簧片上的銜鐵吸引過來,簧片下端的小錘在鈴上打一下,與此同時,因為銜鐵與螺釘脫離接觸,電路被斷開,電磁鐵失去磁性,不能吸引銜鐵,在簧片作用下銜鐵被彈回來,又與螺釘接觸,電路又被接通,鈴聲又響,電流就這樣一通、一斷,電鈴就不停地響。這就是電鈴的工作原理。
6、通電;通電導(dǎo)體周圍存在磁場;丹麥;奧斯特
7、D 8、B 9、C 10、B 11、D 12、ABD 13、B