课程设计任务书
课程名称：电器课程设计题目：交流电磁铁的设计
专业班级：
学生姓名：学号：
指导老师：
审批：
任务书下达日期：2012年月日设计完成日期：2012年月日
目录
第一章手工计算 (1)
1.1 反力特性计算 (1)
1.1.1 电磁铁工作气隙计算 (1)
1.1.2 各部分反力计算 (1)
1.1.3 衔铁各位置反力计算 (2)
1.2 选择电磁铁结构形式并确定设计点 (5)
1.3 电磁铁的初步设计 (6)
1.3.1 确定铁芯尺寸 (6)
1.3.2 计算线圈的匝数 (6)
1.3.3 初算线圈磁势 (6)
1.3.4 计算线圈的尺寸 (7)
1.3.5 分磁环设计 (7)
1.3.6 确定其它结构尺寸 (8)
1.4 性能验算 (10)
1.4.1 线圈电阻 (10)
1.4.2 计算衔铁闭合位置工作气隙磁通 (10)
1.4.3 计算衔铁闭合位置线圈电流 (11)
1.4.4 计算线圈温升 (13)
1.4.5 计算衔铁在设计点的气隙磁通 (13)
1.4.6 计算线圈感抗 (14)
1.4.7 计算线圈电流 (14)
1.4.8 计算线圈反电动势 (15)
1.4.9 计算工作气隙磁通 (15)
1.4.10 计算平均吸力 (15)
1.4.11 计算衔铁闭合位置最小吸力 (15)
1.5 计算电磁铁材料重量及经济重量 (17)
第二章计算机优化设计 (18)
2.1 准备 (18)
2.2计算机优化设计步骤 (18)
2.3计算机优化设计结果 (19)
2.4 反力特性和吸力特性曲线 (21)
第三章制图 (21)
3.1 制图要求 (21)
3.2 电磁铁总装配图 (21)
结语 (22)
附录电磁铁总装配图 (23)
参考文献 (24)
电器课程设计评分表 (25)
第二章计算机优化设计
2.1 准备
笔；U盘（到计算机拷贝）；打印纸1到3张；手算草稿。
2.2 计算机优化设计步骤
1、将设计步骤用QBASIC语言编写出来；
2、对设计点的数据进行优化设计的操作顺序：
1）开机——插入磁盘——进入DOS状态——显示A——键入“BASIC”——键入“LOAD C10”（文件名）——键入“LIST 105-106”——将105句的所有数据改为手算时的对应值——按“回车键”确定。
2）按“RUN”键——计算机将显示算出的电磁铁设计参数——结果判定（见手工计算程序中的判定原则，如不合理，修改有关参数，直至合格）——存盘。
3）将设计点的气隙值输入——按“回车键”——输入85%U N——按“回车键”——按同样的方法依照气隙值由大到小的顺序分别输入其它四点的气隙值及85%U N，并对结果进行分析，如不合格，修改有关参数，再计算，直至所有的气隙设计数据合格。
4）代入包括设计点在内的所有“F*L”中的最大值，算出Fmin、m1、m2、m。
程序中第105句中符号与手算中符号如下表所示：
2.3 优化设计结果
SC= 3.950228E-04 AA= .021 BB= .021 NN= 1891
IN= 418.0843 HH= .024 CC= .015 DM= .35 S1= .0001071 S2= .0002499 RK= 7.174022E-04 LK= .07208 SK= 2.59222E-06
BK= .001 AA1= .022 BB1= .026 AA2= .052 BB2= .056
AX= .019 BX= .021 AE= .021 BE= .021 LI= .025 I= .2168151 IA= 9.462393E-02 IR= .1950772 R110= 66.69201 P= 3.135111 TW= 68.13324 S= .0045648
L=? 0.008
U=? 187
L= .008 U= 187 G10= 6.859751E-08 G11=
6.859751E-08
G2= 2.54995E-06 G4= 2.873542E-08 KG= 1.837798
XL= 69.06908 I0= 1.947667 EE= 134.5236
KN= .7193774 Q1= 1.743637E-04
GG10=-7.957487E-06 GG11=-7.957487E-06 FF= 25.70642 FL= .2056514
L=? 0.006
U=? 187
L= .006 U= 187 G10= 8.982489E-08 G11= 8.982489E-08
G2= 2.54995E-06 G4= 2.873542E-08 KG= 1.63981
XL= 80.37247 I0= 1.790515 EE= 143.9081
KN= .7695618 Q1= 2.090485E-04
GG10=-1.415528E-05 GG11=-1.415528E-05 FF= 38.33447
FL= .2300068
L=? 0.003000001
U=? 187
L= 3.000001E-03 U= 187 G10= 1.699966E-07
G11= 1.747898E-07 G2= 2.54995E-06 G4= 2.873542E-08 KG= 1.338071 XL= 122.2506 I0= 1.342823
EE= 164.1609 KN= .8778658
Q1= 2.922444E-04
GG10=-5.666553E-05 GG11=-5.665442E-05 FF= 83.71738
FL= .2511522
L=? 0.002
U=? 187
L= .002 U= 187 G10= 2.54995E-07 G11= 2.597771E-07
G2= 2.54995E-06 G4= 2.873542E-0 KG= 1.22538
XL= 165.295 I0= 1.049134 EE= 173.4167
KN= .927362 Q1= 3.37113E-04
GG10=-1.274975E-04 GG11=-1.274864E-04 FF= 111.4093 FL= .2228187
L=? 0.00005
U=? 187
