《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。
《玩转电磁铁》教案 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。 教学重难点： 了解电磁铁有通电产生磁性、断电磁性消失的基本性质。电池节数越多，线圈圈数越多，电磁铁的磁性越强。 教学过程： 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。 教学演示：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。 一、观察和提问 观察小电机的内部结构，提出问题，进行研究。 二、猜想与判断 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2 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。 一、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。 二、学生实验、报告 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）
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。
教科版小学六年级上册科学第三单元 第3课《电磁铁的磁力（一）》教学设计教学导航 【教材分析】 本课教材是教科版上册第三单元能量的第三课。第一课电和磁，让学生发现“电能生磁”这一基础知识，第二课电磁铁，让学生理解“电能生磁”在电磁铁中的应用。电磁铁广泛应用于绝大多数的电器中，所以本课电磁铁的磁力(一)与下节课电磁铁的磁力(二)，进一步引导学生研究影响磁力大小的因素。本课有两个活动：一、作出我们的假设，假设影响磁力的因素；二、设计实验，检验假设。通过科学探究活动，来培养学生严谨的科学态度，自主合作的探究能力，也为下节课学生更独立地检验其他假设打下基础。 【学情分析】 本课的学习对象是六年级学生，已经经历了几个学期对科学的探究学习，在独立思考、合作探究以及动手实验都有一定的基础。同时也因其主观能动性，对未知的事物有着强烈的好奇心。然而对于完整的科学探究、实验活动还处于不成熟的状态。因此，本节课将因势利导，指引学生独立思考、合作探究实验。让学生经历一个自己的完整科学探索活动，在成功中体验快乐、在快乐中进行科学探究。 【教学目标】 【科学概念】 1、知道电磁铁的磁力大小能改变的。 2、知道电磁铁的磁力大小与线圈的圈数有关：圈数少磁力小，圈数多磁力大。 3、知道电磁铁的磁力大小与电流的大小有关：电池多磁力大，电池少磁力小。 【过程与方法】 1、能有依据地进行假设，找出可能影响电磁铁磁力大小的因素，如导线的圈数、电流的大小、铁钉的粗细、导线的粗细等。
2、能识别变量设计对比实验，会控制变量验证线圈圈数和电流大小对磁力大小的影响。 【情感、态度、价值观】 1、能大胆想象，有根据地假设。 2、能以严谨的科学态度作检验假设的实验。 【教学重点】 能控制变量检验线圈圈数和电流大小对电磁铁的磁力大小影响。 【教学难点】 设计并完善线圈圈数、电池数量和电磁铁磁力的关系的实验。 【教学准备】 教师准备：演示用电磁铁、电磁铁的构成部分的图片、教学课件。 学生分组准备：电池、导线、铁钉、实验报告单。 【课时安排】 1课时 教学过程 一、创设情境，导入新课 1.认识电磁铁：（1）同学们，老师手上有两样材料，是什么？（导线、铁钉）如果把导线缠绕在铁钉上，会有什么奇迹出现呢？看制作电磁铁的微课。 （2）视频中的这个装置叫什么？（板书：电磁铁）它有几部分组成？有什么性质？ 2.制作电磁铁：想不想像视频中那样制作一个电磁铁？学生制作电磁铁。真的能吸起铁制品吗？学生演示，教师演示。（教师的电磁铁的圈数必须和学生演示的圈数有明显的不同）你有什么发现？——吸起的大头针数量不同。为什么吸起的大头针数量不一样多？——两个电磁铁绕的圈数不一样。将不一样的电磁铁放在相应的大头针旁边比较。 3.聚焦研究主题。这节课咱们就来研究电磁铁的磁力大小与线圈圈数的关系。（板书：磁力大小，线圈圈数）
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。
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。
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 ?℃；
自制电磁铁教案 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
科学湘教版五年级下册制作电磁铁 教 学 教 案 新宅里完小 执教者：龚嘉 制作电磁铁
