1、电流的磁场教学案 2005-2-27 10:40:05 竹箦中学初三物理教学案 拟稿:姚建春 16 章 电磁转换 二、电流的磁场（第二课时） 一、教学目标： 1.理解电磁铁的特性和工作原理. 2.理解电流是怎样控制电磁铁磁性的有无、强弱和极性的. 3.掌握电磁铁的基本应用 4 培养学生动手实验能力，分析、观察能力. 二、重点：理解电磁铁的工作原理 难点:实验方法的设计和对现象的分析和结论的界定 三、教具 四、教 学 过 程 复习通电螺线管的性质： 提问：要使螺线管的周围产生磁场，根据我们学过的知识，可采用什么方法？ 回答： 给螺线管通电，它的周围就会产生磁场. 提问：如果要使通电螺线管的磁性增
2、强，应该怎么办呢？ 学生讨论： 演示实验：给螺线管通电，观察离螺线管较远处小磁针的偏转情况再观察插入铁芯后，小磁针的偏转 情况. 现象：无铁芯时，小磁针偏转不明显，加入铁芯小磁针偏转明显，说明插入铁芯磁场大大增加。 提问：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？ 讨论：铁芯插入通电螺线管，铁芯被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场， 又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了. 一、 电磁铁的定义 从上面的实验中可以看出，铁芯插入螺线管，通电后能获得较强的磁场.我们把插入铁芯的通电螺线管称 为电磁铁. 电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？它的磁性强弱与哪些因素有关呢？ 猜
3、想： 1 、电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，那么电磁铁的磁性有无是否与电流的有无有关？ 2 、电磁铁的磁性是否与电流的大小有关？ 3 、螺线管是由导线绕制成的，它的磁性强弱与线圈的匝数是否有关？ 实验设计： 这个实验设计怎样的电路？ 应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路. 怎样来判断电磁铁的磁性强弱？ 通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断. 演示实验： （1）电磁铁的磁性与通电、断电的关系： 通电有磁性、断电无磁性. （2）电磁铁的磁性强弱与电流大小关系：电流强，磁性强. 用滑动变阻器改变电流大小观察磁性强弱，即吸大头针的多少。 （3）改变电磁铁的匝数着磁性强弱 外形
4、相同的螺线管匝数越多，它的磁性越强. 总结规律： 二、通电螺线管的磁性由哪些因素决定 （1）有铁芯比无铁芯磁性强得多有铁芯的螺线管构成电磁铁 （2）电磁铁通电有磁性，断电时无磁性；电磁铁的磁性强弱和电流大小、匝数多少有关电流大， 磁性强；相同外形的螺线管，匝数多，磁性强 三、电磁铁的应用 提问：通过实验，我们知道了电磁铁的一些特点，它的这些特点与永磁体相比，有哪些优点呢？ 提问：电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢？ 讲解电磁起重机能将钢材吊起的原理. 介绍常用的电磁铁：一种是圆柱形电磁铁，一种是蹄形电磁铁.蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面 上，能同时吸住一块铁，因而磁性更强. 想想议议： 电磁
5、铁应当用软铁还是钢？为什么？ 用软铁，这才保证断电时没有磁性. 五、典型例题 1.如图所示，标出电源的正负极 2.如图所示，若闭合电键 S，则电磁铁的磁性将（ ） A增强. B减弱. C不变. D无法判断. 六、习题精选 1 、蹄形电磁铁上导线绕法正确的是图（ ） 2 、如图，弹簧下挂一铁块，并处于静止状态，以下说法中正确的是 （ ） 3、电铃示意图.1 是电磁铁，2 是弹簧片，3 是螺钉，4 是衔铁.试叙电铃的工作原理. 竹箦中学初三物理教学案 拟稿:姚建春 16 章 电磁转换 二、电流的磁场（第二课时） 一、学习目标 1.理解电磁铁的特性和工作原理. 2.理解电流是怎样控制电磁铁磁性的有无
6、、强弱和极性的. 3.掌握电磁铁的基本应用 二、课前预习 1、 什么叫电磁铁？电磁铁是有什么组成的？ 2、 电磁铁具有哪些优点？有哪些应用？ 三、课堂小结 1、构造：电磁铁是由 、 两部分组成。 2、原理：通电通电螺线管具有磁性，通电螺线管的匝数越 ，通过的电流越 ，它的磁性就越 强，在通电通电螺线管中插入 电磁铁 ，会大大增强它的磁性。 3、优点：电磁铁有无磁性可以由 来控制，它的磁性强弱可以有 来控制， 它的南北极可以有 来控制。 4、应用：利用电磁铁可以制成 、 、 四、典型例题 1 、如图所示，标出电源的正负极 2 、如图所示，若闭合电键 S，则电磁铁的磁性将（ ） A增强. B减弱.