L= .00005 U= 187 G10= 1.01998E-05 G11= 1.020456E-05
G2= 2.54995E-06 G4= 2.873542E-08 KG= 1.005635 XL= 1912.34 I0= 9.772657E-02 EE= 186.8864 KN= .9993924
Q1= 4.426831E-04
GG10=-.203996 GG11=-.203996 FF= 192.1296 FL= 9.606478E-03
FL=? 0.2511522
Q20= 4.365391E-04 RK= 9.298319E-04 Q1M= 2.59128E-04
Q2M= 2.577914E-04 FF1= 124.6936 FF2= 52.89023 FMIN= 155.6559 M1= .2315938 M2= .578214 M= 3.582634
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2.4 反力特性和吸力特性曲线
第三章制图
3.1 制图要求
1、所有零部件尺寸均按计算机算出的尺寸制图；
2、所有图纸均应符合机械制图国标的要求；
3、比例适当，标注齐全，图样工整。
3.2电磁铁总装配图
电磁铁总装配图见附录。
结语
通过两个星期的电器课程设计，即交流电磁铁的设计，我对所学的知识又有了一次温故而知新的体验。
此次课程设计涉及到电器学很多方面的相关专业知识，如反力特性的计算，特性曲线的描绘，电磁铁结构形式的选择，材料的选择，性能的验算等等。并要用计算机进行优化设计，这又涉及到了QBASIC 语言的相关知识。在设计过程中，要对自己所学的知识灵活运用。计算是一个繁琐的过程，其中有3个地方需要验证是否满足设计要求，如不满足就要重新选取参数并进行计算，这需要有很大的耐心。计算的精确与否关系到电磁铁能否正常工作，并影响电磁铁工作的安全性、可靠性与稳定性等，不能马虎。在设计的过程中，参数的适当选取是关键，要慢慢领会其中的技巧。
设计就是将所学的知识应用于实践，是一个发现问题并解决问题的过程。对于一个课程设计来讲，重要的并不在于你解决了多少问题，而在于你掌握了多少解决问题的方法。在这个过程中要学会独立思考并向老师和同学虚心请教，我觉得虚心请教要建立在独立思考的基础上才更有效果。在此要非常感谢赵老师和施老师对我的耐心教育和指导，指引我顺利地完成了此次课程设计。
《电磁铁》教学设计 《电磁铁》教学设计 一、教学目标： 1、科学概念： 电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质； 改变电池正负极的连接方法或改变线圈缠绕的方向会改变电磁铁的`南北极。 2、过程与方法： 制作铁钉电磁铁； 做研究电磁铁南北极的实验。 3、情感、态度、价值观： 养成认真细致、合作研究的品质。 二、教学准备 1、学生：每组1号电池2节，铁钉2根，单股网线2根，小铁钉若干、指南针2只 2、教师：电脑课件、大指南针等 三、教学流程： （一）复习导入 1、学生谈学习了《电和磁》一课的收获。 2、提出任务：利用前一课所学知识设计一个装置吸引小铁钉。 （二）制作电磁铁
1、学生说方法并演示把导线绕到铁钉上。 2、出示课件并提出要求：朝一个方向均匀绕导线，两端打结固 定（示范方法） 3、取材料，比一比哪些组绕得又快又好！ 4、用绕好的装置吸小铁钉，发现不能将铁钉吸起来。 5、领取电池实验并交流发现。（提醒：由于导线较短，只能接 触很短一段时间。） 6、归纳：接通电流产生磁性，断开电流磁性消失。 7、请学生给这样一个装置命名，引出“电磁铁”概念及其组成。 8、引导学生思考电磁铁有没有南北极。 （三）铁钉电磁铁的南北极 1、学生猜测电磁铁有无南北极并请说说如何判断。 2、学生交流方法、补充。（如果学生没有补充完整则设问：钉 尖如果和指 南针南极吸引是不是一定能证明这端是北极） 3、学生领取指南针实验并记录。 4、各组依次反馈汇总，确定电磁铁有南北极并引发新的探究问题——电磁铁的南北极跟什么因素有关？ 5、分组研究是否真的和这些因素有关。 6、交流实验结果。 7、小组讨论实验结果不一致的原因。 8、再次实验验证（控制条件）。 9、形成研究结论：电磁铁有南北极，电磁铁南北极跟电池正负 极连接方法或线圈缠绕方向都有关。
小学六年级科学《电磁铁》教学设计 教学目标： 1、科学概念：电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质；改变电池正负极的连接方法或改变线圈缠绕的方向会改变电磁铁的南北极。 2、过程与方法：制作铁钉电磁铁；做研究电磁铁南北极的实验。 3、情感、态度、价值观：养成认真细致、合作研究的品质。 教学过程： 一、游戏导入 1、师：上课前，我们一起先来做个小游戏。（出示两个盒子，一个盒子中装有回行针），知道回形针什么做的吗？(铁) 师：有什么办法把回形针从盒子里杯转移到另一个盒子？要求：整个过程手不能直接接触回形针。（用磁铁） 师：好，你来示范一下。 2、学生示范，（出现问题，回形针磁铁被了上来，但无法取下） 3、师：看来磁铁虽能吸铁，但这一次还是不行，那想想看，还有什么好方法？今天老师还带来了一个特殊的装置，老师让它吸回形针，它就吸；让它放，它就放。想不想见识一下？ 师演示电磁铁，吸、放回形针。（同时提醒学生注意观察，在什么时候吸回形针，什么时候放回形针。） 师：给它通电就能当磁铁用，真是奇怪！同学们想试试吗？ 二、制作电磁铁、认识电磁铁构造 1、制作电磁铁 师：下面我们就利用课前准备的材料进行以下实验：把导线按照一个方向均匀地缠在铁钉上（演示）通上电，去吸引大头针。在做的过程中把这个装置通电、断电反复几次，观察会出现什么现象。并记住你的装置吸起了几根大头针。大家在具体实验前请先想想怎样做？ 在实验中要分好工，谁来实验操作，谁来记录实验现象，谁来数大头针。记录员要及时把数据记录在表中。在实验时还要注意：因为我们实验时用的导线比较短，
