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2019-2020年九年級物理全冊 第20章 電與磁教案 （新版）新人教版 1．了解簡單的磁現象，知道磁極間的相互作用，了解磁化． 2．知道磁體周圍存在磁場；知道磁在日常生活、工業(yè)生產和科研中的重要應用． 3．知道存在地磁場． 4．認識電流的磁效應，初步了解電與磁之間的聯系． 5．知道通電導體周圍存在磁場，會根據安培定則判斷通電螺線管的磁極或電流方向． 6．知道電磁鐵的特性和工作原理；了解影響電磁鐵磁性強弱的因素． 7．了解電磁繼電器的結構和工作原理． 8．了解磁場對通電導線的作用；了解直流電動機的結構和工作原理． 9．知道電磁感應現象，知道發(fā)電機的原理． 本章主要講述磁現象、電流的磁場、電磁鐵及其應用、電動機、電磁感應現象及其應用．本章從生活中常見的磁現象出發(fā)，介紹磁的一些基本知識，通過活動感知特殊的物質“磁場”的存在．在已有電學知識的基礎上，探究“電生磁”和“磁生電”的關系，本章知識在技術上有著廣泛的應用，“電動機”“發(fā)電機”“電磁繼電器”等工具對現代社會有著深遠的影響．本章學習過程中需掌握十六個主要概念、一條規(guī)律、一個定則、一個性質、一個規(guī)定、兩個基本特點、六個基本原理、三個探究實驗． 十六個主要概念：磁性、磁極、磁化、磁體、磁場、磁感線、地磁場、磁偏角、電流的磁效應、電磁鐵、電磁繼電器、換向器、線圈平衡位置、電磁感應現象、交流電、直流電；一條規(guī)律：磁極間相互作用規(guī)律；一個定則：安培定則；一個性質：磁體具有指向性．一個規(guī)定；磁極方向的規(guī)定．兩個基本特點；通電螺線管磁場的特點、電磁鐵的特點，六個基本原理：電磁鐵工作原理、電磁繼電器工作原理，磁場對通電導線的作用原理、電動機工作原理、電動機制作原理、發(fā)電機制作原理；三個探究實驗：通電螺線管的磁場是什么樣的，研究電磁鐵、什么情況下磁可以生電． 學生前面已經學習了電學的相關知識，為本章學習電流的磁效應，探究“電生磁”與“磁生電”的關系奠定了基礎．磁現象是很普遍的現象，學生在小學科學課上已有了初步的認識．電動機、發(fā)電機的有關知識與學生日常生活比較貼近，這讓學生有了較強的探究欲望，但由于本章的理論性強、專用術語多，加之日常生活中只對其有表面的粗淺認識，給學生的學習帶來一定的困難，尤其是關于磁場、地磁場、磁感線及電動機、發(fā)電機的工作原理等知識比較抽象，更是學生學習的難點． 1．本章的物理概念、規(guī)律較多，學生不易理解，最好在教學過程中都讓學生通過親自動手實驗概括得出，讓學生親身體驗和感悟．并讓學生自己通過實驗、觀察、歸納概括出規(guī)律． 2．本章知識在技術上有著廣泛的應用，電動機、發(fā)電機、電磁繼電器等工具對現代社會有著深遠的影響，因此在講授本章知識時，應多加聯系． 3．本章在知識深度要求上雖然難度有所下降，但多數知識比較抽象難懂，應讓學生注意概念的理解，充分發(fā)揮想象力． 第1節(jié)　磁現象　磁場 知識與技能 1．知道磁體、磁極的概念； 2．知道磁極間的相互作用規(guī)律； 3．知道用磁化的方法可以使一些物體獲得磁性以及生活中的一些磁化現象． 4．知道磁體周圍存在磁場，知道地球周圍有磁場以及地磁場的的南北極． 過程與方法 通過參與科學探究活動，觀察磁體間的相互作用，從而感知磁場的存在． 情感、態(tài)度與價值觀 通過了解我國古代對磁的研究所取得的成就，進一步提高學生學習物理的興趣． 重點 1．知道磁極間的相互作用規(guī)律． 2．知道磁場的存在． 難點 如何認識磁場的存在． 教師：條形磁體、蹄形磁體、大頭針、鐵釘、多媒體； 學生：條形磁體、銅片、鐵片、玻璃片、鎳片、鋁片、大頭針、鐵釘． 教師活動 學生活動 設計意圖 　　一、情境引入 播放圖文資料：歷史上的磁現象 1．《晉書馬隆傳》記載了這樣一個故事：三世紀時，智勇雙全的馬隆在一次戰(zhàn)役中，將敵軍引至一條狹窄的山谷中，身穿鐵甲的敵軍個個都被吸住，動彈不得，而馬隆的兵將身穿犀甲，行動如常．敵軍以為馬的兵是神兵，故而大敗． 2．在加拿大東海岸，有一個神奇而令人生畏的世百爾島，是由一種大青石構成的，來往的船只只要一靠近它，不但指南針失靈，而且船還下沉并向大青石撞去，造成觸礁沉沒． 學習了今天這一課，我們就會明白其中的原因了． 觀看、思考． 　　利用故事引起學生的興趣. 　　二、新課教學 (一)簡單的磁現象 1．磁體 講述：有一種物體，具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質，我們把這種物體叫做磁體． 學生實驗：試試你桌面上的哪些物體能被磁鐵吸引 提出問題：你現在能夠解釋前面的現象了嗎？ 2．磁極 提問：磁鐵的不同部位，對鐵的吸引力是一樣的嗎？怎樣用實驗來驗證？你是用什么方法來比較磁鐵的磁性強弱？ 簡單介紹實驗器材和實驗課題，引導學生進行實驗，根據實驗結果簡要概括出磁現象的一些基本概念： ①探究磁體不同部位的磁性強弱 ②磁體的指南性 ③磁極間的相互作用 課堂練習 1．用一根鐵釘靠近小磁針的N極，它們相互吸引，由此可判斷(　) A．鐵釘有磁性　　　　　　　　B．鐵釘無磁性 C．鐵釘可能有磁性，可能無磁性 D．條件不足，無法判斷 2．鋼條靠近磁針的某個磁極時，發(fā)現該磁極被排斥，則這鋼條(　) A．