自制电磁铁 一.教学目标 1.让学生初步认识到，通电的导线会产生磁性，断电后导线的磁性会消失 2..通过视频的观看，学生能自制电磁铁 二．教学重点及难点 1.通过教师的引导，学生能找到验证磁性的方法 2.课后能自制电磁铁 三．教学准备 制作电磁铁的视频 四．教学过程 1.设问导入 丹麦的物理学家奥斯特在一次实验中，偶然给一个指南针放在了通电的导线旁边，这时他发现了一个很惊奇的现象，同学们你们知道这惊奇的现象是什么吗？ 学生自由交流后，教师指名回答。通过指南针偏转的现象，在教师的引导下得出，通电的导线会产生磁性，断电后导线的磁性会消失。 2.观看视频初步了解
过渡，同学们我们知道，通电的导线会产生磁性，断电后导线的磁性会消失。那么我们能自制一个电磁铁吗？如果能，我们需要哪些材料，制作的时候有哪些注意事项，然后又要具备哪些必要条件，制作了电磁铁后又如何验证电磁铁产生的磁性？我们带着这些问题观看一个视频。 教师播放制作电磁铁的视频 3.归纳总结 视频结束后引导让学生完成以下的表格。 4.课堂总结 通过这堂课我们知道了通电的导线会产生磁性，断电后导线的磁性会消失，我们利用这个原理能自制一个电磁铁
五.板书设计 1.磁场与电的关系：A.通电---磁场产生 B.通电---磁场消失 2.制作电磁铁 六.课时作业 每四个人合作制作一个电磁铁，并完成以下的表格
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
电磁铁 教学目标： 过程与方法 ●能够根据所给的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； ●能够对电磁铁的两极变化进行探究。 知识与技能 ●知道什么是电磁铁； ●知道电磁铁的磁力大小与电池的电量、导线缠绕的圈数有关； 情感、态度与价值观 ●积极主动地研究电磁铁，体会探究的乐趣； ●乐于合作与交流。 教师准备：导线、铁钉（用火烧过的）、回形针、指南针、电视资料 学生准备：电池 教学过程设计 一、制作电磁铁4+6 （出示一包木屑与回形针的混合物） 1．导入：今天老师不小心把一些回形针掉到了一包木屑里，同学们有什么办法能快速的分开它们？ 学生可能提出用磁铁把大头针吸上来。 （注：用水分，用火分，用筛子分，用磁铁分等） （评：你真聪明。你能会动脑筋。你的这个方法很棒。） 2．同学们的方法很好。（鼓励）还有没有其他的方法？老师还有一种办法。睁大你的眼睛。演示（像魔术师一样）： （将一个电磁铁放在盒子中，启动电磁铁，吸引回形针） 刚才我们看到的这个魔术其实就是我们今天要学习的电磁铁。（板书） 同学们看一看，这个装置有那几个部分组成的呢？（观察） 1、导线 2、铁芯 3、电池 4、开关（板书）（交流） 电磁铁在什么状况下会产生磁性呢？（讨论1分钟） 3、学生交流 你想不想也拥有这样神奇的电磁铁呢？你知道怎么做的吗？各组讨论一下交流各组的意见教师小结：出示示意图讲解 【1、指导电池放置的位置】 【2、指导线圈绕的方式。（同一方向和整齐）】 【3、电路的连接方法。（电池→开关→缠绕导线的铁芯）】 【4、让我们填写好我们的实验报告单，注意在本小组中分配好工作，还要注意报告单上面有五角星的操作步骤。】 4．学生尝试制作并验证电磁铁吸铁。请同学记得自己绕了多少圈？（为了提高效果，最好不要少于40圈）吸引了几个回形针. 学生实验报告单（一） 4、学生报告自己的实验报告，教师询问多个小组（4组） （板书学生绕制的圈数和吸引回形针的数量。） 二、研究电磁铁的磁力大小跟哪些因素有关6+15
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。
电磁铁的设计计算 一. 电磁铁的吸力计算 1. 曳引机的静转矩 T=[（1-φ）Q ·g ·D/（2i ）]×10-3 式中：φ-------对重系数（0.4-0.5） g---------重力加速度 9.8m/s 2 i----------曳引比 Q---------额定负载 kg D--------曳引轮直径 mm T=[（1-Text1(3)）×Text1(0) ×9.8×Text1(1)/（2×Text1(2)）]×10-3 = Text1(16) Nm 2. 制动力矩 取安全系数S=1.75-2 取S= Text1(5) Mz=S ·T= Text1(5)×Text1(16)= Text1(6) Nm 3. 电磁铁的额定开闸力 u--------摩擦系数 0.4-0.5,取0.45； Dz------制动轮直径 Dz= Text1(8)mm F N = ) 321(103 1L L L uD L M Z Z ++? = Text1(6)×Text1(11)×103/(Text1(7)×Text1(6)×Text1(9)) = Text1(12)N L1，L2，L3所示详见右图 4. 电磁铁的过载能力 5.11=N F F F1----电磁铁的最大吸力； 5. 所需电磁铁的最大吸力 F1=1.5F N =1.5×Text1(12)= Text1(13)N 6. 电磁铁的额定功率 1021 F P == Text1(14) W 7. 电磁铁的额定工作电压，设计给定 U N =110 V 8. 额定工作电流 N N U P I == Text2(13) A 9. 导线直径的确定 （电密 J=5—6 A/mm 2 ） J= Text2(1) A/mm 2 裸线 J I d N π4'0== Text2(12) mm 绝缘后导线直径 d ’ = Text2(6) mm 10. 衔铁的直径（气隙磁密 B δ=0.9-1T ）取B δ= Text2(2) T