所以通电时间不能太长。否则，电池不但会发热，还会损坏。学生制作，吸引大头针。作好实验记录。 师：停！收拾好自己的材料看哪个小组做的最快。（学生收拾材料） 学生回答刚才的实验记录。依据系列数据分析得出实验结果。说说依据实验装置的功能给实验装置命名的想法（缠绕在铁钉上的导线通电后磁化铁钉使铁钉产生磁性）。 2、认识电磁铁构造 师：铁钉在电磁铁中叫做铁芯，（板书：铁芯）铁芯还可以是铁棒等其它铁性材料。导线在电磁铁中是什么样的？（一圈一圈的。） 师：那一圈一圈的导线在电磁铁中叫做线圈（板书：线圈）。电磁铁就是由铁芯和线圈两部分组成的。 三、研究铁钉电磁铁的南北极。 ⑴研究铁钉电磁铁有没有南北极。 1、提出问题 师：磁铁有南北极，铁钉电磁铁有南北极吗？ （铁钉电磁铁也有南北极。） 生：回答老师提出的问题。 2、猜想 师：你怎么知道铁钉电磁铁也有南北极？ （因为磁铁与铁钉电磁铁有共同的地方：都能把大头针吸起来。） 生：回答老师提出的问题。 3、学生分组实验。 师：不管怎么说，铁钉电磁铁有没有南北极需要实验验证。 学生用电磁铁铁钉钉尖分别靠近指南针的两个极进行测试。 师：把这个验证实验做两遍，这样得出的结论就更科学，你们也才越来越像科学家了！ 4、各个小组汇报自己的实验结果。 5、得出结论：电磁铁也有南北极；各个小组的铁钉电磁铁的钉尖的极性是不同的。
直流电磁铁设计 共26 页 编写： 校对：
直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B= S Φ（T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H= L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr =0 μμ 5、 磁通Φ= M R NI 磁阻R M = s l μ 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。
6、磁感应强度的定义式B=qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=21 μ0nI 。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。
我们的目的是使Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 A K1= A A：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。11、结构系数Kυ 每一类型的电磁铁，都有一定的吸力和行程。按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻。一般来说，长行程的电磁铁比短行积的电磁铁长，吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大。 为了按最小材料消耗率比较电磁铁，引入结构系数K J这个判据。
指导教师： 教材：教科版六年级上册《能量》单元 一、 教材分析 电磁铁是利用电流的磁效应使铁芯磁化而产生磁力的装置。 它结构简单、制 作容易、呈现的现象有趣，可以开展适合学生水平的多种研究。 本课由两大活动组成： 1、 制作铁钉电磁铁。学生通过自己在铁钉上绕线圈做铁钉电磁铁，反复几 次接通电流、断开电流，发现电磁铁的基本性质。 2、 研究铁钉电磁铁的南北极。发现通电的电磁铁具有磁性后，会引发对“铁 钉有没有南北极”的思考。学生所有已知解决这个问题的过程中会发现新的问题 ――各小组钉尖、钉头的南北极并不是都一样。引出了研究电磁铁南北极与哪些 因素有关的问题。 二、 教学设计 （一）教学目标 1 . 科学概念 电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质。 改变电池正负极接法，改变线圈绕线的方向，会改变电磁铁的南北极。 2. 过程与方法 制作铁钉电磁铁。 做研究电磁铁的南北极的实验。 3. 情感、态度、价值观 养成认真细致、合作进行探究的品质。 （二）教学重点、难点 重点：发现电磁铁的基本性质，发现电磁铁具有南北极并可改变的特点。 难点：探究电磁铁南北极发生变化与哪些因素有关。 （三）教学准备 教师准备：电路装置1个（底部为KT 板，上面装有电池盒、按压开关和连 接导线）演示指南针1个、指南针和电磁铁相互作用示意图4幅、铁钉及电磁铁 各1个、指导课件1个。 为每组学生准备：多股绝缘胶线、1个铁钉和指南针、若干图钉、活动记录 表及电路装置（和教师演示一致）各 1份。 （四）教学过程与设计意图 授课教师: 《电磁铁》教学设计 任教学校：
7 ?学生分组研究并记录，教师巡视。 &交流研究现象和结果。 （关注点：交流的小组要展示他们的研究报告一一基于现象的观察做出解释。每一个因素对于电磁铁磁极是否有影响，要得到所有研究者的认同，即要问一问其他学生是否同意他们的结论。） 小结并板书：改变电池的正负极接入方向，改变线圈缠绕的方向，会改变电磁铁的南北极。 延伸。 在整个电磁铁的探究过程，我们还有别的什么发现吗? 板书设计 电磁铁基本性质： 通电产生磁性 断电磁性消失确保研究结果的准确性。 5?观察各组的数据，发现了什么？ 可能什么原因造成了电磁铁南北极方向的不一致？ （让几个组展示各自的装置进行比较，合理的进行推测）6?我们的猜测是否正确？怎样证明？ （关注点：每次只改变一个因素；多次实验，及时记录。） 借助表格帮助学生整理研究过程，同时又起到了示范填写的作用。 科学研究讲究可重复性，在多组多次的重复研究中均证实，结论的可靠性越高。 引向电磁铁磁力大小的研究，与 课3建立结构。 3 ?学生动手操作，借助小磁针开展研究。 4.按小组顺序汇报本组电磁铁南北极情况。
课程设计任务书 课程名称：电器课程设计题目：交流电磁铁的设计 专业班级： 学生姓名：学号： 指导老师： 审批： 任务书下达日期：2012年月日设计完成日期：2012年月日
