第二十章电与磁1．了解简单的磁现象，知道磁极间的相互作用，了解磁化．2．知道磁体周围存在磁场；知道磁在日常生活、工业生产和科研中的重要应用．3．知道存在地磁场．4．认识电流的磁效应，初步了解电与磁之间的联系．5．知道通电导体周围存在磁场，会根据安培定则判断通电螺线管的磁极或电流方向．6．知道电磁铁的特性和工作原理；了解影响电磁铁磁性强弱的因素．7．了解电磁继电器的结构和工作原理．8．了解磁场对通电导线的作用；了解直流电动机的结构和工作原理．9．知道电磁感应现象，知道发电机的原理．本章主要讲述磁现象、电流的磁场、电磁铁及其应用、电动机、电磁感应现象及其应用．本章从生活中常见的磁现象出发，介绍磁的一些基本知识，通过活动感知特殊的物质“磁场”的存在．在已有电学知识的基础上，探究“电生磁”和“磁生电”的关系，本章知识在技术上有着广泛的应用，“电动机”“发电机”“电磁继电器”等工具对现代社会有着深远的影响．本章学习过程中需掌握十六个主要概念、一条规律、一个定则、一个性质、一个规定、两个基本特点、六个基本原理、三个探究实验．十六个主要概念：磁性、磁极、磁化、磁体、磁场、磁感线、地磁场、磁偏角、电流的磁效应、电磁铁、电磁继电器、换向器、线圈平衡位置、电磁感应现象、交流电、直流电；一条规律：磁极间相互作用规律；一个定则：安培定则；一个性质：磁体具有指向性．一个规定；磁极方向的规定．两个基本特点；通电螺线管磁场的特点、电磁铁的特点，六个基本原理：电磁铁工作原理、电磁继电器工作原理，磁场对通电导线的作用原理、电动机工作原理、电动机制作原理、发电机制作原理；三个探究实验：通电螺线管的磁场是什么样的，研究电磁铁、什么情况下磁可以生电．学生前面已经学习了电学的相关知识，为本章学习电流的磁效应，探究“电生磁”与“磁生电”的关系奠定了基础．磁现象是很普遍的现象，学生在小学科学课上已有了初步的认识．电动机、发电机的有关知识与学生日常生活比较贴近，这让学生有了较强的探究欲望，但由于本章的理论性强、专用术语多，加之日常生活中只对其有表面的粗浅认识，给学生的学习带来一定的困难，尤其是关于磁场、地磁场、磁感线及电动机、发电机的工作原理等知识比较抽象，更是学生学习的难点．1．本章的物理概念、规律较多，学生不易理解，最好在教学过程中都让学生通过亲自动手实验概括得出，让学生亲身体验和感悟．并让学生自己通过实验、观察、归纳概括出规律．2．本章知识在技术上有着广泛的应用，电动机、发电机、电磁继电器等工具对现代社会有着深远的影响，因此在讲授本章知识时，应多加联系．3．本章在知识深度要求上虽然难度有所下降，但多数知识比较抽象难懂，应让学生注意概念的理解，充分发挥想象力．第1节磁现象磁场知识与技能1．知道磁体、磁极的概念；2．知道磁极间的相互作用规律；3．知道用磁化的方法可以使一些物体获得磁性以及生活中的一些磁化现象．4．知道磁体周围存在磁场，知道地球周围有磁场以及地磁场的的南北极．过程与方法通过参与科学探究活动，观察磁体间的相互作用，从而感知磁场的存在．情感、态度与价值观通过了解我国古代对磁的研究所取得的成就，进一步提高学生学习物理的兴趣．重点1．知道磁极间的相互作用规律．2．知道磁场的存在．难点如何认识磁场的存在．教师：条形磁体、蹄形磁体、大头针、铁钉、多媒体；学生：条形磁体、铜片、铁片、玻璃片、镍片、铝片、大头针、铁钉．教师活动学生活动设计意图一、情境引入播放图文资料：历史上的磁现象1．《晋书·马隆传》记载了这样一个故事：三世纪时，智勇双全的马隆在一次战役中，将敌军引至一条狭窄的山谷中，身穿铁甲的敌军个个都被吸住，动弹不得，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常．敌军以为马的兵是神兵，故而大败．2．在加拿大东海岸，有一个神奇而令人生畏的世百尔岛，是由一种大青石构成的，来往的船只只要一靠近它，不但指南针失灵，而且船还下沉并向大青石撞去，造成触礁沉没．学习了今天这一课，我们就会观看、思考．利用故事引起学生的兴趣.乙靠近甲的中间则没有吸引力，试判断哪根钢棒有磁性，哪根没有磁性？(二)磁化1．一边做演示实验，一边提问学生：(1)用普通的铁钉靠近大头针，能否吸起大头针？(2)用磁体向同一方向摩擦铁钉，靠近大头针，看到什么现象？(3)介绍这种现象叫做磁化．一、磁现象1．磁体；2．磁极(南极、北极)；3．磁体的指向性；4．磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引)二、磁化：使原来没有磁性的物体具有磁性的过程三、磁场及磁感线1．