1、20.3 电磁铁 电磁继电器 第一课时 电磁铁 【教学目标】 1知识和技能。 了解什么是电磁铁,学会制作电磁铁,认识影响电磁铁磁性的因素。 2过程和方法。 经历探究影响电磁铁磁性的因素的过程,能表达自己的观点,初步具有评估和听取反 馈意见的意识。 3情感态度与价值观。 具有“从生活走向物理,从物理走向社会”的意识,养成主动与他人交流合作的精神, 树立勇于有根据的怀疑、大胆想象的科学态度。 【教学器材】 干电池三节,大铁钉两枚,大钢钉一枚,铝筒一个,漆包线(1m 和 12m 各一根), 小刀一把,电流表一只,大头针(或细铁屑)适量,缝衣棉线若干,开关、滑动变阻器一 只。 【教学过程】 一、引入:
2、从生活走向物理 观看录像,画面上出现无锡钢铁总公司废钢分公司电磁铁搬运铁块的现场。看完的同 学议一议,猜一猜。 师:你们已经看到了什么? 生:这是电磁铁 师:还想知道什么? 生甲:什么是电磁铁?我自己能不能做一个? 生乙:电磁铁是怎样工作的?通过它的电流有多大? 生丙:想知道电磁铁能吸住多重的东西。 师:同学们对这么多的问题感兴趣,很好。这节课希望同学们能解决一些问题,同时 又产生许多新的问题。 评:联系实际,激发兴趣。 二、制作电磁铁 阅读课本,知道什么叫电磁铁、怎样制作电磁铁。依照课本的指导,自主选择器材。 大约八、九分钟后,各组都制作完毕。(提醒学生用小刀将两头的绝缘漆刮掉。) 生甲:用
3、 1m 细漆包线在大铁钉上顺一个方向绕制 60 匝的线圈,再用棉线在漆包线表 面缠绕一层,使漆包线不致松散,这样就制成了一个电磁铁。同样的方法,用 12m 细漆 包线在另一大铁钉上绕了 80 匝制作了另一个电磁铁。 生乙:我们也制作了两个电磁铁,不同的是一个绕在铁钉上,另一个绕在钢制的水泥 钉上。我们想看看它们有什么不同。 生丙:我们做了三个电磁铁,除了跟甲一样外,我们还在铝筒上绕了一个 60 匝的电磁 铁。 师:手脚真够快的,是不是经常帮妈妈绕毛线?(生愉快地笑了。) 生丁:乙、丙两位同学看书不认真。绕在钢钉或铝筒上不能叫电磁铁。生丙:书上说 的不一定都对!亚里土多德曾经说过“我爱老师,我更
4、爱真理”。我们想研究一下,同样 是金属,铝筒究竟可不可以。(同学们给了他热烈的掌声。) 师:丙同学的这种敢于怀疑、勇于探究的精神的确值得称道。 评:在平等的关系中,培养学生自主探究的能力。 三、实验探究:影响电磁铁磁性大小的因素 1猜想。 师:“电磁铁能吸住多重的东西”,也就是电磁铁的磁性大小。那么,电磁铁的磁性 大小究竟跟哪些因素有关呢?各个小组讨论一下,然后把你们的观点告诉大家。 甲组:跟通过漆包线的电流、它两端的电压以及漆包线的电阻有关。 乙组:还应当与线圈的匝数多少有关。 丙组:我们认为甲组的观点有些重复,根据欧姆定律,电压和电阻的共同作用就是电 流,所以,我们的观点是:通过漆包线的电
5、流大小和线圈匝数的多少会影响电磁铁磁性的 大小。 师:大家的猜想都有道理,相比之下,丙组的猜想比甲组更合理一些。 丁组:电磁铁磁性的大小跟铁芯的粗细有关,越粗磁性越强。 师(有些惊讶):你们的这个猜想的确与众不同,坦率地讲,我也说不清楚铁芯的粗 细是否对电磁铁的磁性有影响。给的器材里 2 枚大铁钉也是一般粗,不过,课后我们一起 来研究。谢谢你们,能提出这么好的猜想来,让老师也大开眼界。 评:教师真实地在学生面前暴露自己的无知(甚至有意识地表现自己的无知),与学 生一起探讨问题,使学生去除对教师的神秘感和权威感,主动承担探究的责任。 2方案。 电流、匝数都影响电磁铁的磁性,各组讨论,解决以下问题
6、: (1)采取何种步骤?(A保持匝数不变,磁性与电流的关系;B保持电流不变,磁 性与匝数的关系。) (2)用什么方法来反映电磁铁磁性的强弱?(用吸引铁屑的多少,用吸引大头针的多 少,用弹簧秤的方法。) (3)用什么方法来改变通过电磁铁的电流?(增减电池个数;或者用滑动变阻器。) 在研究“保持电流不变,磁性与匝数的关系”实验中,甲组依照这样一个方案进行探 索(如图)。我们把它贴在黑板上,让大家展开讨论。 甲组解释说:将两个电磁铁分别接在相同的两节干电池上,通过它们的电流是相同的, 就可以研究“保持电流不变,磁性与匝数的关系”。 制作 1m 的漆包线做成 50 匝的电磁铁,1.2m 漆包线做成的