7、 C不变. D无法判断. 3、为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想： 猜想 A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想 B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 猜想 C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强 为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂 有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁如下图所示的 a、b、c、d 为实验中观察 到的四种情况 根据小丽的猜想和实验，完成下面填空： （1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它 的不同 （2）通过比较 两种情况，可以验证猜想 A 是正确的
8、（3）通过比较 两种情况，可以验证猜想 B 是正确的 （4）通过比较 d 中甲、乙两电磁铁，发现猜想 C 不全面，应补充 五、巩固练习 1、蹄形电磁铁上导线绕法正确的是图（ ） 2、如图，弹簧下挂一铁块，并处于静止状态，以下说法中正确的是（ ） 3、如左下图电磁选矿机的示意图，其中 M 为矿石漏斗，D 为电磁铁，落入坑 B 中的是 。（填铁矿石 或非铁矿石） 4、如右上图所示，若要使滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，弹簧测力计的示数变小，则变阻器接入电路 的方式可以是 （ ） AC 接 E，D 接 F BC 接 E， B 接 F CA 接 E，D 接 F DA 接 E， B 接 F 5、小明用
9、自制的电磁铁来研究它的磁性与哪些因素有关。实验器材：两个相同大小的大铁钉、一些漆包 线、开关、电源、滑动变阻器、一些回形针和电流表等。在实验中，用漆包线绕制横截面和紧密程度相同 的三个线圈，其中两个线圈插入铁钉，另一个线圈内无铁钉。按如下图电路进行实验，实验记录的数据如 下表： 由以上实验表明，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关（ ） A只与电磁铁线圈匝数有关 B只与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉有关 C只与电磁铁线圈匝数、通过线圈的电流有关 D与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉、通过线圈的电流都有关 6、如下图所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断通电螺线管的左端为 极，电源的 a 端为 极，小磁针的
10、b 端为 极。 7、如第 7 题图所示，当开关 S 闭合时，螺线管与左边始终静止的磁铁相互吸引。请在图中画出螺线管的 绕线；当滑动变阻器的滑片 P 由左端滑动时，左端磁铁所受的摩擦力将 （ ） A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断 第 7 题 第 8 题 第 9 题 8、如第 8 题图所示，一个轻质弹簧下端悬挂一个小铁片，当开关 S 断开时，铁片刚好与水银槽中水银接 触。当开关 S 闭合后，铁片会 （ ） A.不动 B.陷入水银面以下 C.向上运动停止在空中 D.上下不停的振动 9、如第 9 题图所示，在电磁铁的正上方挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片 P 从 a 端向 b 端滑动时，
11、会出现的现象是 （ ） A.电流表示数变大，弹簧长度变长 B.电流表示数变大，弹簧长度变短 C.电流表示数变小，弹簧长度变长 D.电流表示数变小，弹簧长度变短 第 10 题 10、如第 10 题图所示是小新同学做“制作、研究电磁铁” 实验的示意图，他在实验中发现大铁钉 A 比 B 能 吸引更多的大头针。根据图示的实验现象他得出的结论是：当_一定时，电磁铁的线圈匝数越多， 磁性_。将滑动变阻器的滑片向右移动时，铁钉吸引的大头针将_（填“变多” 、“变少”或 “没有变化” ），这说明电磁铁的磁性还与 有关。 11、给你一个带铁芯的螺线管、蓄电池、开关、滑动变阻器，如图所示。 (1)用笔画线代替导线
