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1、
第50課 電磁鐵 學(xué)案
一目標(biāo)導(dǎo)航
1、通過奧斯特實(shí)驗(yàn)得出電流周圍存在磁場(chǎng),通過實(shí)驗(yàn)得出通電螺線管的安培定則。
2、通過實(shí)驗(yàn)研究電磁鐵(通電螺線管的磁性強(qiáng)弱由哪些因素決定)
3、通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的方法,提高分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)實(shí)驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),于是通電螺線管的周圍既有電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),又有磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng),因而磁場(chǎng)大大增強(qiáng)了。
(二)、探究:怎樣使電磁鐵的磁性強(qiáng)
1猜想:
(1)電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與電流的大小有關(guān),因?yàn)殡娏髟酱螅娏鳟a(chǎn)生的磁場(chǎng)可能就越強(qiáng);
2、(2)電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與線圈的匝數(shù)有關(guān),因?yàn)橐辉丫€圈要產(chǎn)生一定的磁場(chǎng),匝數(shù)多,則產(chǎn)生的磁場(chǎng)也會(huì)增強(qiáng)。
(3)電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與所插入的鐵芯粗細(xì)有關(guān),因?yàn)樵酱郑F的質(zhì)量越大,磁化的量越大。
(4)電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)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(huì)有所不同。
2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):
(1)想研究電磁鐵磁場(chǎng)的強(qiáng)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(chǎng)與匝數(shù)的關(guān)系,該如何控制電流呢?
(在研究匝數(shù)時(shí)控制電流不變,在研究電流時(shí),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?cè)褦?shù)的不同;通過滑動(dòng)變阻器改變電流的
3、大?。?
(3)如何判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)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(dòng)變阻器以改變電流的大小,通過讓電磁鐵吸起大頭針的個(gè)數(shù)來判斷其磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。)
3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(1)組成電路:將電源、開關(guān)、滑動(dòng)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(shí),電磁鐵對(duì)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(dòng)變阻器,使電流增大和減?。ㄓ^察電流表指針的示數(shù)),從電磁鐵吸引大頭針的情況對(duì)比電磁鐵磁性強(qiáng)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(qiáng)弱的變化。
4.結(jié)論:電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),斷電時(shí)沒有磁場(chǎng);通過電磁鐵的電流越大,它的磁場(chǎng)越強(qiáng);在電流一定時(shí),外形相同的螺線管,線圈匝數(shù)越多,磁場(chǎng)越強(qiáng)。
(三)、電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)
(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(qiáng)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(jī):
(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(dòng)到另外一個(gè)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(jī):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(dòng) 共解難題
例1、如圖所示,電磁鐵通電時(shí),小磁針靜止在圖示的位置上,小磁針a端是________極;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),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(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),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(qiáng),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(shí)相互排斥,請(qǐng)?jiān)贐圖中標(biāo)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(fù)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(shí),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(chǎng)中的A點(diǎn)位置放一小磁針,小磁針靜止時(shí)N極水平向右,請(qǐng)畫出螺線管導(dǎo)線的繞法。
解析:通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁體磁場(chǎng)相似,根據(jù)在磁場(chǎng)中的某點(diǎn),小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)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(zhǎng)度會(huì)____
7、____(填“伸長(zhǎng)”“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(zhǎng)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(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),圖中的電磁鐵(??)。
A.A端是N極,磁性增強(qiáng)
B.B端是N極,磁性減弱
C.A端是S極,磁性增強(qiáng)
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(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),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(shí),兩線圈將(??)。
A.互相吸引靠近
B.互相排斥遠(yuǎn)離
C.先吸引靠近,后排斥遠(yuǎn)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(yuǎn)離。
答案:B
四積累運(yùn)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(gè)電磁鐵。
2、電磁鐵通電時(shí)________磁性,斷電時(shí)________磁性;通入電磁鐵的電流________,它的磁性越強(qiáng);在電流一定時(shí),螺線管的________越多,它的磁性越強(qiáng)。
3、電磁鐵磁性的有無由________來
9、控制,它的磁性的強(qiáng)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?yàn)樗籣_______后,磁場(chǎng)大大增強(qiáng)。
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(shí),磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),此實(shí)驗(yàn)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(shí)發(fā)現(xiàn)鐵棒能吸引鐵釘,這個(gè)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(chǎng)與被磁化后的鐵棒的磁場(chǎng)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(qiáng)度減少一半??? ????????????D.把鐵芯抽出來
9、下列各方法中,不能增強(qiáng)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(shí),彈簧長(zhǎng)度顯著變大
C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí),彈簧長(zhǎng)度變大
D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí),彈簧長(zhǎng)度變小
12、下列改變通電螺線管磁性強(qiáng)弱的方法中正確的是(???)。
A.改變通過螺線管電流的強(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(chǎng)
C.通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到力的作用
D.通電導(dǎo)體內(nèi)部存在磁場(chǎng)
答案:
1、鐵心
2、有? 無? 越大? 匝數(shù)
3、通斷電? 電流強(qiáng)弱? 變換電流方向
4、軟鐵? 磁化
5、關(guān)閉合時(shí),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(shí),因?yàn)殂曡F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(chǎng);丹麥;奧斯特
7、D 8、B 9、C 10、B 11、D 12、ABD 13、B