目录 第一章手工计算 (1) 1.1 反力特性计算 (1) 1.1.1 电磁铁工作气隙计算 (1) 1.1.2 各部分反力计算 (1) 1.1.3 衔铁各位置反力计算 (2) 1.2 选择电磁铁结构形式并确定设计点 (5) 1.3 电磁铁的初步设计 (6) 1.3.1 确定铁芯尺寸 (6) 1.3.2 计算线圈的匝数 (6) 1.3.3 初算线圈磁势 (6) 1.3.4 计算线圈的尺寸 (7) 1.3.5 分磁环设计 (7) 1.3.6 确定其它结构尺寸 (8) 1.4 性能验算 (10) 1.4.1 线圈电阻 (10) 1.4.2 计算衔铁闭合位置工作气隙磁通 (10) 1.4.3 计算衔铁闭合位置线圈电流 (11) 1.4.4 计算线圈温升 (13) 1.4.5 计算衔铁在设计点的气隙磁通 (13) 1.4.6 计算线圈感抗 (14) 1.4.7 计算线圈电流 (14) 1.4.8 计算线圈反电动势 (15) 1.4.9 计算工作气隙磁通 (15) 1.4.10 计算平均吸力 (15)
1.4.11 计算衔铁闭合位置最小吸力 (15) 1.5 计算电磁铁材料重量及经济重量 (17) 第二章计算机优化设计 (18) 2.1 准备 (18) 2.2计算机优化设计步骤 (18) 2.3计算机优化设计结果 (19) 2.4 反力特性和吸力特性曲线 (21) 第三章制图 (21) 3.1 制图要求 (21) 3.2 电磁铁总装配图 (21) 结语 (22) 附录电磁铁总装配图 (23) 参考文献 (24) 电器课程设计评分表 (25)
教科版第十一册第三单元第三课 《电磁铁的磁力（一)》教学设计 执教老师：锦峰实验学校杜清花 指导老师：锦峰实验学校卢雪蓉 邱惠婵 一、教材分析 《电磁铁的磁力》是教科版六年级上册《能量》单元第3课。对学生来说他们已经知道电磁铁的组成，并亲自验证了电磁铁的性质，本节课是让学生在原有的知识经验上，根据电磁铁的磁力大小与其结构有明显的联系，进行影响磁力大小因素的猜测与探究实验，这一课的重点是设计并完成对比实验——电磁铁磁力与线圈圈数多少关系用实验数据验证自己的假设——线圈圈数多电磁铁磁力大圈数少磁力小。通过对电磁铁磁力的研究，让学生经历一个完整的科学探究过程，通过这个探究活动来培养学生严谨的科学态度，自主合作的探究能力。同学们都希望做一个磁力很大的电磁铁，电磁铁的磁力大小与其结构有明显的联系，所以用实验寻找影响磁力大小的因素，适合学生心理需要和认知水平。本单元设计用两课时间让学生经历一个完整的过程。本课有两个活动： 1．作出我们的假设。在这一步骤中，要学生寻找所有影响电磁铁磁力大小的可能因素。并推测什么因素可能是影响最大的因素。 2．设计实验，检验假设。本节课安排全班共同检验一个假设：磁力大小与线圈圈数有关系。过程分为制定计划、交流计划、实施计划，重点思考如何在对比试验中控制条件的问题。扎扎实实经历这个过程不单是检验这个假设的需要，也为下节课学生更独立的检验其他假设打下基础。 二、学情分析 对比实验强调的是对变量的控制，早在四、五年级时学生就已接触过对比实验，学生对对比实验的设计方法也已基本掌握，因此本课指导设计对比实验的重点不是一步一步具体指导而是在学生自己设计的基础上引导学生考虑得更周密、更科学、更细致，从而使取得的数据更科学，更有说服力。六年级的学生已经具有一定的科学探究能力，由于本课的教学是在前两课的基础上进行教学的，对学生来说他们已经知道电磁铁的组成并且亲自验证了电磁铁的性质。所以本课教
电磁铁的设计计算 1原始数据 YDF-42 电磁铁为直流电磁铁工作制式为长期根据产品技术条件已知电磁铁的工作参数 额定工作电压UH=24V 额定工作电压时的工作电流IH ≤1A 2 测试数据 测试参数工作行程δ=1mm 吸力F=7.5kg 电阻R=3.5Ω 4 设计程序 根据已测绘出的基本尺寸通过理论计算确定线圈的主要参数并验算校核所设计出的电磁铁性能 4.1 确定衔铁直径dc 电磁铁衔铁的工作行程比较小因此电磁吸力计算时只需考虑表面力的作用已知工作行程δ=1mm 时的吸合力F=7.5kg 则电磁铁的结构因数 K = F／δ7.5／0.1=27 (1) 电磁铁的结构形式应为平面柱挡板中心管式 根据结构因数查参考资料，可得磁感应强度BP=10000 高斯 当线圈长度比衔铁行程大的多时,可以不考虑螺管力的作用,认为全部吸力都由表面力产生由吸力公式 F= （Bp/5000）2×Π／4×dc2 (2) 式中Bp磁感应强度(高斯) dc 活动铁心直径(毫米) 可以求得衔铁直径为 dc= 5800×F Bp = 5800×7.510000 =1.59cm=15.9mm 取dc=16 mm 4.2 确定外壳内径D2 在螺管式电磁铁产品中它的内径D2与铁心直径dc之比值n 约为2~ 3 ,选取n=2.7 D2=n ×dc=2.76×16=28.16 毫米(3) 式中D2 外壳内径毫米 4.3 确定线圈厚度 bk= D2?dc 2 ?Δ(4) 式中bk -----线圈厚度毫米 Δ------线圈骨架及绝缘厚度毫米今取Δ=1.7 毫米 bk= 28.16?16 2 ?1.7 =4.38毫米 今取bk=5 毫米 4.4 确定线圈长度 线圈的高度lk与厚度bk比值为β,则线圈高度
电磁铁教案 教学目标： 1、知道什么是电磁铁。 2、能够做一个电磁铁并能发现电磁铁与永久磁铁的异同点。 3、能通过探究实验，概括出电磁铁磁力大小与电池的数量、线圈的匝数有关。 教学重点难点： 重点：认识电磁铁的基本性质。 难点：探究影响电磁铁磁力大小的因素。 教学准备：电池、导线、铁钉、大头针、实验记录表 教学过程： 一、揭示课题 师：同学们，看（举起磁铁）还认识吗？它能干什么？（吸铁）演示吸桌上的回形针。 师：同学们，今天老师还带来了一个特殊的装置。老师让它吸大头针，它就吸；让它放，它就放。想不想见识一下？ 师演示电磁铁，吸、放大头针。（同时提醒学生注意观察，在什么时候吸大头针，什么时候放大头针。） 师：给它通电就能当磁铁用，真是奇怪！这个奇怪的家伙还没有名字呢？你能根据它的特点给它起个名字吗？（电磁铁）我们的科学家给它起的名字也叫电磁铁。 二、自制“电磁铁”——提出问题 1、师：小科学家们，想自已做一个电磁铁吗？ 2、教师介绍制作方法。 3、学生动手绕制电磁铁。 4、学生完成电磁铁后，测测能吸多少根大头针？
