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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(xué)目標(biāo)： 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(gòu)成，能說出影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。(B) 4知道電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用。(B) 5知道電磁繼電器的構(gòu)造與工作原理。(B) （二）重點(diǎn)難點(diǎn)： 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(guān)。 3與普通永磁體相比，電磁鐵有哪些優(yōu)點(diǎn)，電磁繼電器的構(gòu)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(xué)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(dǎo)電性 Ｂ．磁性 Ｃ．彈性勢能 Ｄ．隔熱性 2.當(dāng)兩個(gè)磁體的S極相互靠近時(shí)，它們將互相_____，當(dāng)一個(gè)磁體的N極靠近另一磁體的S極時(shí)，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(diǎn)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(xué)家______把連接電池組的導(dǎo)線放在和磁針平行的位置上，當(dāng)導(dǎo)線通電時(shí)，磁針立即偏轉(zhuǎn)一角度，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)體周圍存在著____ 二．以學(xué)帶教： 1．復(fù)習(xí)提問，引入新課 小磁針只有放在磁體周圍才會(huì)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(jìn)行新課 (1)演示奧斯特實(shí)驗(yàn)說明電流周圍存在著磁場 演示實(shí)驗(yàn)：將一根與電源、開關(guān)相連接的直導(dǎo)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(dǎo)線的上方和下方，請同學(xué)們觀察直導(dǎo)線通、斷電時(shí)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(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電時(shí)小磁針又回到原來的位置。） 進(jìn)一步提問：通過這個(gè)現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢？ 師生討論：通電后導(dǎo)體周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電后導(dǎo)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(dǎo)線和磁體一樣，周圍也存在著磁場。 教師指出：以上實(shí)驗(yàn)是丹麥的科學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)的，此實(shí)驗(yàn)又叫做奧斯特實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)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(guān)系呢？ 重做上面的實(shí)驗(yàn)，請同學(xué)們觀察當(dāng)電流的方向改變時(shí)，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是否發(fā)生變化。 提問：同學(xué)們觀察到什么現(xiàn)象？這說明什么？ （觀察到當(dāng)電流的方向變化時(shí)，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(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí)，磁場的方向也發(fā)生變化。 提問：奧斯特實(shí)驗(yàn)在我們現(xiàn)在看來是非常簡單的，但在當(dāng)時(shí)這一重大發(fā)現(xiàn)卻轟動(dòng)了科學(xué)界，這是為什么呢？ 學(xué)生看書討論后回答： 因?yàn)樗沂玖穗姮F(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(guān)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(dòng)了電磁學(xué)的研究和發(fā)展。 (2)研究通電螺線管周圍的磁場 奧斯特實(shí)驗(yàn)用的是一根直導(dǎo)線，后來科學(xué)家們又把導(dǎo)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(shí)際中用途最大，那就是將導(dǎo)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(xué)們觀察下面的實(shí)驗(yàn)： 演示實(shí)驗(yàn)：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(xué)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(xué)們觀察到什么現(xiàn)象？ 學(xué)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(guān)系呢？ 演示實(shí)驗(yàn)：將小磁針放在螺線管的兩端，通電后，請同學(xué)們觀察小磁針的N極指向，從而引導(dǎo)學(xué)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(guān)。 引導(dǎo)學(xué)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(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí)，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(xué)過的知識，可采用什么方法？ （學(xué)生討論得出：給螺線管通電，它的周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場。） 進(jìn)一步提問：如果要使通電螺線管的磁性增強(qiáng)，應(yīng)該怎么辦呢？ 請同學(xué)們觀察下面的實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)：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(gè)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(qiáng)。） 進(jìn)一步提問：為什么插入鐵棒后，通電螺線管的磁性會(huì)增強(qiáng)呢？ 學(xué)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(qiáng)了。 教師指出：從上面的實(shí)驗(yàn)中可以看出，鐵心插入螺線管，通電后能獲得較強(qiáng)的磁場。我們把插入鐵心的通電螺線管稱為電磁鐵。 