7、80 匝的电磁铁 设计 分别将两个电磁铁接在同一个电源泉上,设计简单、思路明朗 线圈的匝数(匝) 50 80记录 吸引的图钉(个) 5 9 结论 “电流一定时,匝数越多电磁铁的磁性就越强” 师:同学们来评价他们的方案。 生甲:这个方案步骤简单,操作方便。 生乙:这个方案不可行。甲组认为电磁铁两端的电压相同,电流就相同,事实上这两 个电磁铁的电阻是不同的(漆包线分别为 1m 和 12m)。如果采用这个方案,结果是不可 信 的。 师:乙生的评价很中肯。同学们要在讨论中尝试评估他人的方案,有从评估中吸取经 验教训的意识,从而改进探究方案。 评:“探究?合作?发展”的新理念在这里撒下了种子。 3收集实
8、验数据(略)。 各个组在经历和 15 分钟的探索后,得出“磁铁通电时有磁性,断电时无磁性;通过电 磁铁的电流越大,磁铁的磁性越强;电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强”的结论。可以看 出,同学们还有很多想法渴望得到交流。 四、交流和评价 师:在经历和体验了快乐的探究后,你有哪些收获? 生甲:我知道了电磁铁的构造。 生乙:我知道了怎样控制电磁铁的磁性大小。 生丙:我又一次品尝到了运用控制变量法来研究问题的快乐。 生丁:我们解决了一些问题,可又有了一些新发现,这让我很兴奋。(教师和学生都 开心地笑了。) 师:都有哪些新发现? 生甲:我们发现用钢芯也可以吸起大头针,不同的是,断电后它仍然有磁性,这样反 而
9、不方便。 生乙:我们用铝筒代替铁钉,发现它不能吸起大头针,说明电磁铁只能用铁芯来做。 关于这一点,我相信认识得最深刻的只有我们组。(生笑) 师:为什么? 生乙:听来的容易忘,看来的记不住,只有动手做才能学得会。(掌声一片。) 师:说的好。我们都要将这种“动手实践、亲历体验”的学习方法发扬光大。 生丙:老师,我还有一些不明白的问题。 师:请告诉同学们。 生丙:滑动变阻器是不是电磁铁? 话音刚落,学生们就开始争论,有说是的,有说不是的。 师:“听来的容易忘,看来的记不住,只有动手做才能学得会”,你们去研究吧。 (生会意地点点头。) 于是大家观察探究,首先看到线圈内部是瓷的,然后撒一些细铁屑发现它没
10、有被变阻 器的线圈所吸引,就这些现象大家讨论后有以下几种看法。 生甲:变阻器不是电磁铁,因为它内部不是铁心而是瓷心。 生乙:电流通过它只有热效应,不会有磁效应。 生丙:不对!电流周围肯定存在磁场,它会不会采用特殊绕法,使磁性正好抵消,所 以它对外不显磁性。 师(非常激动):同学们的研究和推理极具想象力,你们的创新能力让老师钦佩!尽 管我们还不知道它究竟是怎么回事,可这种敢于质疑、勇于创新的精神会使我们终身受益。 评:给学生一个冲突,让他们自己去讨论:给学生一个空间,让他们自己往前走。这 里没有标准的答案,但会留下合作探索的足迹。 五、从物理走向社会 再看录像,听听无锡钢铁总公司废钢分公司技术员
11、介绍有关电磁铁的一些数据。例如, 电磁铁的工作电流为 300A,能吸起 3t 的废铁等等。 课后要求学生上网搜索,了解电磁铁的种类以及工作环境,写一篇调查报告“电磁铁 在生活中的应用”。 评:通过从生活到物理的认识过程,激发了学生的求知欲;通过从物理到社会的应用 过程,培养了学生终身的探索兴趣。 作者后语: “电磁铁”这一节,依照人教版教师教学用书的意见,只需一课时。我在处理这 节课时,将它分成两节课来上,其目的就是让学生更加充分地经历“制作猜想探 究交流一评价”的过程。 (1)给学生一个选择的机会,使他们探究更加主动、彻底。 特意将大铁钉、大钢钉、铝筒等放在一起,让好奇的学生去思考探索“插入
12、不同种类 的物体会有什么不同?”这对培养学生终身学习的兴趣是很有神益的。 (2)勇于怀疑,就是创新学习的开始。 “书上说的都是对的吗?”这还仅仅是一种怀疑;“听来的容易忘,看来的记不住, 只有动手做才能学得会。”这已经是一种实实在在的继承;“滑动变阻器是不是电磁铁? ”“它会不会采用特殊绕法,使磁性正好抵消,所以它对外不显磁性”。这的确就是一种 创新,一种观念、视野、意识的创新。 (3)给学生铺垫一个交流的平台,让他们学会评价、学会合作。 (4)渗透 STS 教育,树立“从生活走向物理,从物理走向社会”的意识。 为了达到此目的,我们除了在课堂上让学生观看电磁铁工作的场面,课后还特意带学 生到无锡钢铁总公司废钢分公司电磁铁搬运铁块的现场参观调查,让学生在开放的环境下 更加深刻地感受到“科学知识的真实、有用、有趣”。
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