5、学生汇报吸回形针的个数。 6、（老师随机板书个数）怎么会有的吸的多，有的吸的少呢？ 三、作出猜测 师：那么电磁铁磁力大小与哪些因素有关呢？ 学生讨论，作出猜测。学生可能猜测：（1）线圈匝数；（2）电池节数；（3）导线粗细；（4）铁芯的粗细；（5）导线的长短……（师相机板书） 四、制订研究方案 1、过渡：要想验证我们的猜测，还得怎么办？（做实验）老师告诉你们，这个实验可难做了。稍有不注意，结果就会不准确。你们有信心做好吗？（学生齐声“有”） 2、那老师可得考考你们。选择一个因素让学生讨论研究方案。 3、汇报、讨论方案。师生提出补充修改意见。各组完善自己的方案。 五、实验操作 出示实验要求： （1）小组成员之间要互相合作，互相帮助； （2）认真研究发现问题并及时记录； （3）注意研究，结束或暂时停止时，要把电路断开。 学生选择材料实验。（教师参与小组活动并适时指导，注意普遍性） 六、汇报交流 1、小组代表上台汇报。（实物展示记录结果） 2、教师根据汇报相机板书。并总结出影响电磁铁磁力大小的原因。 七、拓展延伸 由于课堂时间有限，还有许多因素没有去研究，课后运用我们今天的探究方法，进一步研究我们所提出的其它的问题以及电磁铁的有关知识。
2019年五年级科学下册制作电磁铁教案湘教版 【教学目标】 科学探究： 模仿奥斯特的发现，对实验现象进行分析后提出合理猜想。 用自制电磁铁研究电磁铁的基本性质。 在玩电磁铁的过程中发现并提出问题。 会对自己要研究的问题提出简单的设想、方案或思路。 情感、态度价值观： 学习奥斯特认真、细致、努力的科学研究精神。 体验与他人合作有助于增进思考。 科学知识： 知道电能产生磁。 知道电磁铁由铁芯和线圈两部分构成，电磁铁通电产生磁性，断电磁性消失。 【教学重、难点】 重点：指导学生制定实验研究计划。 难点：做通电导线使指南针偏转的实验，能够通过分析建立解释；引导学生在“玩”中观察发现，提出新的问题。 第一课时 这一课时学生通过做通电直导线和通电线圈使指南针偏转的实验，进行分析建立解释模型，知道电流可以产生磁性。从而体验科学史上这一发现的过程，意识到留意观察、善于思考的品质的重要。 【教学准备】 1. 学生自备：一号电池 2. 教师准备：电池盒、小电珠、灯座、（铜芯）导线、指南针、铁屑等。 【教学建议】 磁的基本性质是三年级下册学习过的，教师在教学过程中引导学生适时复习回顾，有利于学生理解。 【教学过程】 方案一 一、谈话导入 1820年的一天，丹麦科学家奥斯特发现了一个有关电和磁的秘密。你们想知道这个秘密是什么吗？今天我们就一起来重现历史上那个伟大的时刻。 二、模仿奥斯特的发现
1. 奥斯特当年正在用一个简单的电路做实验，实验桌上还放着指南针，无意中奥斯特突然看到一个现象……你们想试一试吗？ 2.桌上有老师准备的材料。请你想一想怎样利用这些材料来模仿实验呢？ 3. 学生思考回答。老师依据学生设计实验的情况予以适当的指导。( 提示学生实验时要将小磁针与导线平行地放置在导线的下方或上方，然后接通电流，观察通电时小磁针N 极的指向有什么变化。) 4. 学生活动。 5. 你们有什么发现？你怎样解释这个现象呢？ 6. 现在你们认为奥斯特的猜想是什么？ 7．电流可以产生磁。那通电导线可以吸引铁吗？ 8．学生猜想后提供一些铁屑学生实验验证。 三、验证奥斯特的猜想 1. 奥斯特在发现了这个现象之后，连续几个月把自己关在实验室里继续研究，他又做了几百次类似的实验。其中就有这样一个实验：他把导线沿着同一个方向绕成圈，然后通上电，用它来靠近指南针。又会发现什么呢？ 2. 学生活动 3. 汇报：你们又有什么发现？在哪种情况下指南针偏转的角度大？ 四、总结拓展 1、经过这些实验之后，奥斯特虽然没有做出太多的解释。但是他却用铁的事实证明了：电可以产生磁。随后他的发现又得到了牛顿等科学家的进一步证实和发展。为我们解决了很多生活中的问题。 2、想一想：你今天带来的电池里还有电吗？能用什么方法检验？ 方案二 一、谈话导入 1820年的一天，丹麦科学家奥斯特正在用一个简单的电路做实验，实验桌上还放着指南针。无意中奥斯特突然看到一个现象……，从此揭开了电与磁关系的秘密！你们想知道这个秘密是什么吗？ 二、模仿奥斯特的发现 （一）复习回顾
以学定教，让探究活动更精彩 ——《神奇的电磁铁》教学设计 东城三小袁锦培 【教学内容】 义务教育课程标准实验教科书粤教版科学五年级上册P61－64。 【教材分析】 《神奇的电磁铁》是义务教育课程标准实验教科书五年级上册科学书中第十一课的内容。本课主要内容是让学生知道电能产生磁，以及电磁铁与磁铁的异同，电磁铁磁性的大小受哪些因素的影响。本课安排了两个学生实验：一是制作电磁铁；二是探究影响电磁铁磁性大小的因素。教材编排十分注重学生的科学探究能力培养和良好的情感态度的形成。其主要目的是使学生认识到科学就在我们身边，要善于发现、大胆猜测、勤于思考、勇于探索；使学生认识到在自然发生的条件下的观察，是发现科学原理的前提。从而对科学形成良好的情感态度。而意在于培养学生对科学的良好情感态度及科学探究的能力，使学生懂得科学研究是从问题开始的。 【学情分析】 “电磁铁”在学生的生活中应用非常广泛，身边可以找到许多实例。但是对于大部分学生来说，在身边的哪些电器应用了电磁铁了解的非常不够，因为学生根本不懂得什么是电磁铁。小学五年级的学生科学知识积累不多，特别是实验的机会比少、动手能力差，在教学过程中应重视探究性的学习方式，应教会他们的初步的实验探究的方法和步骤。小学生正处在生长发育阶段，好奇心比较强，凡事都想知道为什么。因此，在课前安排恰到好处的提问来吸引学生的注意力，提高学生学习科学的兴趣和积极性，由于本课内容较多，学生的年龄还小，大脑的兴奋性易疲劳，注意力时间比较短，因此在教学设计和教学活动中要不断变换教学方式给予刺激。 【设计理念】 1、以教师为主导，引导学生开展小组探究性合作学习，在合作中获取知识、技能，感情团队协作精神。 2、以学生为主体，引导学生经历“猜想——验证——结论”过程，帮助学生树立正确的科学结论观。 3、以实验为载体，借助简洁实验记录，有效提炼实验结论，培养学生的高级思维认知能
小学科学五年级下册实验优质课教案玩转电磁铁 汝州市钟楼街道办事处东关小学运旺 联系： 2013年5月15日