一定具有磁性 B．一定沒有磁性 C．可能有磁性也可能沒有磁性 D．條件不足，無法判斷 3．有兩根外形一樣的鋼棒，甲靠近乙的中間有吸引力，而乙靠近甲的中間則沒有吸引力，試判斷哪根鋼棒有磁性，哪根沒有磁性？ (二)磁化 1．一邊做演示實驗，一邊提問學生： (1)用普通的鐵釘靠近大頭針，能否吸起大頭針？ (2)用磁體向同一方向摩擦鐵釘，靠近大頭針，看到什么現象？ (3)介紹這種現象叫做磁化． 　　聽講． 實驗． 學生回答． 回答：①不一樣 ②看磁鐵各個部位吸引大頭針或鐵屑的多少 ③能夠吸引的大頭針越多，磁性越強 實驗，教師引導得出結論： ①磁體兩端的磁性最強，叫磁極． ②自由轉動的磁體靜止時指南的一極叫“南極”，指北的一極叫“北極”． ③磁體間的相互作用：同名磁極相互排斥，異名互相吸引． 回答． 學生在老師的引導下，觀察實驗，回答問題，體會磁化現象． 　　大部分學生在生活中已經知道磁體能吸引鐵，故教師直接給出其定義． 親身體會，增強興趣． 學以致用，讓學生體會到成功的喜悅，使學生掌握科學探究的方法． 形成轉換法的思想． 實驗都十分簡單，但是學生能夠親身體驗探索歸納的過程，有利于提高學生的動手能力和歸納能力． 及時鞏固所學知識． 通過實驗演示，讓學生對磁化現象有直觀地認識  教師活動 學生活動 設計意圖 　　2.引導學生根據現象得出結論后，分組做磁化實驗，掌握用磁體磁化鐵釘的技巧． 3．介紹其他磁化的方法、軟磁體和生活中應用到磁化的例子：磁帶，IC卡等． 4．簡單介紹磁化的利與弊，讓學生根據自己的認識繼續(xù)補充說明磁化的利與弊． 我們已經知道，磁體具有指南北的性質，現在請你們判斷：教室的哪個方向是南？ 演示：教師把磁針放在講臺上，磁針立即發(fā)生了偏轉，不再指南北了，在學生驚詫目光的注視下，教師把講臺上的報紙揭開，發(fā)現講臺上有一個大磁鐵． 提出問題：磁針在剛才的那個空間里能夠指南北，到了磁鐵周圍的空間就不再指南北了，那么磁鐵周圍的空間與其他空間有什么不同呢？ 介紹：在磁鐵周圍的空間存在著一種物質，這種物質能夠使磁針偏轉，這種物質叫做磁場． (三)磁場及磁感線 1．引導學生思考是誰施加力的？ 根據學生的回答，用課件輔助介紹磁場的存在，利用空氣的流動、電流使電燈發(fā)光的形象對比，讓學生理解磁場的客觀存在性和磁場對小磁針有力的作用． 2．演示實驗：把條形磁體靠近(不接觸)原來靜止的小磁針． 提問：發(fā)現什么問題？ 繼續(xù)演示：把更多的小磁針擺在磁體周圍，觀察現象． 總結：磁場具有方向性，小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向． 3．演示實驗：把條形磁體放在鐵屑板上，讓學生觀察鐵屑圖案，并繪出圖案． 展示不同小組的作品，提供交流的平臺．最終給出標準的答案． 結合學生的體會，引出磁感線的概念和特點． 提出問題：磁感線存在嗎？ 強調：磁感線是假想的曲線． 用課件展示不同形狀磁體的磁感線圖案 提出問題：觀察各種磁體周圍的磁感線，你能發(fā)現什么規(guī)律？ 問題導引：磁針受力轉動是磁場作用的結果，那么磁針在世界各地都能夠指南北又是誰的磁場在施加作用呢？ (四)地磁場 你能說出地球的南磁極在哪里嗎？ 引出地磁場的概念后，安排學生閱讀課本相應內容后回答以下問題： 1．地磁場的形狀與什么相似？ 2．地磁場的方向與地理的南北極位置有什么關系？ 3．我國最早提出地磁場存在的科學家是誰？ 　　用磁體磁化鐵釘的方法不唯一，可以讓學生自己嘗試，找出一些磁化的方法． 磁化在生活中的應用，學生應該有所了解，讓學生踴躍發(fā)言． 觀察． 回答。 觀察，思考。 學生思考，并嘗試回答出有力的存在等。 學生提出可能有隱形的物質． 學生發(fā)言：小磁針發(fā)生偏轉后，最終會停下來． 學生發(fā)言：位置不同，小磁針的指向不同． 學生根據看到的圖案，發(fā)揮想象力把圖案描繪出來，并進行交流，選出最合理和最形象的． 學生陷入激烈的討論． 學生回答：從N極出發(fā)回到S極等． 思考． 學生閱讀課本并回答： 1．與條形磁體相似 2．地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近． 3．沈括． 　　學生動手實驗，加深對磁化的理解和應用． 讓學生把所學知識與實際生活相聯系，激發(fā)對磁知識的求知欲． 通過精心設計的實驗，在提高學生的學習興趣的同時，也有利于學生體會抽象的磁場的存在． 不要求學生得出正確的答案． 運用類比法，說明看不見，摸不著的東西也是可以認識的． 給學生充分的空間去思考和想象，讓學生深刻體會在思考和實踐中收獲的愉悅． 學生辯論的過程中，能形成正確的觀點． 及時地反饋練習，加深學生對磁感線方向的理解． 自然地引入地磁場的內容． 培養(yǎng)學生經過閱讀，提取有效信息的能力． 　　三、小結作業(yè) 1．請學生談談本節(jié)課的收獲 2．布置作業(yè) 　　學生發(fā)言，總結本節(jié)課新學的內容  一、磁現象 1．磁體； 2．磁極(南極、北極)； 3．磁體的指向性； 4．磁極間的相互作用(同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引) 二、磁化：使原來沒有磁性的物體具有磁性的過程 三、磁場及磁感線 1．物質性：客觀存在的一種物質 2．方向性：小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向． 