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2019-2020年九年級物理下冊《16.2 電流的磁場》教案 蘇科版 （一）教學目標： 1．知道電流周圍存在著磁場。(A) 2．知道通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵相似。(A) 3知道電磁鐵的構成，能說出影響電磁鐵磁性強弱的因素。(B) 4知道電磁鐵的優(yōu)點及其應用。(B) 5知道電磁繼電器的構造與工作原理。(B) （二）重點難點： 1.知道電能生磁 。 2．知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關。 3與普通永磁體相比，電磁鐵有哪些優(yōu)點，電磁繼電器的構造及工作原理。 4電磁繼電器的工作原理，電磁繼電器電路的連接方法。 （三）教學過程 一．前置測評 1，如圖1，將鐵釘放在某礦石附近，鐵釘立即被吸引到礦石上，此現(xiàn)象說明該礦石具有 Ａ．導電性 Ｂ．磁性 Ｃ．彈性勢能 Ｄ．隔熱性 2.當兩個磁體的S極相互靠近時，它們將互相_____，當一個磁體的N極靠近另一磁體的S極時，它們將互相_____。 3.磁感線可以形象而又方便地表示磁體周圍各點的_______方向。磁鐵周圍的磁感線都是從磁鐵______極出來，回到磁鐵的________極。 4.1820年，丹麥科學家______把連接電池組的導線放在和磁針平行的位置上，當導線通電時，磁針立即偏轉(zhuǎn)一角度，這個實驗表明通電導體周圍存在著____ 二．以學帶教： 1．復習提問，引入新課 小磁針只有放在磁體周圍才會受到磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？也就是說，只有磁體周圍存在著磁場嗎？其他物質(zhì)能不能產(chǎn)生磁場呢？這就是我們本節(jié)課要探索的內(nèi)容。 2．進行新課 (1)演示奧斯特實驗說明電流周圍存在著磁場 演示實驗：將一根與電源、開關相連接的直導線用架子架高，沿南北方向水平放置。將小磁針平行地放在直導線的上方和下方，請同學們觀察直導線通、斷電時小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。 提問：觀察到什么現(xiàn)象？ （觀察到通電時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電時小磁針又回到原來的位置。） 進一步提問：通過這個現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢？ 師生討論：通電后導體周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電后導體周圍的空間對小磁針產(chǎn)生磁力的作用，由此我們可以得出：通電導線和磁體一樣，周圍也存在著磁場。 教師指出：以上實驗是丹麥的科學家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)的，此實驗又叫做奧斯特實驗。這個實驗表明，除了磁體周圍存在著磁場外，電流的周圍也存在著磁場，即電流的磁場，本節(jié)課我們就主要研究電流的磁場。 板書：第四節(jié)電流的磁場 一、奧斯特實驗 1．實驗表明：通電導線和磁體一樣，周圍存在著磁場。 提問：我們知道，磁場是有方向的，那么電流周圍的磁場方向是怎樣的呢？它與電流的方向有沒有關系呢？ 重做上面的實驗，請同學們觀察當電流的方向改變時，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是否發(fā)生變化。 提問：同學們觀察到什么現(xiàn)象？這說明什么？ （觀察到當電流的方向變化時，小磁針N極偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，說明電流的磁場方向也發(fā)生變化。） 2．電流的磁場方向跟電流的方向有關。當電流的方向變化時，磁場的方向也發(fā)生變化。 提問：奧斯特實驗在我們現(xiàn)在看來是非常簡單的，但在當時這一重大發(fā)現(xiàn)卻轟動了科學界，這是為什么呢？ 