物质性：客观存在的一种物质2．方向性：小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向．3．强弱性：越靠近磁极的地方磁场越强．4．磁感线：为形象描述磁场而引入的．四、地磁场1．与条形磁体的磁场相似．2．与地理两极并不重合磁体和磁感线1．对磁体的进一步认识a．磁体的中间部分磁性很弱，几乎没有磁性．b．磁体的磁极是成对出现的，不存在只有一个磁极的磁体，把一个磁体从中间锯断后将成为两个新的磁体，每个磁体仍有两个磁极，锯断处两端出现的是异名磁极．c．磁体按磁体形状分：可分为条形磁体、针形磁体、蹄形磁体；按磁体来源可分为天然磁体(铁矿石)、人造磁体；按磁性的保持时间可分为硬磁体(永磁体)、软磁体(极易失磁)．2．使已磁化的钢针“去磁”的方法：a．不断敲击已磁化的钢针．b．将其放在火焰上加热．3．理解磁化应注意的两个问题：a．任何磁极靠近没有磁性的铁或钢制物体时总是互相吸引，这说明了被磁化的物体与使它磁化的磁极靠近的那一端一定是异名磁极；b．不是所有的物体都会被磁化，例如磁铁不能吸引铜、铝、玻璃、陶瓷等，说明这些物体不能被磁化，不是磁性材料．4．理解磁感线时应注意的问题：a．磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊的物质，而磁感线是人们为了直观、形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线，它并不是客观存在于磁场中的真实曲线．b．磁感线是有方向的，曲线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向．C．磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱．磁体两极处磁感线最密，表示其两极处磁场最强．d．磁感线是闭合的曲线．即磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来，回到磁体的S 极；在磁体的内部，都是从磁体的S极指向磁体的N极．e．磁体周围磁感线的分布是立体的，而不是平面的．f．空间中任何两条磁感线绝对不会相交，因为磁场中任一点的磁场方向只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，该点就有了两个磁场方向，这是不可能的．第2节电生磁知识与技能1．认识电流的磁效应．2．知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形磁体相似．3．会用安培定则判断通电螺线管的极性跟电流的关系．过程与方法1．观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电与磁之间有某种联系．2．探究通电螺线管外部磁场的方向．情感、态度与价值观通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然的奥秘．重点通过奥斯特实验认识电流的磁效应．难点通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系．导线、学生电源、开关、螺线管、小磁针、实验卡．教师活动学生活动设计意图导入新课演示实验：小磁针在条形磁体周围发生偏转实验．引导学生对实验现象进行观察，并进行思考：小磁针为什么会发生偏转？提问：除了条形磁体以外，还有什么物体可以使小磁针发生偏转？让学生猜想，并写在实验卡上．引导学生先来研究：电能不能使小磁针发生偏转？观察，思考．受到磁力的作用．猜想出：风、电、人手等等．思考，独立设计实验，小组内讨论，相互交流．创设情境，诱发问题．在实验中培养学生观察和分析问题的能力．激发学生的学习兴趣，培养学生的发散思维能力，鼓励学生敢于猜想，勇于发表个人意见、看法.新课教学让学生自己设计实验来证明，教师再予以适当补充，使之完整．指导学生实验．讲述奥斯特实验名称的由来．引导学生归纳出此实验说明了什么问题．学生实验：奥斯特实验．让学生初步体验科学探究的基本过程和思维程序，锻炼自主、合作、探究的基本科学素养，培养表达能力、动手能力和综合归纳能力．培养学生针对某个问题多角度考察研究的能力和发散思维的能力．2．教材“动手动脑学物理”1、2、3、4.