《玩转电磁铁》教案 汝州市钟楼街道办事处东关小学运旺 2013年5月15日 教学目标： 1、让学生了解电磁铁的构成和性质。 2、使学生知道电磁铁的原理，认识到电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，培养学生的动手实验能力。 重点：了解电磁铁有通电产生磁性、断电磁性消失的基本性质。 难点：电池节数越多，线圈圈数越多，电磁铁的磁性越强。 教学方法：本节课主要采用了小组合作探究的教学形式，即：发现问题→猜想假设→设计实验→实验→得出结论。 演示实验材料：小电机、小平口螺丝刀、铁钉、漆包线、电池、砂纸、电铃、电脑打铃器等。 分组实验材料：每组1只铁钉、1根漆包线、2节电池、10个大头针等。 教学过程： 一．观察与提问 同学们，很多同学都玩过电动玩具车，知道电动玩具车是靠小马达带动的，小马达也叫电动机。（出示一只小电动机）这就是一只小电动机。你想知道它通上电以后为什么会转动吗？ 师：下面我们把小电动机拆开了，看看里面什么样。 老师演示实验——拆电动机，展示各个部件，讲解各个部件的名称和作用。
讲解：我们知道，小电动机里有磁铁、线圈和铁芯。在小电动机里有三个这样的线圈，这些线圈在使用时会通上电。 设问：线圈通电与电动机的转动有没有关系？下面我们通过实验来寻找答案吧。 二．猜想与验证 讲解：我们来做个类似的线圈。做线圈的用到的材料是铁钉、漆包线，用铁钉作铁芯，在铁芯上缠上漆包线。漆包线是细铜导线，外面包有绝缘漆，绝缘漆是不能导电的，在电动机里用的也是这种漆包线。使用的时候，要把导线两端的绝缘漆刮下来，露出里面的铜线，才能接通电流。在实验前，老师已经把线头的绝缘漆都刮掉了，只要把它和电源的两端接通就能通电了。 制作线圈的方法是：从铁钉的一端开始，把漆包线缠绕在铁钉上。在铁钉上缠绕一圈叫一匝（板书“1匝”），我们在铁钉上缠绕30匝，做一个30匝的线圈（边讲边演示），大家也一起来做一做吧。 学生制作线圈。 提问：现在我们把这个线圈的两个线头与一节电池的两极接通，给这个线圈通电，用铁钉的一端靠近大头针，看看能不能把大头针吸起来。断开电池后，看看还能不能把大头针吸起来。 三．实验：电磁铁的磁性 谈话：请各组同学做一下这个实验。能不能把大头针吸起来。注意每次通电时间不能太长，不要超过10秒钟，以免电池发热，损坏电池。 学生实验，汇报。 讲解：线圈通电后能够吸起大头针，就是说，它像磁铁一样，有了磁性，它的磁性是因为通电产生的，断了电，磁性就消失了，所以我们把这种中间插有铁芯的线圈叫做电磁铁。今天我们一起来学习第2课：玩转电磁铁。（板书课题：2玩转电磁铁）
《电磁铁及其应用》教学设计 一、教学目标 （一）知识与技能 1．能描述电磁铁，说明电磁铁的工作原理。 2．通过实验探究知道电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。 3．能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。 （二）过程与方法 通过阅读说明书和观察电磁继电器，知道如何使用电磁继电器，会说明电磁继电器在实际电路中的工作过程。 （三）情感态度和价值观 通过认识电磁铁的实际应用，加强物理与生活的联系，提高学习物理的兴趣。 二、教学重难点 本节内容是“电生磁”知识的延续与应用，简单讲电磁铁就是带有铁芯的通电螺线管，利用铁芯使磁性增强。电磁铁在实际中应用广泛，如本节中的涉及的电磁继电器、电铃和自动控制电路等，所以本节重点是研究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，既是为后面的应用服务，也体验了实验探究的过程，强化利用实验得出结论的能力。电磁铁与永磁体相比具有磁性可控、磁极可控的优点，电磁继电器利用了电磁铁磁性的有无可以利用电流的有无来控制这一特点。通过对电磁继电器工作原理的了解，掌握利用低压控制高压、弱电流控制强电流的方法。虽然电磁继电器在很多用电器中有广泛应用，但学生独立接触电磁继电器的机会较小，很难单独来研究它的工作过程，所以利用挂图、模型等了解电磁继电器的工作原理及其应用是本节教学的难点。 重点：实验研究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。 难点：电磁继电器的工作原理及其应用。 三、教学策略 电磁铁的学习可以从通电螺线管开始，因为电能生磁，但通电螺线管的磁性很弱，在实际中应用较少，通过实验使学生认识到在螺线管中插入铁芯的方法可以增强磁性，从而提出研究电磁铁的意义。对比电磁铁与磁铁的优缺点，得出电磁铁的磁性可以利用电流来控制，不仅可以控制磁性的有无，还可以控制磁极、磁性的强弱等，继而提出电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的探究问题。在实验中利用学生的分组实验，绕制电磁铁进行实验，要利用到转化的物理方法、控制变量的思想等，既培养了学生的实验方法，又提高了学生动手能力。通过实验得出电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数等因素有关；电磁铁的磁极与电流的方向有关。电磁继电器在实际应用中虽非常广泛，但学生直接接触的比较少，比较陌生，可以从图片、视频等入手，使学生对电磁继电器有初步印象，它可以用于控制电路中，相当于一个开关，只是利用低压控制高压、弱电流控制强电流，所以电磁继电器使用中大多要用到
电磁铁设计计算书 河北科技大学电气工程学院 张刚 电磁铁设计中有许多计算方法，但有许多计算原理表达的不够清晰，本人参照“电 磁铁设计手册”一书，对相关内容进行了整理补充，完成了一个直流110V 拍合式电磁铁的计算。 设计一个拍合式电磁铁，它的额定工作行程为4mm ，该行程时的电磁吸力为0.8公 斤，用在电压110V 直流电路上，线圈容许温升为65℃。 1) 初步设计 第一步：计算极靴直径 电磁铁的结构因数为： 0.8 2.2F K φδ = = ≈ 查空气气隙磁感应强度与结构因数的经济表格，如下图所示： 从图中可查得，气隙磁感应强度最好取为p B =2000Gs 。 极靴的表面积为： 2 2 2500050000.852000n p S F cm B ????==?= ? ? ????? 极靴直径为： 445 2.52 3.14 n n S d cm π ?= = = 取n d =2.5cm ，则2 4.9n S cm =。磁感应强度p B 增加为2040Gs 。 第二步，计算铁芯直径 材料采用低碳钢，其磁感应强度取cm B =11000Gs ，漏磁系数σ取2，则：