12、，把它们连接起来(连线不要交叉) ，要求满足以下两点要求： a组成一个可以改变电磁铁磁性强弱的电路。 b当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电磁铁的磁性增强。 (2)标出通电电磁铁的 N、S 极。 竹箦中学初三物理教学案 拟稿:姚建春 16 章 电磁转换 二、电流的磁场（第三课时） 一、教学目标 知道电磁继电器的构造和工作原理。 二、教具 电磁继电器，电磁继电器挂图，小灯泡一只，两只 1.5 伏的干电池，学生电源一台，导线 6 根，开关两只。 三、教学过程 1.复习提问： 什么是电磁铁? 电磁铁有什么特点? 2.引入新课： 人直接操作高压电路的开关是很危险的，如果能够在低压下操作高压电路，就能避免高
13、压的危险。利用电 磁铁制成的电磁继电器，可以完成这一任务，这节课我们就学习有关电磁继电器的知识。 3.进行新课 (1)通过观察，讲解学习电磁继电器的结构 1.电磁继电器结构 引导学生观察实验用电磁继电器，配合课本上的图 16-19 或挂图，问： 电磁继电器中的电磁铁在什么位置?电磁铁起什么作用? 图中的 B 是衔铁，它起什么作用 ? 图中的 C 是弹簧，它起什么作用? 图中的 D 是动触点，E 是静触点，它们起什么作用 ? 学生通过观察回答以上问题时，教师注意纠正，让学生正确认识电磁继电器各部件的名称和作用。 板书：1、控制电路的组成 -电磁铁、低压电源、开关。 工作电路的组成-高压电源、电动
14、机、电磁继电器的触点部分。 (2)引导学生弄懂电磁继电器的工作原理。 让学生看课本图 16-19 (或挂图)，教师引导学生讨论电磁继电器的工作过程，然后让学生阅读课本图 16- 19 上的“工作原理“部分，边阅读边在文字下面划波浪线，同时教师板书： 2.电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使 D 和 E 接触，工作电路闭合。电磁铁断电 时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。 电磁继电器实质就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。 (3)演示：使用电磁继电器控制小灯泡的亮、灭 先引导学生阅读课本中实验部分的内容。 接线，教师出示实验用电磁继电器，问： 该电磁继电器有几个接线柱?
15、要使用电磁继电器，怎么接线? 教师指出哪两个接线柱接控制电路；哪两个接线柱接工作电路。然后让学生上讲台按课本图 16-19 线路接 线。 引导学生按图 16-19 线路共同检查一遍。并对照线路认清实际控制电路和工作电路的组成。 观察，先观察控制电路通电和断电时触点闭合和断开情况，再观察工作电路小灯泡的亮和灭情况。 上述实验控制电路控制的只是一只小灯泡。似乎没有必要。但工作电路若是对人有危险的高压电路，就很 有必要了。 (4)电磁继电器的应用 工作电路是有危险的高压电路，通过电磁继电器可利用低压控制高压。 工作场所温度高或环境不好，可以利用电磁继电器实现远距离操作。 板书： 3.电磁继电器的应用
16、：用低电压弱电流控制高电压强电流，实现远距离操作。 4.巩固、小结 (1) 按板书归纳小结。并指出电磁铁、电磁继电器都是人们认识电流的磁效应后发明创造的，这说明了理 论知识在指导生产中的重要作用。 (2)如下图所示，是一种防盗报警器，当有人踏上踏板欲开门时， 灯即亮，平时，无人踏上踏板或自己 人故意开门不踏上踏板时， 灯亮。这就是电磁继电器作自动控制的原理。 （3）如下图所示，是一个自动控制电路，当开关断开时，工作电路的情况是 A.灯亮，电动机转动起来，电铃响 B.灯亮，电动机转起来，电铃不响（ ） C.灯不亮，电动机不转，电铃响 D.灯亮，电动机不转，电铃响 5.作业 课本 p43WWW 中