3．強弱性：越靠近磁極的地方磁場越強． 4．磁感線：為形象描述磁場而引入的． 四、地磁場 1．與條形磁體的磁場相似． 2．與地理兩極并不重合 磁體和磁感線 1．對磁體的進一步認識 a．磁體的中間部分磁性很弱，幾乎沒有磁性． b．磁體的磁極是成對出現的，不存在只有一個磁極的磁體，把一個磁體從中間鋸斷后將成為兩個新的磁體，每個磁體仍有兩個磁極，鋸斷處兩端出現的是異名磁極． c．磁體按磁體形狀分：可分為條形磁體、針形磁體、蹄形磁體；按磁體來源可分為天然磁體(鐵礦石)、人造磁體；按磁性的保持時間可分為硬磁體(永磁體)、軟磁體(極易失磁)． 2．使已磁化的鋼針“去磁”的方法： a．不斷敲擊已磁化的鋼針． b．將其放在火焰上加熱． 3．理解磁化應注意的兩個問題： a．任何磁極靠近沒有磁性的鐵或鋼制物體時總是互相吸引，這說明了被磁化的物體與使它磁化的磁極靠近的那一端一定是異名磁極； b．不是所有的物體都會被磁化，例如磁鐵不能吸引銅、鋁、玻璃、陶瓷等，說明這些物體不能被磁化，不是磁性材料． 4．理解磁感線時應注意的問題： a．磁場是真實存在于磁體周圍的一種特殊的物質，而磁感線是人們?yōu)榱酥庇^、形象地描述磁場的方向和分布情況而引入的帶方向的曲線，它并不是客觀存在于磁場中的真實曲線． b．磁感線是有方向的，曲線上任意一點的切線方向就是該點的磁場方向． C．磁感線分布的疏密可以表示磁場的強弱．磁體兩極處磁感線最密，表示其兩極處磁場最強． d．磁感線是閉合的曲線．即磁體周圍的磁感線都是從磁體的N極出來，回到磁體的S極；在磁體的內部，都是從磁體的S極指向磁體的N極． e．磁體周圍磁感線的分布是立體的，而不是平面的． f．空間中任何兩條磁感線絕對不會相交，因為磁場中任一點的磁場方向只有一個確定的方向，如果某一點有兩條磁感線相交，該點就有了兩個磁場方向，這是不可能的． 第2節(jié)　電生磁 知識與技能 1．認識電流的磁效應． 2．知道通電導體周圍存在著磁場；通電螺線管的磁場與條形磁體相似． 3．會用安培定則判斷通電螺線管的極性跟電流的關系． 過程與方法 1．觀察和體驗通電導體與磁體之間的相互作用，初步了解電與磁之間有某種聯系． 2．探究通電螺線管外部磁場的方向． 情感、態(tài)度與價值觀 通過認識電與磁之間的相互聯系，使學生樂于探索自然的奧秘． 重點 通過奧斯特實驗認識電流的磁效應． 難點 通電螺線管的磁場極性與電流方向之間的關系． 導線、學生電源、開關、螺線管、小磁針、實驗卡． 教師活動 學生活動 設計意圖 　　導入新課 演示實驗：小磁針在條形磁體周圍發(fā)生偏轉實驗． 引導學生對實驗現象進行觀察，并進行思考：小磁針為什么會發(fā)生偏轉？ 提問：除了條形磁體以外，還有什么物體可以使小磁針發(fā)生偏轉？ 讓學生猜想，并寫在實驗卡上． 引導學生先來研究：電能不能使小磁針發(fā)生偏轉？ 　　觀察，思考． 受到磁力的作用． 猜想出：風、電、人手等等． 思考，獨立設計實驗，小組內討論，相互交流． 　　創(chuàng)設情境，誘發(fā)問題． 在實驗中培養(yǎng)學生觀察和分析問題的能力． 激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力，鼓勵學生敢于猜想，勇于發(fā)表個人意見、看法. 　　新課教學 讓學生自己設計實驗來證明，教師再予以適當補充，使之完整． 指導學生實驗． 講述奧斯特實驗名稱的由來． 引導學生歸納出此實驗說明了什么問題． 一、電流的磁效應 1．奧斯特實驗：說明通電導線和磁體一樣，周圍存在磁場． 提問：針對奧斯特實驗，你還想知道些什么呢？ 聯系剛才的實驗，提出要研究的問題：磁場的方向由什么因素決定？ 引導：學生進行猜想，指導學生實驗． 引導學生得出結論． 2．電流的磁效應：通電導線周圍有磁場，它的方向與電流方向有關． 提問：奧斯特實驗在現在看來是非常簡單的，但在當時，這一重大發(fā)現卻轟動了科學界．這是為什么呢？ 教師闡述奧斯特實驗的意義． 引導學生為了攜帶更方便，為奧斯特實驗所用的直導線設計新造型． 從學生所設計的造型中引出通電螺線管． 二、通電螺線管 1．通電螺線管． 引導學生：關于通電螺線管，你想知道些什么呢？ 提出要探究的問題：通電螺線管的磁場是什么樣的？讓學生進行思考、猜想，并寫在實驗卡上． 學生實驗：奧斯特實驗． 觀察實驗現象，總結實驗結果，討論． 歸納出：通電后導體周圍的空間對小磁針產生磁力的作用． 思考，討論，舉手發(fā)言． 提出問題： 1．磁場的方向是一定的嗎？ 2．磁場的方向是由什么因素決定的？ 思考． 猜想出： 電流的方向． 電源的正負極． 學生實驗：奧斯特實驗． 觀察實驗結果，思考、分析、討論． 歸納出：磁場的方向由電流的方向決定． 閱讀教材，思考、討論，舉手發(fā)言． 思考，小組內討論，小組之間相互交流，舉手發(fā)言． 獨立思考，小組討論，舉手發(fā)言． 設計出問題： 1．通電螺線管是不是只有通電的時候才有磁場？ 2．通電螺線管的磁場是什么樣的？ 3．通電螺線管的磁場方向與什么因素有關？ 　　讓學生初步體驗科學探究的基本過程和思維程序，鍛煉自主、合作、探究的基本科學素養(yǎng)，培養(yǎng)表達能力、動手能力和綜合歸納能力． 培養(yǎng)學生針對某個問題多角度考察研究的能力和發(fā)散思維的能力． 鼓勵學生要敢于猜想，勇于發(fā)表個人意見、看法． 