电磁铁的设计计算 一.电磁铁的吸力计算 1.曳引机的静转矩 T=[（1-φ）Q·g·D/（2i）]×10-3 式中：φ-------对重系数（0.4-0.5） g---------重力加速度9.8m/s2 i----------曳引比 Q---------额定负载kg D--------曳引轮直径mm T=[（1-Text1(3)）×Text1(0) ×9.8×Text1(1)/（2×Text1(2)）]×10-3 = Text1(16) Nm 2.制动力矩取安全系数S=1.75-2 取S= Text1(5) Mz=S·T= Text1(5)×Text1(16)= Text1(6) Nm 3.电磁铁的额定开闸力 u--------摩擦系数0.4-0.5,取0.45； Dz------制动轮直径Dz= Text1(8)mm F N = = Text1(6)×Text1(11)×103/(Text1(7)×Text1(6)×Text1(9)) = Text1(12)N L1，L2，L3所示详见右图 4.电磁铁的过载能力 F1----电磁铁的最大吸力； 5.所需电磁铁的最大吸力 F1=1.5F N =1.5×Text1(12)= Text1(13)N 6.电磁铁的额定功率 = Text1(14) W 7.电磁铁的额定工作电压，设计给定 U N =110 V 8.额定工作电流 = Text2(13) A 9.导线直径的确定（电密J=5—6 A/mm2）J= Text2(1) A/mm2 裸线= Text2(12) mm 绝缘后导线直径d’ = Text2(6) mm 10.衔铁的直径（气隙磁密Bδ=0.9-1T）取Bδ= Text2(2) T
电磁铁电磁继电器教案 【核心素养】 通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥妙，培养学生的学习热情和态度，初步领会探索物理规律的方法；通过了解物理知识的实际应用，认识科学发明就在我们身边，认识科学及其相关技术对社会发展、人类生活的影响，提高学习物理的兴趣。 【教学目标】 1．知道什么是电磁铁； 2．知道电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关； 3．了解电磁铁在生活中的应用； 4．知道电磁继电器及其构造和工作原理。 【教学重点】 电磁铁的特性和应用、电磁继电器的构造和工作原理。 【教学难点】 电磁铁的特性、电磁继电器的工作原理。 【教学准备】 教师准备：自制多媒体课件、电磁铁、电磁继电器、大铁钉、漆包线（5m）、开关、导线、电源、滑动变阻器、大头针、电铃等； 学生分组：电磁继电器、铁钉、漆包线（5m）、开关、导线、电源、滑动变阻器、大头针等 【教学过程】
（2）实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素 （3）电磁起重机对于外形相同的螺线管，电磁铁磁性的强 弱影响因素有哪些？ （优教提示：请打开素材“新知讲解：影响电磁 铁磁性强弱的因素”） 1.改变电路中的电流大小： 结论：匝数一定时，通入的电流越大，电 磁铁的磁性越强。 2.改换不同匝数的螺线管： 结论：电流一定时，外形相同的螺线管匝 数越多，电磁铁的磁性越强 【视频播放】 电磁铁的实际用途很多，最直接的应用之 一就是电磁起重机 你还知道电磁铁的哪些用途？ 磁悬浮列车简介： 1.电流大小 2.线圈外部形状 3.线圈匝数多少 …… 动手操作，观察体验。 观察现象： 1.电流大的电磁铁吸 引的铁钉数目多、磁 性强 2.匝数多的电磁铁吸 引的铁钉数目多、磁 性强 （设计意图：通过实 验现象，感受知识的 推理过程，并学会控 制变量法和转换法的 科学研究方法。） 仔细观看视频，了解 并思考电磁铁的应用 原理 回答预设：电动机、 发电机、洗衣机、电 冰箱、电铃等
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
电磁铁教学设计 桑枣一小：周健教学目标: 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。 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、合作进行探究的品质。 教学重点：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：探究电磁铁南北极发生变化与哪些因素有关。 教学准备：师生每人准备：有绝缘皮的导线两根、橡皮筋四根、大头针若干、1号电池1节、铁钉2枚、小磁针1个。 教学过程： 一、活动导入 通过转移大头针的活动导入新课揭示课题。 二．制作铁钉电磁铁并探究其基本性质。 1、在铁钉上绕线圈制作电磁铁。 2、测试电磁铁填写实验报告单一。 3、汇报看到的实验现象，并作出合理的解释。 三．电磁铁南北极的研究。 1、猜一猜：电磁铁有南北极吗？