17、的第 5 题 竹箦中学初三物理教学案 拟稿:姚建春 16 章 电磁转换 二、电流的磁场（第三课时） 一、学习目标 知道电磁继电器的构造和工作原理。 二、课前预习 电磁继电器是利用什么控制工作电路通断的开关？使用电磁继电器有哪些优点？ 三、课堂小结 电磁继电器的主要部件是 、 、 和动触点、静触点，其工作电路分 电路和 电路两部分。 电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，有了 ，把 吸下来，使 和 接触，工作电路闭 合。电磁铁断电时 磁性，弹簧把 拉起来， 工作电路。 电磁继电器实质就是利用 控制工作电路通断的 。 电磁继电器的优点：用 电压 电流控制 电压 电流，实现远距离操作。 四、典型例题
18、1、如图所示，是工厂里一种自动降温风扇的简单电路示意图。图中水银温度计里封入一段金属丝，当温 度达到金属丝下端时，电风扇就会自动转起来。结合电路示意图，试说明它的工作原理。 2、如图 16-60 所示，是一个限流装置的示意图，图中 P 是电磁铁， S 是闸刀开关，Q 是衔铁，可绕 O 轴转动，试分析当电流过大时，它是怎样自动切断电路的？（4 分） 五、巩固练习 1、如图所示，A 是螺线管内的铁心，B 是悬挂在弹簧下的铁块，S 是转换开关，要使弹簧的长度自动变 短，可以采取的方法有哪些？（至少写出两种方法） 图 2、如下图所示，是一种防盗报警器，当有人踏上踏板欲开门时， 灯即亮，平时，无人踏上踏
19、板或自己 人故意开门不踏上踏板时， 灯亮。这就是电磁继电器作自动控制的原理。 3、如下图所示，是一个自动控制电路，当开关断开时，工作电路的情况是 A.灯亮，电动机转动起来，电铃响 B.灯亮，电动机转起来，电铃不响（ ） C.灯不亮，电动机不转，电铃响 D.灯亮，电动机不转，电铃响 4、（ 04 年天津）下图中的电磁铁为一个中间有抽头的电磁铁的示意图，小明为了研究外形相同的电磁铁 磁性的强弱与通电电流的大小及线圈匝数的关系。他做了如下实验，实验步骤为： （1） 先连接好如图（甲）所示的电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表示数较小，记为 I1，发现电 磁铁吸引住大头针的数目较少; （2） 调整滑动变
20、阻器滑片使电流表的示数增大到 I2，发现电磁铁吸引住大头针的数目增加; （3） 再按图（乙）所示的电路图连接好电路，调整滑动变阻器的滑片使电流表的示数保持为 I2，发 现电磁铁吸引住大头针的数目进下一步增加; 从以上实验我们得出的结论是： 。 。 在实验步骤（3）中为什么要强调电流表的示数与步骤（2 ）中电流表的示数（I2 ）保持相同？ 5、（ 04 年南通）阅读短文，回答问题： 新型发热材料PTC PTC 是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风 器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的 PTC 有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻值随
21、温度的升高而减小，高于这个温度时， 电阻值则随温度的升高而变大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度” 用 PTC 材料制成的电热器具有 发热、控温双重功能，应用十分广泛 （1）家用固体电热灭蚊器就使用了 PTC 陶瓷电热元件，右上图为其电阻随温度变化的图像，由图可知， 该 PTC 材料的居里点温度为 （2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在 165左右，若它的温度高于 165时，电阻 ， 功率 ，使其温度 （以上均填变化情况）；反之，也能自动调节因此用 PTC 材料制成的电热 器具有自动调节的功能 （3）某同学利用 PTC 电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将 PTC 电阻安装在需要探测温度的地方， 当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过 PTC 电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁 磁性减弱，使警铃响请帮他将下图所示的电路连接完整 （4）你认为该“ 过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）