电生磁⎩⎪⎨⎪⎧电流的磁效应⎩⎪⎨⎪⎧奥斯特实验通电螺线管⎩⎪⎨⎪⎧①特点：②两端极性与电流方向有关安培定则⎩⎪⎨⎪⎧内容：应用：电与磁之间的相似之处电现象磁现象带电体能吸引轻小物体磁体能吸引铁、钴、镍等物质电荷有两种：正电荷和负电荷磁极有两种：北(N)极和南(S)极同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引电荷不接触就能相互作用(电场) 磁极不接触就能发生相互作用(磁场) 摩擦可以使物体带电摩擦可以使物体磁化通电螺线管和条形磁体的磁场条形磁体通电螺线管不同点①是永磁体，磁性长期保持②N、S极是固定的③磁性强弱是不变的①通电时有磁性，断电时失去磁性②N、S极与电流的方向有关③磁性强弱与线圈匝数和通电电流大小等有关相同点①它们都有吸附铁类物质的性质②条形磁体磁极位置和通电螺线管相同③把条形磁体和通电螺线管挂起来都有指南北的现象④条形磁体和通电螺线管都有两极且都有同极相斥、异极相吸的特点第3节电磁铁电磁继电器知识与技能1．知道什么是电磁铁．2．理解电磁铁的磁性．3．了解电磁继电器的结构和工作原理．过程与方法1．探究电磁铁的特性和工作原理．2．通过阅读说明书，自己动手实践来了解如何使用电磁继电器．情感、态度与价值观通过动手动脑完成电磁铁的探究实验并亲自动手实践如何使用电磁继电器，培养学生乐于探索自然界的奥秘兴趣．1．电磁铁的特性和工作原理．2．电磁继电器的结构和工作原理学生：导线，一节干电池，小磁针，学生电源，螺线管，电磁继电器，小灯泡．教师：混有铁屑的黄沙，条形磁铁，电磁铁，学生电源，导线，多媒体课件．教师活动学生活动设计意图引入新课拿出混有铁屑的黄沙，提出问题：你能把铁屑从黄沙里分出来吗？请一位同学上台来实验．提出问题：你觉得这种方法好吗？有什么问题？有没有更好的办法？教师补充：我有种更好的办法．演示：用电磁铁将铁屑从黄沙中分离出来．学生回答，用磁铁将铁屑吸引出来．观察，并进行评判．思考并回答：铁屑在磁铁上很难全部取下来，可以用纸将磁铁包住．观察并体会电磁铁的方便之处．感受物理在生活中的应用，激发学生科学探索的兴趣.新课教学一、电磁铁介绍电磁铁：①我们把插有铁芯的螺线管叫做电磁铁．②电磁铁的优点一：在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性．播放视频资料：电磁铁在生产与生活中的应用．提出问题：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？教师归纳：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．观看，感悟．学生思考并尝试回答．体现从物理到社会的思想.挂图(见下图)和示教板，介绍它的结构：主要由电磁铁、弹簧、衔铁和触点组成．2．结合挂图介绍它的工作原理：(1)控制电路：低压电源、线圈、开关．(2)工作电路：高压电源、用电器(电动机)、触点开关．启发：电磁继电器是如何控制工作电路工作的呢？启发设计：(1)控制电路应由哪些部分组成？(2)工作电路应由哪些部分组成？(3)小灯泡应如何连接？为什么？(4)将各器材连成电路，并说明它的工作情况是否符合设计要求．4．汇报设计情况让某小组学生将自己设计的电路在黑板上画出，师生评议，纠正和完善．5．演示验证：按学生设计的电路连接各器材．课堂小结，布置作业教师引导学生回顾本节内容．要求学生完成动手动脑学物理中1、2.3题回顾本节内容．及时巩固，加深理解.一、电磁铁1．电磁铁的特性．2．电磁铁的应用二、电磁继电器原理：低电压、弱电流电路控制高电压、强电流电路．结构：电磁铁、衔铁、弹簧、触点．实质：利用电磁铁来控制工作电路的一种开关.电磁铁是在螺线管中插入软铁棒而不是钢棒我们知道钢是硬磁性材料，易被磁化，且磁性不易消失，这就造成了若给插入钢棒的螺线管通电，有磁性，若给其断电，则通电螺线管的磁性消失，但钢棒的磁性却不能消失，这样就会不利于电磁铁工作．电磁铁在实际生活中的应用a．电磁起重机把电磁铁安装在吊机上，通电后吸起大量的钢铁，移动到另一个位置把钢铁放下．b．磁浮列车磁浮列车的车厢和铁轨上分别安放磁体，磁浮列车用的磁体大多数是通有强大电流的电磁铁，控制电流的方向使车厢和铁轨之间产生同名磁极，由于同名磁极互相排斥，使列车能离开铁轨一定距离，消除了车体与轨道之间的摩擦，突破列车以往的速度极限，达到500 km/h 的运行速度．c．电铃、发电机、电动机、自动控制装置中都有电磁铁的应用．磁浮列车的优、缺点优点：总的来说，磁浮列车具有高速、低噪音、环保、经济和舒适等特点，磁浮列车从北京运行至上海，不超过4小时，从杭州至上海只需23分钟．