在實驗中培養(yǎng)學生的動手能力． 培養(yǎng)學生閱讀和總結的能力． 培養(yǎng)學生的思維發(fā)散能力和創(chuàng)新能力． 鼓勵學生敢于猜想，勇于發(fā)表個人意見、看法  教師活動 學生活動 設計意圖 　　引導學生自己設計實驗． 指導學生實驗． 引導學生總結出通電螺線管的磁場特點． 2．通電螺線管的磁場與條形磁體的磁場相似． 引導學生對問題“通電螺線管的磁場方向與什么因素有關”進行猜想． 引導學生設計實驗． 指導學生實驗． 3．通電螺線管兩端的極性與管中電流的方向有關． 聯系上面的實驗，引導學生歸納出可以簡便地判斷通電螺線管的磁性與電流方向之間的關系的方法． 三、培定則 1．作用；判定通電螺線管的磁性與電流的方向； 2．判斷方法：用右手握住螺線管，讓四指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． 指導學生回答教材P126中圖20. 2－6中螺線管的磁極 　　思考． 猜想出： 直的、曲線狀的和條形磁體的磁場與蹄形磁體的磁場一樣． 獨立思考后設計實驗，討論并相互交流． 探究實驗： “通電螺線管的磁場是什么樣的(1)”． 觀察實驗結果，總結、分析結果，討論． 歸納出以下結論：通電螺線管的磁場與條形磁體的磁場相似． 獨立思考． 猜想出： 電流的方向，螺線管的繞線方向． 獨立思考，設計實驗，小組討論，交流． 學生探究實驗： “通電螺線管的磁場是什么樣的(2)”． 思考，討論． 歸納出以下結論：通電螺線管兩端的極性與管內電流的方向有關． 思考、分析實驗結果，小組討論，歸納出以下結論： 用右手握住螺線管，讓四指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． 思考，討論． 　　培養(yǎng)學生善于發(fā)現問題并合作設計實驗的能力，鼓勵學生對實驗的器材和方法進行大膽改進． 培養(yǎng)學生處理實驗數據和描繪圖像的能力，以及通過圖像的分析、比較，歸納出結論的能力． 鼓勵學生要敢于猜想，勇于發(fā)表個人意見、看法． 讓學生體驗科學探究的基本過程和思維程序，鍛煉自主、合作、探究的基本科學素養(yǎng)，培養(yǎng)表達能力、動手能力和綜合歸納能力． 及時鞏固，加深理解． 　　課堂小結 讓學生自己歸納這節(jié)課所學的知識． 　　思考、討論、歸納． 　　培養(yǎng)學生的總結意識，養(yǎng)成對所學的內容及時鞏固、消化、梳理的習慣. 　　布置作業(yè) 1．教材“想想議議”． 2．教材“動手動腦學物理”1、2、3、4. 電生磁  電與磁之間的相似之處 電現象 磁現象 帶電體能吸引輕小物體 磁體能吸引鐵、鈷、鎳等物質 電荷有兩種：正電荷和負電荷 磁極有兩種：北(N)極和南(S)極 同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引 同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引 電荷不接觸就能相互作用(電場) 磁極不接觸就能發(fā)生相互作用(磁場) 摩擦可以使物體帶電 摩擦可以使物體磁化 通電螺線管和條形磁體的磁場 條形磁體 通電螺線管 不同點 ①是永磁體，磁性長期保持 ②N、S極是固定的 ③磁性強弱是不變的 ①通電時有磁性，斷電時失去磁性 ②N、S極與電流的方向有關 ③磁性強弱與線圈匝數和通電電流大小等有關 相同點 ①它們都有吸附鐵類物質的性質 ②條形磁體磁極位置和通電螺線管相同 ③把條形磁體和通電螺線管掛起來都有指南北的現象 ④條形磁體和通電螺線管都有兩極且都有同極相斥、異極相吸的特點 第3節(jié)　電磁鐵　電磁繼電器 知識與技能 1．知道什么是電磁鐵． 2．理解電磁鐵的磁性． 3．了解電磁繼電器的結構和工作原理． 過程與方法 1．探究電磁鐵的特性和工作原理． 2．通過閱讀說明書，自己動手實踐來了解如何使用電磁繼電器． 情感、態(tài)度與價值觀 通過動手動腦完成電磁鐵的探究實驗并親自動手實踐如何使用電磁繼電器，培養(yǎng)學生樂于探索自然界的奧秘興趣． 1．電磁鐵的特性和工作原理． 2．電磁繼電器的結構和工作原理 學生：導線，一節(jié)干電池，小磁針，學生電源，螺線管，電磁繼電器，小燈泡． 教師：混有鐵屑的黃沙，條形磁鐵，電磁鐵，學生電源，導線，多媒體課件． 教師活動 學生活動 設計意圖 　　引入新課 拿出混有鐵屑的黃沙，提出問題：你能把鐵屑從黃沙里分出來嗎？ 請一位同學上臺來實驗． 提出問題：你覺得這種方法好嗎？有什么問題？有沒有更好的辦法？ 教師補充：我有種更好的辦法． 演示：用電磁鐵將鐵屑從黃沙中分離出來． 　　學生回答，用磁鐵將鐵屑吸引出來． 觀察，并進行評判． 思考并回答：鐵屑在磁鐵上很難全部取下來，可以用紙將磁鐵包住． 觀察并體會電磁鐵的方便之處． 　　感受物理在生活中的應用，激發(fā)學生科學探索的興趣. 　　新課教學 一、電磁鐵 介紹電磁鐵： ①我們把插有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵． ②電磁鐵的優(yōu)點一：在有電流通過時有磁性，沒有電流時就失去磁性． 播放視頻資料：電磁鐵在生產與生活中的應用． 提出問題：為什么插入鐵棒后，通電螺線管的磁性會增強呢？ 