222040 4.9 1.1811000 p n cm cm B S S cm B σ??= = = 铁芯直径为： 1.52c d cm = = = 取 1.5c d cm =，则2 1.77cm S cm = 第三步，计算线圈磁动势 线圈的磁动势NI 为工作气隙磁动势、铁芯磁动势和非工作气隙磁动势的和，记 为： ()()()cm n NI NI NI NI δ=++ 计算中，可取： ()()()cm n NI NI a NI += 这里a=0.15~0.3,也就是铁芯磁动势和非工作气隙磁动势的和约占总磁动势的 15%~30%。 因此，线圈的磁动势应为： ()()() 42 7 102040100.4109321141010.3p p B B NI a a δ μδμπ---????==?=≈--?-安匝 系统一般要求电压降到85%U n 时仍能正常工作，在额定电压U n 下的磁动势为： ()1 10950.85 NI NI = =安匝 计算温升时，一般取额定电压U n 的1.05~1.1倍，此时的磁动势为： ()2 1.051150NI NI =?=安匝 第四步,计算线圈尺寸 1)推导计算线圈厚度公式 线圈的温升公式为： m P S θμ= ? 这里： θ：温升，单位℃； P ：功率，单位W ； m μ：线圈的散热系数，单位2/W cm ?℃；
《电磁铁》教学设计 教材分析： 学生的知识基础是三年级“磁铁”以及上一课时“电和磁”相关知识。电磁铁是利用电流的磁效应使铁芯磁化而产生磁力的装置。电磁铁是电生磁的最直接应用，电磁铁结构简单、制作容易、呈现的现象有趣，可以开展适合学生水平的多种研究。 科学概念 、电磁铁具有接通电流产生磁性,断开电流磁性消失的基本性质。 、改变通过电磁铁中的电流方向(电池的正负极连接和线圈绕线方向)会改变电磁铁的南北极。 过程与方法: 制作铁钉电磁铁 做研究电磁铁的南北极的实验 情感、态度、价值观： 养成认真细致、合作进行研究的品质。 教学重点： 制作铁钉电磁铁；改变电池正负极接法或改变线圈缠绕的方向会改变电磁铁的南北极。 教学难点： 控制一定变量，做研究电磁铁南北极的实验，通过分析推理，帮助学生建立“改变电池正负极的连接方法或改变线圈缠绕的方向会改变电磁铁的南北极”这一科学概念。 教学准备： 、为小组准备：多股绝缘胶线、大头针、大铁钉、指南针等 、教师演示：号电池一节，线圈一个，指南针一只，大头针若干根，磁铁一块，电脑课件等。 教学过程：
一、导入 实物磁铁出示：这是什么？（磁铁）它有什么性质？（能吸铁，有南北极等）实物投影演示：磁铁吸大头钉 实物铁钉出示：这是什么？铁钉能吸铁吗？实物投影演示（不能）我现在给它化一下妆，看有什么变化？师快速绕电磁铁。（能吸大头钉了）这是为什么呢？（学生猜测电能产生磁） 你们看到的像这样由线圈和铁芯组成的装置就叫电磁铁。今天我们就来学习六上能量单元的第二课《电磁铁》板书课题。你们想研究它吗？想研究它什么？ 要想研究它，先要制作它 二、制作铁钉电磁铁 在铁钉上绕线圈。 用有绝缘皮的导线在大铁钉上沿一个方向缠绕，导线两头留出厘米左右做引线。固定导线两头，以免松开。 师边演示，边讲解：先固定一头，留厘米做引线。可以顺时针，也可以逆时针绕，排列要紧密，不重叠。 实验提示： （）朝着同一个方向绕导线。 （）要将绕在铁钉上的线圈两头固定好。 （）制作完成后，要通电试试是否制作成功。（师问：怎样证明自己的电磁铁是否具有磁性？） （）断开电源后，电磁铁还有磁性吗？为什么？（介绍磁化现象：电磁铁的铁芯是软铁，断电后磁性完全消失，我们使用的铁钉不是很软的铁，断电后有明显的剩余磁性）（）因为用的导线较短，这个电磁铁是很耗电的，不要把它长时间接在电池上。 （）活动后电磁铁不要拆。 看明白了吗？会制作了吗？请一位来试试。学生活动
目录 引言 (1) 1 概述 (2) 1.1 基本公式及概念 (2) 1.2 一个简单电磁铁产品的结构图 (6) 1.3 电磁铁的结构形式 (7) 2直流电磁铁的设计要求 (9) 3 直流电磁铁的设计与计算 (10) 3.1 电磁铁设计点的选择 (10) 3.2选择电磁铁的结构形式 (11) 3.2.1用结构因数选择电磁铁的结构形式 (11) 3.3 直流电磁铁的初步设计 (12) 3.3.1 决定铁心半径和极靴半径 (12) 3.3.2 计算线圈磁通势 (13) 3.3.3 计算线圈高度及厚度 (14) 3.3.4计算线圈导线直径及匝数 (16) 3.4 计算极靴、衔铁和铁轭的尺寸 (16) 3.5 电磁铁草图 (18) 4 电磁铁性能验算 (19) 5结论 (22) 心得体会 (23) 参考文献 (24)
引言 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁。我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化。另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，由于它的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。
电磁铁设计
直流电磁铁设计
直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B= S Φ （T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H= L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr =0 μμ 5、 磁通Φ= M R NI 磁阻R M = s l μ 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。