在时速达200千米时，乘客几乎听不到声响．磁浮列车采用电力驱动，其发展不受能源结构，特别是燃油供应的限制，不排放有害气体．据专家介绍，磁浮线路的造价只是普通路轨的85%，而且运行时间越长，效益越明显．缺点：(1)磁浮有一大缺点，它的车厢不能变轨，不像轨道列车可以从一条轨道借助道岔进入另一铁轨，这样一来，如果是两条轨道双向通行，一条轨道上的列车只能从一个起点驶向终点，到终点后，原路返回，而不像轨道列车可以换轨到另一个轨道返回．因此，一条轨道只能容纳一列列车往返运行，造成浪费，磁浮轨道越长，使用效率越低．(2)由于磁浮系统是借助电磁力来进行悬浮、导向和驱动功能的，一旦断电，磁浮列车将发生严重的安全事故，因此断电后磁浮的安全保障措施仍然没有得到完全解决．(3)强磁场对人的健康、生态环境的平衡与电子产品的运行都会产生不良影响．第4节电动机知识与技能1．了解磁场对通电导线的作用；2．初步认识科学与技术、社会之间的关系．过程与方法经历制作模拟电动机的过程，通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理．情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣．重点1．通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关；2．直流电动机的能量转化．难点电动机能够持续转动的原因．教师实验仪器：电源、导线、开关、蹄形磁铁、细铜棒、导轨支架、线圈、实物展示台、实物投影仪和多媒体课件等．学生实验仪器：电源、导线、小刀、漆包线、蹄形磁铁和实验支架．一、磁场对通电导线的作用1．磁场对通电导线有力的作用2．通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁感线方向有关二、电动机的基本构造1．转子和定子2．换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向3．分类：直流电动机和交流电动机三、生活中的电动机1．电动机工作时电能转化为机械运动的能2．优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、污染生活中的电动机交流电动机，用电网供给交流电，例如：电风扇、洗衣机、电冰箱等家用电器中的电动机．直流电动机，用直流电源供给直流电．例如：电动玩具、录音机等小型用电器．电动机在使用时将电能转化为机械能，同时线圈通电时，由于电流的热效应的存在，电流流经线圈时也会将少部分电能转化为内能，所以有些电动机在使用时，要及时将产生的热量散出去，例如加装风扇或在外壳安装很多散热片．用铝箔条代替直导线演示磁场对电流的作用器材：铝箔条、蹄形磁铁、蓄电池、按钮开关、导线若干、支架．操作：实验装置如图所示，载流导线用大容量电解电容器中拆出的铝箔来代替，长度约40厘米，竖直地夹持在支架中．演示时，把蹄形磁铁放在铝箔外围，按一下开关，给铝箔短暂通电，铝箔便向一侧弯曲，改变电流或磁极的方向，弯曲的方向也随之改变．注意事项：(1)铝箔不可拉得太紧，在它的两端应像折扇那样反复折叠几次，使它有一定的伸缩性．(2)通电时电流很大，只宜用蓄电池演示，且只能瞬时通电，否则会损坏电源．第5节磁生电知识与技能1．知道电磁感应现象和感应电流．2．知道磁生电的条件．3．知道发电机的原理、结构及能量转化过程．4．知道交流电及我国照明电路交流电的频率，能区分交流电和直流电．过程与方法1．科学推理——逆向思维，猜想磁能生电．2．分析磁生电实验需要准备的实验器材及设计电路和实验的方法．3．经历探究的过程，并通过交流方法和实践经验共同达到磁生电的实验目的．4．观察和体验发电机是怎样发电的．情感、态度与价值观通过逆向思维，培养科学的思维模式．学会从不同角度甚至反面来多维地思考问题；学会用实验来发现、证明自己的观点；通过探究和交流，体验科学探究的方法和乐趣，激发学生探究未知世界的兴趣，并加深对相关物理知识的理解，在实验中养成严谨的科学态度，初步培养创造发明的意识．重点通过探究实验，认识电磁感应现象和感应电流，发现磁生电的条件．难点引导学生设计实验，连接电路，在探究过程中发现磁生电的条件.教师：手摇发电机，多媒体课件和影视资料．学生：蹄形磁铁两个，条形磁铁两个，线圈、条形导体、灵敏电流计、电流表、灯泡、小磁针、开关各一个，导线若干．