實(shí)驗(yàn)：探究影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān) 提問：電磁鐵與永磁體相比，有些什么特點(diǎn)呢？ 進(jìn)一步提問：怎樣來做實(shí)驗(yàn)?zāi)?？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(jìn)行猜想：它的磁性與電流的大小有關(guān)；螺線管是由導(dǎo)線繞制成的，它的磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)有關(guān)。下面我們就從這幾個(gè)方面來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：首先請同學(xué)們從盒子里拿出實(shí)驗(yàn)器材，放在桌上擺好，觀察所用的器材，同時(shí)思考下列問題： 這些實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)連接成怎樣的電路？ （應(yīng)將電源、開關(guān)、滑動(dòng)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(qiáng)弱？ （通過觀察電磁鐵吸引大頭針的多少來判斷）學(xué)生將實(shí)驗(yàn)器材連接好，檢查電路無誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： ①將開關(guān)合上或打開，觀察通電、斷電時(shí)，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(guān)合上，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(qiáng)弱的變化。 ③將開關(guān)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(qiáng)弱的變化。 實(shí)驗(yàn)小結(jié)：讓學(xué)生歸納、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，教師板書：實(shí)驗(yàn)表明： 　　1、電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒有磁性。 　　2、通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。 　　3、在電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。 討論電磁鐵的優(yōu)點(diǎn) 提問：通過實(shí)驗(yàn)，我們知道了電磁鐵的一些特點(diǎn)，它的這些特點(diǎn)與永磁體相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？ 2、介紹電磁鐵的應(yīng)用 提問：電磁鐵在實(shí)際生產(chǎn)中有哪些重要應(yīng)用呢？ 請同學(xué)們觀看視頻：電磁起重機(jī)。(說明它能將鋼材吊起的原理。) 介紹兩種常用的電磁起重機(jī)：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(gè)異性極在同一端面上，能同時(shí)吸住一塊鐵，因而磁性更強(qiáng)。 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(huì)造成人身傷害?如何自動(dòng)控制、遠(yuǎn)距離控制? ①、電磁繼電器的構(gòu)造 電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作電路如圖所示：(屏幕顯示) 　　結(jié)構(gòu)：A：電磁鐵、B：銜鐵、C：彈簧、D：動(dòng)觸點(diǎn)、E：靜觸點(diǎn)． ②、電磁繼電器的工作原理 工作原理：電磁鐵通電時(shí)，把銜鐵吸下來使D和E接觸，工作電路閉合．電磁鐵斷電時(shí)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(guān)． 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)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(shí)，小燈泡亮，斷電時(shí)小燈泡滅． 通過接線和操作，使學(xué)生掌握繼電器的主要構(gòu)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(yuǎn)距離控制；自動(dòng)控制． 五．電磁繼電器的應(yīng)用 分析防訊報(bào)警器、水位自動(dòng)報(bào)警器和溫度自動(dòng)報(bào)警器的工作原理． (在學(xué)生自己分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行小組議論．) 影響電磁鐵磁性強(qiáng)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(gè)主要部件：電磁鐵、銜鐵、彈簧、動(dòng)觸點(diǎn).靜觸點(diǎn)． 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(dòng)、靜觸點(diǎn)接通或斷開．使工作電路接通或斷開． 自動(dòng)報(bào)警裝置、控制電路在一定條件下自動(dòng)接通，以達(dá)到報(bào)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(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制或光自動(dòng)控制。 三，當(dāng)堂檢測： 1 (A)如圖14-3-7所示，當(dāng)通以如圖所示方向的電流時(shí)，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?yàn)? ) 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(dǎo)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(xì)棉線 B.帶電的小紙球及細(xì)棉球 C.小燈泡及導(dǎo)線 D.蹄形磁形及細(xì)棉線 3 (A) 用電磁繼電器來操縱高電壓、強(qiáng)電流的開關(guān)，其主要作用是 [ ] 　　　A．節(jié)約用電。 　　　B．操作簡單。 　　　C．保護(hù)用電器。 　　　D．避免危險(xiǎn)。 4 (A) 要改變電磁鐵的磁性強(qiáng)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(gè)自動(dòng)控制電路，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電路中各用電器的工作情況是 D Ａ．燈亮，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電鈴不響　?。拢疅袅?，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電鈴不響　 Ｃ．燈不亮，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電鈴響　?。模疅舨涣粒妱?dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電鈴響　 四．課后布置： (1)．預(yù)習(xí)作業(yè)： 1. 磁場對通電導(dǎo)體具有力的作用，其作用的方向與___________、_________方向有關(guān)。 2 當(dāng)堂檢測3 4 5 7