教師歸納：鐵芯插入通電螺線管，鐵芯被磁化，也要產生磁場，于是通電螺線管的周圍既有電流產生的磁場，又有磁鐵產生的磁場，因而磁場大大增強了． 　　觀看，感悟． 學生思考并嘗試回答． 　　體現從物理到社會的思想.  教師活動 學生活動 設計意圖 　　二、怎樣使電磁鐵的磁性增強 引導學生進行猜想． 教師經過討論匯總后，總結出電磁鐵的磁性強弱可能與電流的大小、線圈的匝數有關，下面對這兩個問題進行實驗設計． 提出問題，引導學生設計實驗： 1．想研究電磁鐵磁性的強弱與電流的大小有關，該如何控制匝數呢？同理要研究磁性強弱與匝數的關系，該如何控制電流呢？ 2．如何改變線圈的匝數？如何改變電流的大?。? 3．如何判斷電磁鐵磁性的強弱？ 指導學生按討論的方案進行實驗． 引導學生根據實驗現象歸納： (1)電磁鐵通電時產生磁場，斷電時沒有磁場． (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，線圈匝數越多，磁場越強． 進一步總結電磁鐵的優(yōu)勢： (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． 三、電磁鐵的應用 播放視頻資料：電磁鐵的應用． 四、電磁繼電器 1．出示電磁繼電器工作原理掛圖(見下圖)和示教板，介紹它的結構：主要由電磁鐵、彈簧、銜鐵和觸點組成． 2．結合掛圖介紹它的工作原理： (1)控制電路：低壓電源、線圈、開關． (2)工作電路：高壓電源、用電器(電動機)、觸點開關． 啟發(fā)：電磁繼電器是如何控制工作電路工作的呢？ 　　猜想： 1．電磁鐵的磁性強弱可能與電流的大小有關，因為電流越大，電流產生的磁場可能就越強； 2．電磁鐵的磁性強弱可能與線圈的匝數有關，因為一匝線圈要產生一定的磁場，匝數越多，則產生的磁場也應會增強． 3．電磁鐵的磁性強弱可能與所插入的鐵芯粗細有關，因為越粗，鐵的質量越大，磁化的量越大． …… 學生回答． 在研究匝數時控制電流不變，在研究電流時，控制匝數不變． 取匝數不同的螺線管以改變匝數的不同；通過滑動變阻器改變電流的大小． 通過讓電磁鐵吸起大頭針的個數來判斷其磁場的強弱． 學生操作． 師生討論． 學生回答 觀看．思考． 認真觀看掛圖并做筆記． 思考，討論． 學習． 　　教師引導學生利用前面所學的磁化的知識來回答，鞏固舊知，同時培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的方法和能力，盡可能多地讓學生表達自己的想法． 化歸到我們欲研究的問題上來． 有針對性地啟發(fā)學生，放手發(fā)動學生在得出結論時，一定有條件的限制，培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度． 培養(yǎng)學生語．言歸納能力． 進一步加深對電磁鐵的認識．  教師活動 學生活動 設計意圖 　　引導分析：當較小的電流經過接線柱D、E流入線圈時，電磁鐵把銜鐵吸下，使B、C兩個接線梯柱所連的觸點接通，較大的電流就可以通過B、C帶動機器工作了．工人師傅的按鈕只控制電磁鐵電流的通斷，而高電壓、強電流電路的通斷則由B、C兩個觸點間的電路控制，這樣人們就可以安全方便地操縱大型機械了． 啟發(fā)：懂得了電磁繼電器的結構和工作原理，我們就可以進行設計和實驗了． 五、設計和進行實驗(想想做做) 1．要求學生閱讀電磁繼電器說明書，并回答問題：(課件顯示) (1)你覺得說明書上最重要的是哪幾條？ (2)說明書上寫著的“線圈額定電壓直流6 V”“被控制電壓220 V、電流1A”，講的是什么意思？ (3)你從說明書上得到了哪些有用的知識？ 2．觀察電磁繼電器 要求學生做如下嘗試： (1)對照教材P131中圖20. 3－5認識電磁繼電器上的幾個接線端的位置． (2)用手輕觸銜鐵，觀察B、C之間是通過哪個觸點接通的． (3)繼電器還有兩個觸點，當電磁鐵不通電時它們是連接在一起的，而當通電時它們斷開．找到這兩個觸點． 3．使用電磁繼電器 要求學生利用電磁繼電器設計電路，使繼電器通電時小燈泡亮，斷電時小燈泡滅． 啟發(fā)設計： (1)控制電路應由哪些部分組成？ (2)工作電路應由哪些部分組成？ (3)小燈泡應如何連接？為什么？ (4)將各器材連成電路，并說明它的工作情況是否符合設計要求． 4．匯報設計情況 讓某小組學生將自己設計的電路在黑板上畫出，師生評議，糾正和完善． 5．演示驗證： 按學生設計的電路連接各器材． 組成小組認真閱讀說明書，共同討論，回答問題． 設計實驗，畫出電路圖． 共同評議，提出疑問，由演示小組答疑． 實驗成功，鼓掌祝賀． 培養(yǎng)學生的互助合作精神以及分析問題的能力． 培養(yǎng)學生的合作意識．提高學生的思考能力和語言表達能力． 培養(yǎng)學生設計能力． 培養(yǎng)學生交流評估的能力． 讓學生享受設計成功的喜悅. 　　課堂小結，布置作業(yè) 教師引導學生回顧本節(jié)內容． 要求學生完成動手動腦學物理中1、2.3題 　　回顧本節(jié)內容． 　　及時鞏固，加深理解. 一、電磁鐵 1．電磁鐵的特性． 2．電磁鐵的應用 二、電磁繼電器 原理：低電壓、弱電流電路控制高電壓、強電流電路． 結構：電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點． 實質：利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關. 