學生看書討論后回答： 因為它揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象不是各自孤立的，而是緊密聯(lián)系的，從而說明表面上互不相關的自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，這一發(fā)現(xiàn)，有力推動了電磁學的研究和發(fā)展。 (2)研究通電螺線管周圍的磁場 奧斯特實驗用的是一根直導線，后來科學家們又把導線彎成各種形狀，通電后研究電流的磁場，其中有一種在后來的生產(chǎn)實際中用途最大，那就是將導線彎成螺線管再通電。那么，通電螺線管的磁場是什么樣的呢？請同學們觀察下面的實驗： 演示實驗：按課本圖11－13那樣在紙板上均勻地撒些鐵屑，給螺線管通電，輕敲紙板，請同學們觀察鐵屑的分布情況，并與條形磁體周圍的鐵屑分布情況對比。 提問：同學們觀察到什么現(xiàn)象？ 學生回答后，教師板書： 二、通電螺線管的磁場 1．通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場一樣。 提問：怎樣判斷通電螺線管兩端的極性呢？它的極性與電流的方向有沒有關系呢？ 演示實驗：將小磁針放在螺線管的兩端，通電后，請同學們觀察小磁針的N極指向，從而引導學生判別出通電螺線管的N、S極。 再改變電流的方向，觀察小磁針的N極指向有沒有變化，從而說明通電螺線管的極性與電流的方向有關。 引導學生討論后，教師板書： 2．通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關。當電流的方向變化時，通電螺線管的磁性也發(fā)生改變。 三．電磁鐵 出示螺線管，提問：要使螺線管的周圍產(chǎn)生磁場，根據(jù)我們學過的知識，可采用什么方法？ （學生討論得出：給螺線管通電，它的周圍就會產(chǎn)生磁場。） 進一步提問：如果要使通電螺線管的磁性增強，應該怎么辦呢？ 請同學們觀察下面的實驗：演示實驗：先將小磁針放在螺線管的兩端，通電后觀察小磁針偏轉(zhuǎn)的程度，再將鐵棒插入螺線管，通電后觀察小磁針偏轉(zhuǎn)的程度。 提問：小磁針的偏轉(zhuǎn)程度哪個大？這表明什么？（插入鐵棒后，小磁針的偏轉(zhuǎn)程度增大，這表明插入鐵棒后通電螺線管周圍的磁性大大增強。） 進一步提問：為什么插入鐵棒后，通電螺線管的磁性會增強呢？ 學生討論得出：鐵心插入通電螺線管，鐵心被磁化，也要產(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。 教師指出：從上面的實驗中可以看出，鐵心插入螺線管，通電后能獲得較強的磁場。我們把插入鐵心的通電螺線管稱為電磁鐵。 實驗：探究影響電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關 提問：電磁鐵與永磁體相比，有些什么特點呢？ 進一步提問：怎樣來做實驗呢？其步驟是怎樣的呢？ 我們知道，電磁鐵的磁性是由螺線管通入電流后獲得的，由此，我們可以進行猜想：它的磁性與電流的大小有關；螺線管是由導線繞制成的，它的磁性強弱與線圈的匝數(shù)有關。下面我們就從這幾個方面來進行實驗探索。 學生實驗：首先請同學們從盒子里拿出實驗器材，放在桌上擺好，觀察所用的器材，同時思考下列問題： 這些實驗器材應連接成怎樣的電路？ （應將電源、開關、滑動變阻器、電流表與電磁鐵連成串聯(lián)電路）用什么來判斷電磁鐵的磁性強弱？ （通過觀察電磁鐵吸引大頭針的多少來判斷）學生將實驗器材連接好，檢查電路無誤后進行實驗： ①將開關合上或打開，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。 ②將開關合上，調(diào)節(jié)滑動變阻器，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比電磁鐵磁性強弱的變化。 ③將開關合上，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)，觀察電磁鐵磁性強弱的變化。 