教科版初中物理九年級(jí)上7.3電磁鐵教案

第第頁(yè)教科版初中物理九年級(jí)上7.3電磁鐵教案7.3電磁鐵

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道什么是電磁鐵及電磁鐵的構(gòu)造及原理。

2.知道電磁鐵的磁性可由電流大小、線圈匝數(shù)多少及有無鐵芯來控制。

3.了解電磁鐵的廣泛應(yīng)用。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

重點(diǎn)：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)。

難點(diǎn)：電磁鐵的應(yīng)用。

【教學(xué)方法】

講解法，集體討論法。

【教學(xué)過程】

新課導(dǎo)入：同學(xué)們，咱們一起來回憶一下，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了條形磁鐵，它有什么特點(diǎn)呢（點(diǎn)出1磁性2永久）它的磁性的有無和強(qiáng)弱是很難改變的，可在生活中呢有一種磁鐵它的磁性是可以根據(jù)人們的需要任意改變的，大家有沒有興趣一塊兒來看一下究竟是什么呢

新課講授：

知識(shí)點(diǎn)1：電磁鐵

想一想：你知道什么是電磁鐵么？

教師總結(jié)：帶有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵

想一想：你自己可以做一個(gè)電磁鐵么？

動(dòng)手做：自制電磁鐵

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)電流通過螺旋管時(shí)，螺旋管中的鐵芯被電流的磁場(chǎng)磁化成磁鐵，使螺旋管的磁性增強(qiáng)。當(dāng)斷開電路時(shí)，他們的磁性消失。

知識(shí)點(diǎn)2：研究電磁鐵

實(shí)驗(yàn)探究：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)

提出猜想：猜想1：與電流大小有關(guān)

猜想2：與線圈的匝數(shù)有關(guān)

猜想3：與鐵芯的粗細(xì)有關(guān)

實(shí)驗(yàn)器材：帶鐵芯匝數(shù)不同的線圈2個(gè)，不帶鐵芯的線圈1個(gè)、開關(guān)和小燈泡各一個(gè)，大頭針適量，干電池2節(jié)、粗細(xì)鐵釘各一個(gè)，電池盒2個(gè)、導(dǎo)線若干。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：a.主要的實(shí)驗(yàn)研究方法：

b.如何比較出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱：控制變量法，比較吸引大頭針的數(shù)目的多少

實(shí)驗(yàn)步驟：

驗(yàn)證猜想1實(shí)驗(yàn)方法：保證線圈匝數(shù)不變，都有鐵芯，改變通過電磁鐵的電流大小，觀察電磁鐵吸引鐵釘?shù)亩嗌賮砼袛嚯姶盆F磁性的強(qiáng)弱。

結(jié)論：在鐵芯和匝數(shù)都相同時(shí)，流過線圈的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)

驗(yàn)證猜想2實(shí)驗(yàn)方法：保證通過電磁鐵的電流不變（相等），改變電磁鐵線圈的匝數(shù)，觀察電磁鐵吸引鐵釘?shù)亩嗌賮砼袛嚯姶盆F磁性的強(qiáng)弱。

結(jié)論：在鐵芯和電流大小相同時(shí)，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。

驗(yàn)證猜想3實(shí)驗(yàn)方法：保證線圈匝數(shù)和電流大小不變，改變電磁鐵鐵芯粗細(xì)，觀察電磁鐵吸引鐵釘?shù)亩嗌賮砼袛嚯姶盆F磁性的強(qiáng)弱。

結(jié)論：在線圈匝數(shù)和電流相同時(shí)，鐵芯粗的，磁性越強(qiáng)

知識(shí)點(diǎn)3：電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)

電磁鐵的磁性有無可以控制：通電有磁性、斷電無磁性

電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以控制：通過改變電流大小改變電磁鐵的磁性強(qiáng)弱。

電磁鐵的磁極方向可以控制：通過改變電流的方向來改變電磁鐵的磁極。

知識(shí)點(diǎn)4：電磁鐵的應(yīng)用

利用電磁鐵發(fā)明的電報(bào)、電話，開創(chuàng)了現(xiàn)代通信技術(shù)；電磁鐵選礦機(jī)；電磁起重機(jī)；大型電動(dòng)機(jī)利用電磁鐵工作；大型發(fā)電機(jī)利用電磁鐵工作；北京正負(fù)離子對(duì)撞機(jī)中使用了大量的電磁鐵；磁懸浮列車的軌道安裝了大量的電磁鐵使列車懸浮飛行；電磁鐵是核磁共振成像系統(tǒng)中最重要的部件；在電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電磁繼電器里也用到電磁鐵；全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水閥門；衛(wèi)生間里感應(yīng)式?jīng)_水器的閥門，也都是由電磁鐵控制的。

課堂練習(xí)：

1．巨磁電阻（GMR）效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場(chǎng)中隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而急劇減小的現(xiàn)象，如圖是說明巨磁電阻特性原理圖（電磁鐵磁性隨電流增大而增強(qiáng)），圖中的GMR是巨磁電阻，在電源電壓U不超過指示燈額定電壓的條件下，閉合開關(guān)S1、S2，下列說法正確的是（）