電磁鐵是在螺線管中插入軟鐵棒而不是鋼棒 我們知道鋼是硬磁性材料，易被磁化，且磁性不易消失，這就造成了若給插入鋼棒的螺線管通電，有磁性，若給其斷電，則通電螺線管的磁性消失，但鋼棒的磁性卻不能消失，這樣就會不利于電磁鐵工作． 電磁鐵在實際生活中的應用 a．電磁起重機 把電磁鐵安裝在吊機上，通電后吸起大量的鋼鐵，移動到另一個位置把鋼鐵放下． b．磁浮列車 磁浮列車的車廂和鐵軌上分別安放磁體，磁浮列車用的磁體大多數是通有強大電流的電磁鐵，控制電流的方向使車廂和鐵軌之間產生同名磁極，由于同名磁極互相排斥，使列車能離開鐵軌一定距離，消除了車體與軌道之間的摩擦，突破列車以往的速度極限，達到500 km/h的運行速度． c．電鈴、發(fā)電機、電動機、自動控制裝置中都有電磁鐵的應用． 磁浮列車的優(yōu)、缺點 優(yōu)點： 總的來說，磁浮列車具有高速、低噪音、環(huán)保、經濟和 舒適等特點，磁浮列車從北京運行至上海，不超過4小時，從杭州至上海只需23分鐘．在時速達200千米時，乘客幾乎聽不到聲響．磁浮列車采用電力驅動，其發(fā)展不受能源結構，特別是燃油供應的限制，不排放有害氣體．據專家介紹，磁浮線路的造價只是普通路軌的85%，而且運行時間越長，效益越明顯． 缺點： (1)磁浮有一大缺點，它的車廂不能變軌，不像軌道列車可以從一條軌道借助道岔進入另一鐵軌，這樣一來，如果是兩條軌道雙向通行，一條軌道上的列車只能從一個起點駛向終點，到終點后，原路返回，而不像軌道列車可以換軌到另一個軌道返回．因此，一條軌道只能容納一列列車往返運行，造成浪費，磁浮軌道越長，使用效率越低． (2)由于磁浮系統(tǒng)是借助電磁力來進行懸浮、導向和驅動功能的，一旦斷電，磁浮列車將發(fā)生嚴重的安全事故，因此斷電后磁浮的安全保障措施仍然沒有得到完全解決． (3)強磁場對人的健康、生態(tài)環(huán)境的平衡與電子產品的運行都會產生不良影響． 第4節(jié)　電動機 知識與技能 1．了解磁場對通電導線的作用； 2．初步認識科學與技術、社會之間的關系． 過程與方法 經歷制作模擬電動機的過程，通過實驗方法探究直流電動機的結構和工作原理． 情感、態(tài)度與價值觀 通過了解物理知識如何轉化成實際技術應用，進一步提高學生學習科學技術知識和應用物理知識的興趣． 重點 1．通電導線在磁場中受到力的作用，力的方向跟電 流的方向、磁場的方向都有關； 2．直流電動機的能量轉化． 難點 電動機能夠持續(xù)轉動的原因． 教師實驗儀器：電源、導線、開關、蹄形磁鐵、細銅棒、導軌支架、線圈、實物展示臺、實物投影儀和多媒體課件等． 學生實驗儀器：電源、導線、小刀、漆包線、蹄形磁鐵和實驗支架． 教師活動 學生活動 設計意圖 　　課前活動 將自己的一輛電動車擺放在講臺旁邊，支起中間支架，讓一個同學起動車子． 　　學生進入實驗室，發(fā)現有的同學玩電動車，產生好奇心，紛紛議論，甚至有個別人走上前想參與． 　　電動車進教室，學生感覺較新奇，車轉動時沒有聲音，更能引起學生的注意. 　　引入新課 雖然已經上課，仍然有同學在議論車子的事，趁機問學生在討論什么？電動車與摩托車有什么不同？是靠什么推動車子前進的？組織兩三個同學觀察電動車的驅動部分． 播放多媒體課件．(大大小小的電動機圖片) 　　學生猜測問題，由觀察的三位同學找出驅動部分，原來是電動機． 學生廣泛接觸電動機的用途． 　　學生覺得奇怪，電動機能作為車的驅動器． 學生比較直觀地認識電動機.  教師活動 學生活動 設計意圖 　　 新課教學 1．提出問題 a．同學們想知道電動機為什么能轉動嗎？ b．兩個磁體并不相互接觸，而有相互作用，這種相互作用是怎樣實現的？ c．奧斯特實驗現象又如何？ d．電流通過磁場對磁體有力的作用，反過來，磁體對電流有沒有力的作用呢？ 2．演示實驗 a．立體投影：教材P133圖20.4－1的實物儀器； b．改變電流方向； c．改變磁場方向； d．同時改變電流方向和磁感線方向． 分析與歸納． 讓學生將實驗記錄整理，歸納出初步結論． 提問：從剛才的演示中我們看到了導體在磁場中受力的作用而產生運動，我們前面所提到的電動機都是轉動的，怎樣才能使導體轉動呢？ 3．演示線圈在磁場中轉動的實驗(用多媒體投影實驗裝置) 追問：線圈為什么會扭動？ 4．想想做做——“小小電動機”的制作 提出問題：剛才大家看到線圈在磁場中能扭轉，同學們能否設計實驗，使線圈能連續(xù)轉動？ 教師點撥 分析現象和結論． 評價與交流． 讓學生就實驗中出現的問題、解決的方法、以后需要吸取的教訓進行相互討論． 5．電動機的基本構造 a．讓學生觀察自制的“小小電動機”是由哪幾部分組成的？分別給它們取名． b．提問：從能量的角度來看：為什么電動機會轉動呢？ c．提問：剛才所做的小實驗，線圈的一端全部刮去漆皮，另一端只刮去半周，如果全部刮去，將會有什么現象？大家先猜測，再驗證． d．為什么兩端都刮去漆皮，線圈就不能連續(xù)轉動呢？ e．教師利用多媒體課件，對受力和轉動的情況進行動畫播放． f．電動機怎樣才能連續(xù)轉動？為了能讓電動機連續(xù)轉動，應該對裝置做怎樣的改變？ g．繼續(xù)播放多媒體課件：模擬換向器改變電流方向的過程． 6．生活中的電動機 a．教師讓學生比較桌面上的“小小電動機”和生活中的電動機，討論有什么不同． b．讓學生回憶在生活中有哪些地方應用電動機，它們全部都是直流電動機嗎？ c．