實驗小結(jié)：讓學生歸納、概括實驗結(jié)果后，教師板書：實驗表明： 　　1、電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性。 　　2、通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強。 　　3、在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，磁性越強。 討論電磁鐵的優(yōu)點 提問：通過實驗，我們知道了電磁鐵的一些特點，它的這些特點與永磁體相比，有哪些優(yōu)點呢？ 2、介紹電磁鐵的應用 提問：電磁鐵在實際生產(chǎn)中有哪些重要應用呢？ 請同學們觀看視頻：電磁起重機。(說明它能將鋼材吊起的原理。) 介紹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。蹄形電磁鐵的兩個異性極在同一端面上，能同時吸住一塊鐵，因而磁性更強。 四、電磁繼電器 提出問題： 高壓環(huán)境或惡劣環(huán)境有可能對人造成不利影響，如何才能完成工作而又不會造成人身傷害?如何自動控制、遠距離控制? ①、電磁繼電器的構造 電磁繼電器的結(jié)構和工作電路如圖所示：(屏幕顯示) 　　結(jié)構：A：電磁鐵、B：銜鐵、C：彈簧、D：動觸點、E：靜觸點． ②、電磁繼電器的工作原理 工作原理：電磁鐵通電時，把銜鐵吸下來使D和E接觸，工作電路閉合．電磁鐵斷電時失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，切斷工作電路． 結(jié)論：電磁繼電器就是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關． 學生實驗：讓學生分組聯(lián)接電磁繼電器的控制電路和用小燈泡組成的工作電路．使繼電器通電時，小燈泡亮，斷電時小燈泡滅． 通過接線和操作，使學生掌握繼電器的主要構造和工作原理． 提問：用電磁繼電器控制電路有什么好處？ 回答：用低電壓控制高電壓；遠距離控制；自動控制． 五．電磁繼電器的應用 分析防訊報警器、水位自動報警器和溫度自動報警器的工作原理． (在學生自己分析的基礎上，進行小組議論．) 影響電磁鐵磁性強弱的因素：電流的大小、線圈的匝數(shù)、鐵心的有無 電磁繼電器的幾個主要部件：電磁鐵、銜鐵、彈簧、動觸點.靜觸點． 電磁繼電器的工作原理：控制電路的接通、斷開，使電磁鐵有、無磁性，銜鐵被吸或被拉離．使動、靜觸點接通或斷開．使工作電路接通或斷開． 自動報警裝置、控制電路在一定條件下自動接通，以達到報警的目的．如控制電路中接入熱敏元件或光敏元件還可以實現(xiàn)溫度自動控制或光自動控制。 三，當堂檢測： 1 (A)如圖14-3-7所示，當通以如圖所示方向的電流時，小磁針的S極將向紙外偏轉(zhuǎn)，若改變電流方向，圖中的小磁針轉(zhuǎn)向為( ) 圖14-3-7 A.小磁針N極將向紙外偏轉(zhuǎn) B.小磁針S極將向紙外偏轉(zhuǎn) C.小磁針N極指向不變 D.小磁針N極可能向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，也可能向紙外偏轉(zhuǎn) 2 (A).為判斷一斷導線中是否有直流電流通過，手邊若有下列幾組器材，其中最為可用的是( ) A.被磁化的縫衣針及細棉線 B.帶電的小紙球及細棉球 C.小燈泡及導線 D.蹄形磁形及細棉線 3 (A) 用電磁繼電器來操縱高電壓、強電流的開關，其主要作用是 [ ] 　　　A．節(jié)約用電。 　　　B．操作簡單。 　　　C．保護用電器。 　　　D．避免危險。 4 (A) 要改變電磁鐵的磁性強弱，可以改變線圈的匝數(shù),還可以改變__________的大小。 5 (B)如圖2是一個自動控制電路，當開關S閉合時，電路中各用電器的工作情況是 D Ａ．燈亮，電動機轉(zhuǎn)動，電鈴不響　?。拢疅袅粒妱訖C不轉(zhuǎn)，電鈴不響　 Ｃ．燈不亮，電動機轉(zhuǎn)動，電鈴響　?。模疅舨涣?，電動機不轉(zhuǎn)，電鈴響　 四．課后布置： (1)．預習作業(yè)： 1. 磁場對通電導體具有力的作用，其作用的方向與___________、_________方向有關。 2 當堂檢測3 4 5 7