A．當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮

B．當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡變暗

C．當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電磁鐵磁性減弱

D．當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí)，GMR兩端電壓增大

【解答】解：當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，電磁鐵的磁性減弱，GMR的電阻變大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，其分擔(dān)的電壓變大；由于巨磁電阻阻值變大，電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，滑動(dòng)變阻器電阻變大，其分擔(dān)的電壓變大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，燈泡兩端的電壓變小，通過燈泡的電流變小，根據(jù)P＝UI可知，燈泡的實(shí)際功率變小，燈泡變暗；同理可知，當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電磁鐵磁性增強(qiáng)，

GMR兩端電壓變小，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：B。

2．在一次物理實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)連接了如圖所示的電路，電磁鐵的右端有一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，閉合開關(guān)后，下列說法正確的是（）

A．電磁鐵的右端為N極

B．利用這一現(xiàn)象所揭示的原理可制成的設(shè)備是發(fā)電機(jī)

C．小磁針N極向右旋轉(zhuǎn)90°

D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向上端移動(dòng)時(shí)，電磁鐵磁性會(huì)變?nèi)?/p>

【解答】解：A.圖中電流從電磁鐵的左端流入，右端流出，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的左端是N極，右端是S極，故A錯(cuò)誤；

B.該實(shí)驗(yàn)表明了電能生磁，此現(xiàn)象與發(fā)電機(jī)無關(guān)，發(fā)電機(jī)利用的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針靜止時(shí)，左端是N極，右端是S極，即小磁針N極向左旋轉(zhuǎn)90°，故C錯(cuò)誤；

D.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向上端移動(dòng)，電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，故電磁鐵的磁性變?nèi)?，故D正確。

故選：D。

3．如圖所示是“探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。要想使電子臺(tái)秤的示數(shù)變小，下列措施中可行的是（）

A．將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)

B．將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)

C．將電源，負(fù)極的位置調(diào)換，改變通過電磁鐵電流的方向

D．將線圈中的鐵棒取出

【解答】解：電路閉合后，電磁鐵有電流通過，具有磁性，電磁鐵對(duì)鐵塊有吸引力，使鐵塊對(duì)臺(tái)秤的壓力減小，臺(tái)秤示數(shù)減小；

A.將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的電阻減小，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)，對(duì)鐵塊的吸引力增大，電子臺(tái)秤的示數(shù)減小，故A正確；

B.將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的電阻增大，電路中電流變小，電磁鐵磁性減弱，對(duì)鐵塊的吸引力減小，電子臺(tái)秤的示數(shù)變大，故B錯(cuò)誤；

C.將電源，負(fù)極的位置調(diào)換，改變通過電磁鐵電流的方向，不會(huì)改變電磁鐵的磁性強(qiáng)弱，電子臺(tái)秤示數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；

D.將線圈中的鐵棒取出會(huì)減弱其磁性，電子臺(tái)秤的示數(shù)變大，故D錯(cuò)誤；

故選：A。

4．如圖所示是利用磁懸浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有磁體，底座內(nèi)裝有電磁鐵。給盆栽澆水前后，下列說法正確的是（）

A．盆栽受到的磁力大小不變

B．底座對(duì)桌面的壓強(qiáng)大小不變

C．要使盆栽與底座之間距離不變，可改變電磁鐵線圈內(nèi)的電流方向

D．要使盆栽與底座之間距離不變，可適當(dāng)增大電磁鐵線圈內(nèi)的電流

【解答】解：A.該盆栽懸浮的原理利用了同名磁極相互排斥，當(dāng)盆栽懸浮在空中靜止不動(dòng)時(shí)，受的力是平衡力，即盆栽的總重力和磁力大小相等，當(dāng)澆水后重力變大，故磁力也變大，故A錯(cuò)誤；

B.影響壓強(qiáng)的因素是壓力和受力面積，當(dāng)澆水后重力變大，磁力也變大，對(duì)桌面的壓力也變大，根據(jù)p＝在壓力變大，受力面積不變時(shí)，壓強(qiáng)變大，故B錯(cuò)誤；

C.要使盆栽與底座之間距離不變，需增大磁力，磁力的大小與電流的方向無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.要使盆栽與底座之間距離不變，需增大磁力，電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流的大小有關(guān)，其他條件相同，電流越大，磁性越強(qiáng)，故要增大磁力需增大電流，故D正確。

故選：D。

課堂小結(jié)：

1.電磁鐵：

定義：插有鐵芯的通電螺線管。

特點(diǎn)：①電磁鐵的磁性有無可由通斷電控制，通電有磁性，斷電無磁性；

②電磁鐵磁極極性可由電流方向控制；

③影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：電流大小、線圈匝數(shù)：電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)；電流一定時(shí)，外形相同的電磁鐵，線圈匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。

2.電磁繼電器：

電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強(qiáng)電流電路的裝置。

電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。

電磁繼電器的結(jié)構(gòu)：電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵、彈簧、動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)組成，其工作電路由低壓控制電路和高壓工作電路組成。

作業(yè)布置：

【板書設(shè)計(jì)】

第三節(jié)電磁鐵

一、電磁鐵定義：帶鐵芯的螺線管.

二、電磁鐵的磁性強(qiáng)弱1.實(shí)驗(yàn)探究：控制變量法、轉(zhuǎn)換法。

2.實(shí)驗(yàn)過程。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過電磁鐵的電流越大，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性就越強(qiáng)。

三、電磁鐵的應(yīng)用

1.優(yōu)點(diǎn)磁性的有無、磁