繼續(xù)讓學生討論：使用電動機有什么優(yōu)點？ 學生回答問題并主動提出自己的猜想． 觀察投影演示過程，做好實驗記錄： 1．改變電流方向：________； 2．改變磁感線方向：________； 3．同時改變電流、磁場的方向：________． 通電導線在磁場中要受力的作用，力的方向跟磁場的方向、電流方向有關． 學生思考問題． 記錄看到的實驗現象，找出現象產生的原因． 學生設計實驗，動手做實驗． 總結和交流． 轉動的線圈叫轉子，不動的磁鐵叫定子． 學生討論，積極回答：電能轉化為機械能． 學生討論可能出現的現象，并用實驗去證明． 學生認真觀察，在課件中力的方向的圖示的引導下積極討論，知道了在平衡位置是因為受到平衡力的作用而停止運動． 學生繼續(xù)討論：大部分同學提出在線圈轉過平衡位置的瞬間就改變電流方向． 學生觀察非常認真，且主動拿起桌面的直流電動機模型來對比，尋找換向器． 學生討論后得出：生活中的電動機是由多個線圈組成的． 學生積極發(fā)言，氣氛熱烈． 學生回答：結構簡單，控制方便，體積小，效率高，功率可大可小． 　　鼓勵學生敢于猜想，提出自己的觀點． 讓學生養(yǎng)成做好實驗記錄的習慣． 培養(yǎng)學生養(yǎng)成做好實驗記錄的習慣． 鍛煉學生歸納總結的能力和語言表達能力． 實驗中，讓學生對出現的問題進行探討，培養(yǎng)學生的自主探究精神． 讓學生體驗科學探究的基本過程和思維方法，感受探索與發(fā)現的樂趣． 學生對自己在實驗中的得失進行評價和交流，有助于提高實驗操作能力． 拓展思維，從不同角度考慮問題． 培養(yǎng)科學的思維方法． 激發(fā)求知欲． 鍛煉學生的觀察能力和總結能力． 使用課件能非常形象、生動地展示過程，學生很容易理解換向器的作用． 培養(yǎng)學生發(fā)現問題的能力． 讓學生通過回憶，加深對電動機的理解． 引導學生對事物的優(yōu)、缺點進行評價. 　　實驗拓展 讓學生討論還有哪些新思路、新方法．鼓勵學生對其提出的新設想，課后用實驗去驗證 　　學生積極總結，有少部分學生提出：轉子一定是線圈嗎？ 　　拓展學生思維，培養(yǎng)自覺探究問題的習慣.  一、磁場對通電導線的作用 1．磁場對通電導線有力的作用 2．通電導線在磁場中受力的方向跟電流方向和磁感線方向有關 二、電動機的基本構造 1．轉子和定子 2．換向器的作用：每當線圈剛轉過平衡位置時，自動改變線圈中電流的方向 3．分類：直流電動機和交流電動機 三、生活中的電動機 1．電動機工作時電能轉化為機械運動的能 2．優(yōu)點：構造簡單、控制方便、體積小、效率高、污染 生活中的電動機 交流電動機，用電網供給交流電，例如：電風扇、洗衣機、電冰箱等家用電器中的電動機． 直流電動機，用直流電源供給直流電．例如：電動玩具、錄音機等小型用電器．電動機在使用時將電能轉化為機械能，同時線圈通電時，由于電流的熱效應的存在，電流流經線圈時也會將少部分電能轉化為內能，所以有些電動機在使用時，要及時將產生的熱量散出去，例如加裝風扇或在外殼安裝很多散熱片． 用鋁箔條代替直導線演示磁場對電流的作用 器材：鋁箔條、蹄形磁鐵、蓄電池、按鈕開關、導線若干、支架． 操作： 實驗裝置如圖所示，載流導線用大容量電解電容器中拆出的鋁箔來代替，長度約40厘米，豎直地夾持在支架中． 演示時，把蹄形磁鐵放在鋁箔外圍，按一下開關，給鋁箔短暫通電，鋁箔便向一側彎曲，改變電流或磁極的方向，彎曲的方向也隨之改變． 注意事項： (1)鋁箔不可拉得太緊，在它的兩端應像折扇那樣反復折疊幾次，使它有一定的伸縮性． (2)通電時電流很大，只宜用蓄電池演示，且只能瞬時通電，否則會損壞電源． 第5節(jié)　磁生電 知識與技能 1．知道電磁感應現象和感應電流． 2．知道磁生電的條件． 3．知道發(fā)電機的原理、結構及能量轉化過程． 4．知道交流電及我國照明電路交流電的頻率，能區(qū)分交流電和直流電． 過程與方法 1．科學推理——逆向思維，猜想磁能生電． 2．分析磁生電實驗需要準備的實驗器材及設計電路和實驗的方法． 3．經歷探究的過程，并通過交流方法和實踐經驗共同達到磁生電的實驗目的． 4．觀察和體驗發(fā)電機是怎樣發(fā)電的． 情感、態(tài)度與價值觀 通過逆向思維，培養(yǎng)科學的思維模式．學會從不同角度甚至反面來多維地思考問題；學會用實驗來發(fā)現、證明自己的觀點；通過探究和交流，體驗科學探究的方法和樂趣，激發(fā)學生探究未知世界的興趣，并加深對相關物理知識的理解，在實驗中養(yǎng)成嚴謹的科學態(tài)度，初步培養(yǎng)創(chuàng)造發(fā)明的意識． 重點 通過探究實驗，認識電磁感應現象和感應電流，發(fā)現磁生電的條件． 難點 引導學生設計實驗，連接電路，在探究過程中發(fā)現磁生電的條件. 教師：手搖發(fā)電機，多媒體課件和影視資料． 學生：蹄形磁鐵兩個，條形磁鐵兩個，線圈、條形導體、靈敏電流計、電流表、燈泡、小磁針、開關各一個，導線若干． 教師活動 學生活動 設計意圖 　　引入新課 演示奧斯特實驗，接通電源，電線旁的小磁針明顯轉動；反接電源，小磁針向反方向偏轉． 　　回憶、思考、回答． 　　用奧斯特實驗引入新課，既能復習舊知識，又能培養(yǎng)學生逆向思維的能力，新、舊知識的連接更連貫流暢. 　　教學新課 一、科學探究：磁是否能生電 1．提出問題． 電能生磁，反過來進行逆向思索，磁能生電嗎？ 2．