6、磁感应强度的定义式B= qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=2 1μ0nI 。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。
我们的目的是使Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 A K1= A A：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。11、结构系数Kφ 每一类型的电磁铁，都有一定的吸力和行程。按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻。一般来说，长行程的电磁铁比短行积的电磁铁长，吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大。 为了按最小材料消耗率比较电磁铁，引入结构系数K J这个判据。
小学科学《电磁铁》教学设计（创新性成果） 内容分析 电磁铁是利用电流的磁效应使铁芯磁化产生磁力的装置。电磁铁是电生磁现象的最直接应用，电磁铁也广泛应用在各种用电器中，电磁铁结构简单、制作容易，呈现的现象有趣，探究电磁铁的性质是一个对学生进行科学启蒙，培养科学兴趣的良好契机。 教学目标 1．科学概念 电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质。 改变电池正负极接法或改变线圈绕线的方向，会改变电磁铁的南北极。 2．过程与方法 知道电磁铁的基本性质，能够根据所给材料制作一个电磁铁。 能够做电磁铁的磁力大小跟哪些因素有关的实验。 能选择适当方式表达对电磁铁磁力大小的研究结果。 3．情感、态度、价值观 了解电磁铁的应用，能主动对电磁铁现象进行研究，体会探究乐趣。 养成认真细致、合作进行探究的品质。 教学重点、难点 重点：发现电磁铁的基本性质，发现电磁铁具有南北极并可改变的特点。 教学难点：制作电磁铁，探究影响电磁铁磁力大小的因素。 教师准备：电池、铁钉、带绝缘皮的导线、大头针。 教学方法：观察、实验、分析、归纳、概括 教学过程： 导入新课： 一．自行发现问题： 1．出示课题（板书电磁铁） 2．提问： 师：通过上节课的学习，我们认识了磁铁，知道了磁铁很神奇，具有磁性，能吸起铁质物体，如：大头针、小铁钉，订书针等。（教师演示吸起订书针的情景） 师：（老师出示一根铁钉）你们看老师今天带来了一根铁钉，它能吸起这些大头针吗？ 生1：不能 师：为什么？ 生：铁钉就是铁钉啊 师：光凭嘴说可不行，还是让我们来试试。（实验）哎呀，真的吸不起来，铁钉就是铁钉没有磁性，当然不能吸起铁性物质。 生2：能 师：你来，请你上来帮我用这根铁钉把这些大头针吸起来。 生2:实验 师：吸得起来吗？ 生2：吸不起来 （后面同生1师生问答） 师：不过有一种力量很神奇，那就是科学！它能让这些铁钉带上磁性吸起大头针，你们相信吗？
电磁铁教案 【教学目标】 1．知识与技能 ●了解什么是电磁铁。知道电磁铁的特征和工作原理。 ●了解影响电磁铁磁性强弱的因素。 2．过程与方法 ●经历探究电磁铁的过程，体会控制变量的方法。 ●体会交流和评估在科学探究中的重要作用。 3．情感态度与价值观 ●体验探索科学的乐趣，培养主动与他人交流合作的精神。 ●认识物理在生活、生产、科学技术的广泛应用，激发学习物理的积极 性。 【教学重难点】 重点：培养学生设计实验，交流评估的能力。 难点：培养学生科学设计实验方案，大胆交流评估的能力。 【教学方法】 探究、实验、讨论法 【教学器材】 投影仪、PowerPoint课件、实物展台、电脑演示实验仪器电源 (6V)，开关，滑动变阻器(20Ω 2A)，电流表，一盒大头针，两个线圈匝数相同、铁芯粗细不同的电磁铁，导线，匝数可变的电磁铁。分组实验仪器电源(6V)，开关，滑动变阻器(20Ω 2A)，电流表，一盒大头针，导线8根，
课前发给每组学生：4寸大铁钉两个， 5mm漆包线1.5m一根，0.75m 一根。 教学流程图 教学程序内容与教师活动学生活动设计依据 一、引入新课(2分钟) 分别在竹筷和铁钉上紧密绕上电线或漆包线，用它们分别吸引大头针师：上节课，老师布置各组同学分别制作两个线圈匝数不同的电磁铁，都做好了吗？老师检查一下。（鼓励表扬做得好的） 师：谁能说说你是怎样制作的？ 师：你知道电磁铁是由哪两部分构成的吗？（板书：1.构成：线圈+铁芯）师：线圈插入铁芯后磁性大大增强，这节课我们就通过实验来研究电磁铁。 二、进入新课，科学探究 (3分钟)师：现在就请同学们试着把其中一个电磁铁连入电路，看你制作的电磁铁能不能吸引大头针，能吸多少。同组同学可以先讨论如何连，再动手操作。（师巡回，对确实有困难的指点，强调连接电路开关要断开。） 师：哪组做完了，请告诉老师你们组吸引大头针的个数，并说明用的是线圈匝数多的还是线圈匝数少的。（记录三组数据在黑板上） 师：同学们都做完了吗？请断开开关。你们制作的电磁铁都能吸引大头针吗？在实验中你们有没有发现什么问题？（提示学生回答并板书：2. 特性：磁性有无通断电） 师：吸引大头针数量不同表明什么？
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1．2m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：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1．2m细漆包线在另一大铁钉上绕了80匝制作了另一个电磁铁。 1
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： （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。） 2