2、交流验证方案,确定测试电磁铁南北极的方法。 3、学生动手操作，借助小磁针开展研究，并填写实验报告单二。 4、小组汇报本组电磁铁南北极情况。 5、观察各组的数据，发现了什么？（南北极有不一样的情况） 6、猜测：可能是什么因素影响了电磁铁的南北极呢？ ①与电池的正负极接法有关；②与线圈绕线方向有关 7、这些都只是我们的猜测，但真的有关系吗？我们还需要用实验来证明。（关注点：每次只改变一个因素；多次实验，及时记录。） 8、学生分组研究并记录，完成实验报告单三，教师巡视。 9、交流研究现象和结果。 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。 四．回顾知识，总结。 1、比较磁铁和电磁铁有哪些不同的地方。 2、电磁铁南北极可以改变那你们觉得电磁铁的磁力能不能改变呢？板书设计 电磁铁 通电产生磁性 断电磁性消失 改变电池的正负极接入方向 改变线圈缠绕的方向 电磁铁的基本性质 改变电磁铁的南北极
一、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. 电磁铁有许多优点：电磁铁磁性的有无可以用通、断电流控制；磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数来控制；也可改变电阻控制电流大小来控制磁性大小；临朐昌盛磁电它的磁极可以由改变电流的方向来控制，等等。即：磁性的强弱可以改变、磁性的有无可以控制、磁极的方向可以改变,磁性可因电流的消失而消失。 电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车、电磁流量计等。电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁──主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。（2）起重电磁铁──用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。（3）制动电磁铁──主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。（4）自动电器的电磁系统──如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。（5）其他用途的电磁铁──如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。
二、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 = 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 1 μ0nI 。 8、磁效率 图1-1 电磁铁工作循环图
小学六年级科学《电磁铁》教学设计 学习内容： 知道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。 重点难点： 理解影响电磁铁南北极的因素 过程与方法： 通过制作铁钉电磁铁和实验知道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；做研究电磁铁南北极的实验明白电磁铁的南北极可以通过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。情感、态度、价值观： 养成认真细致、合作研究的品质。 教具准备： 电源装置两套、漆包线两条、铁钉两个、电磁铁装置一组、大头针一盒、磁铁一个 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，一个盒子中装有大头针），知道大头针是什么做的吗？(铁)
师：有什么办法把大头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大头针。（用磁铁） 师：好，你来示范一下。 2、学生示范，（出现问题，大头针被磁铁吸了上来，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！同学们想知道它是怎么制作出来的吗？ 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制作：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。（提醒学生：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。） 制作完毕后教师提问： 师同学们，你们学会制作了吗？大家是不是发现这个装置通上电之后就变成磁铁了？ 生：是。