進行猜想、提出假設、設計實驗方案． 教師鼓勵學生大膽猜想．由于前面已經學過電能生磁，所以一經教師引導，學生很容易猜想到磁也能生電． 教師利用課前準備好的多種實驗器材，引導學生思考如何利用這些器材設計實驗，證實自己的猜想．如：如何建立一個磁場，如何驗證閉合回路中有電流通過等，向學生指出：實驗是探究物理知識最基本的一種方法． 讓學生4人一組，根據猜想設計實驗方案，并說出器材在實驗中起什么作用．適當提示學生正確的實驗方法，鼓勵各小組的同學指出其他小組設計的實驗方案的不足之處，以完善各組的實驗方案． 3．進行實驗． 巡回指導學生實驗． 指導學生連接好儀器． 引導學生完成導體在磁場中靜止和運動的嘗試． 及時糾正學生錯誤的實驗習慣，學生遇到困難時應適當點撥． 4．析和論證． 請學生上臺演示他們的實驗，并說明得出的結論是否驗證了猜想，教師適當點撥，引導學生思考． 學生的結論往往不夠全面，可以請其他小組的成員提出不同的意見，并上臺演示其實驗結果． 配合多媒體課件，進一步歸納出磁生電的條件． 二、發(fā)電機 1．演示：手搖發(fā)電機發(fā)電． 2．教材P138頁中“演示實驗”． 3．運用多媒體演示交流發(fā)電機的原理． 4．介紹交流電的概念，指導學生自學交流電的有關內容． 三、能量的轉換 運用多媒體演示火力發(fā)電、水力發(fā)電和風力發(fā)電等發(fā)電機，讓學生總結出發(fā)電機的能量轉換規(guī)律． 思考． 猜想磁能生電． 分四人小組討論，如何利用現成的儀器設計實驗，驗證猜想． 每個小組請一位代表發(fā)言，說出設計思路． 其他小組的同學進行評估，改進實驗方法． 學生分四人小組進行實驗．可按自己的想法選用不同的儀器，按不同的步驟進行實驗．觀察實驗現象、記錄實驗結果，思考猜想是否正確． 演示實驗，并說明其原理．與其他同學一起思考、評估，并進行進一步的綜合、分析，歸納出： 1．導體靜止時，沒有電流產生； 2．加大磁場，仍保持導體靜止，沒有電流產生； 3．導體運動軌跡與磁感線平行時，沒有電流產生； 4．導體做切割磁感線運動時，閉合電路中有電流產生． 觀察，思考，回答問題． 自學． 觀看多媒體，思考，討論，發(fā)言． 　　自然界是一個既統(tǒng)一又對立的矛盾體，既然電能生磁，學生經老師提問就很容易聯想到磁也能生電，這就在無形中培養(yǎng)了學生的逆向思維能力，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神． 由于給出的儀器種類相當多．又不限制研究方法，學生可能出現多種研究思路和方法，可以借此培養(yǎng)他們的探究能力和創(chuàng)新精神，這樣，學生才能真正成為探究的主體，而不是簡單重復書本實驗． 鼓勵學生們按照自己的想法設計實驗，在幫助學生掌握實驗原理的基礎上，允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力． 在實驗中，學生需要在各種因素中進行取舍，對所得信息進行篩選，這就要求學生在向既定目標前進的過程中，既要有全局觀點，又要在不同情況下善于應變，使學生的分析能力、抽象概括能力、綜合表達能力都得到訓練和發(fā)展． 如果判斷是片面的，教師可以找其他組的同學到講臺演示實驗結果．鼓勵他們大膽把在實驗中發(fā)現的情況說出來，和同學們討論，培養(yǎng)他們的合作意識和競爭意識，啟發(fā)學生從實驗現象中找出規(guī)律． 鍛煉學生的觀察能力，及時鞏固所學知識． 培養(yǎng)學生的自學能力． 讓學生真正感受到物理對生活和社會進步的巨大的推動作用.  教師活動 學生活動 設計意圖 　　課堂小結 請同學們自己小結． 　　小結本節(jié)課的主要知識點，以及從學習中得到了什么收獲． 　　鍛煉學生的綜合概括能力和口頭表達能力. 　　布置作業(yè) 1．“動手動腦學物理”1～4. 2．查找關于電磁感應的應用資料. 1科學探究磁生電的條件 (1)導體在磁場中靜止時，無電流產生； (2)加大磁場，仍保持導體靜止，無電流產生； (3)導體在磁場中運動，運動方向與磁感線平行時，無電流產生； (4)導體在磁場中做切割磁感線運動時，有電流產生． 2．電磁感應 導體在磁場中運動而產生電流的現象，是一種電磁感應現象，產生的電流叫做感應電流． 3．電磁感應的應用——發(fā)電機 (1)交變電流； (2)頻率：在交變電流中，電流每秒周期性變化的次數； (3)能量的轉化 對導體做切割磁感線運動的理解 導體切割磁感線的具體形式是多種多樣的，可以是磁場不動，導體運動；也可以是導體不動，磁場運動；可以是運動方向與磁場方向垂直的切割，也可以是任意角度的切割．當導體運動方向與磁感線平行時，導體與磁感線無切割關系，此時導體中無感應電流產生． 導體在磁場中運動，說明此導體已經具有動能，當它獲得了電流時，說明它在運動過程中獲得了電能，所以磁生電的過程是“動能轉化為電能的過程”． 動車組上的發(fā)電 動車組在到站前可以利用減速發(fā)電，原理是車子先停止供電，車速從200 km/h減到90 km/h，這段時間是利用車子的慣性前進的．車上有電動機，電動機是利用磁場對電流的作用工作的，在關閉電源后，列車由于慣性會繼續(xù)向前運行，線圈隨車輪一起轉動，閉合線圈的一部分在磁場中做切割磁感線運動，就會產生感應電流，并會自動輸入電網，既可以減少機械磨損又可保護環(huán)境．在90 km/h以下才可以進行機械剎車．