教师活动学生活动设计意图引入新课演示奥斯特实验，接通电源，电线旁的小磁针明显转动；反接电源，小磁针向反方向偏转．回忆、思考、回答．用奥斯特实验引入新课，既能复习旧知识，又能培养学生逆向思维的能力，新、旧知识的连接更连贯流畅.教学新课一、科学探究：磁是否能生电1．提出问题．电能生磁，反过来进行逆向思索，磁能生电吗？2．进行猜想、提出假设、设计实验方案．教师鼓励学生大胆猜想．由于前面已经学过电能生磁，所以一经教师引导，学生很容易猜想到磁也能生电．思考．猜想磁能生电．分四人小组讨论，如何利用现自然界是一个既统一又对立的矛盾体，既然电能生磁，学生经老师提问就很容易联想到磁也能生电，这就在无形中培养了学生的逆向思维能力，有利于培养学生的创新精神．由于给出的仪器种类相当多．又不限制研究方法，学生可能出现多种研究思路和方法，可以借此培养他们的探究教师活动学生活动设计意图课堂小结请同学们自己小结．小结本节课的主要知识点，以及从学习中得到了什么收获．锻炼学生的综合概括能力和口头表达能力.布置作业1．“动手动脑学物理”1～4.2．查找关于电磁感应的应用资料.1科学探究磁生电的条件(1)导体在磁场中静止时，无电流产生；(2)加大磁场，仍保持导体静止，无电流产生；(3)导体在磁场中运动，运动方向与磁感线平行时，无电流产生；(4)导体在磁场中做切割磁感线运动时，有电流产生．2．电磁感应导体在磁场中运动而产生电流的现象，是一种电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流．3．电磁感应的应用——发电机(1)交变电流；(2)频率：在交变电流中，电流每秒周期性变化的次数；(3)能量的转化对导体做切割磁感线运动的理解导体切割磁感线的具体形式是多种多样的，可以是磁场不动，导体运动；也可以是导体不动，磁场运动；可以是运动方向与磁场方向垂直的切割，也可以是任意角度的切割．当导体运动方向与磁感线平行时，导体与磁感线无切割关系，此时导体中无感应电流产生．导体在磁场中运动，说明此导体已经具有动能，当它获得了电流时，说明它在运动过程中获得了电能，所以磁生电的过程是“动能转化为电能的过程”．动车组上的发电动车组在到站前可以利用减速发电，原理是车子先停止供电，车速从200 km/h减到90 km/h，这段时间是利用车子的惯性前进的．车上有电动机，电动机是利用磁场对电流的作用工作的，在关闭电源后，列车由于惯性会继续向前运行，线圈随车轮一起转动，闭合线圈的一部分在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流，并会自动输入电网，既可以减少机械磨损又可保护环境．在90 km/h以下才可以进行机械刹车．。
第20章电与磁第1节磁现象磁场第1课时磁现象1.知道磁体能吸引铁、镍、钴等物质及磁体的磁极.2.知道磁极间的相互作用.3.知道磁化的方法可以使一些物体获得磁性以及生活中的一些磁化现象.4.体会运用实验来研究、感知物理问题的方法.5.通过实验培养学生初步的观察能力和信息交流能力.6.通过介绍我国在磁方面的重大贡献,增强学生爱国主义情感.一、简单的磁现象【自主预习】阅读课本第119、120页,完成下面的填空:1.磁性:磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质.2.磁体:具有磁性的物质.磁体分为天然磁体、人造磁体.3.磁体上磁性最强的部分叫做磁极,磁体两端磁性最强,中间最弱.磁体都有两个磁极,分别叫做南(S)极和北(N)极(水平面自由转动的磁体,指南的磁极叫南极,指北的磁极叫北极).指南针是我国古代四大发明之一,它是利用磁体的磁极具有指向性制成的,最早的指南针叫司南.4.磁极间的作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.【小组讨论】如果磁体被分割成两段或几段后,每一段磁体上是否仍然有N极和S 极?【教师】物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性,具有磁性的物体叫磁体.磁体能够吸引钢铁一类的物质,它的两端吸引钢铁的能力最强,这两个部位叫做磁极.能够自由转动的磁体,例如悬吊着的磁针,静止时指南的那个磁极叫做南极,又叫S极;指北的那个磁极叫做北极,又叫N极.磁体间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引. 【跟踪训练】a、b两个磁极之间有一个小磁针,小磁针静止时的指向如图所示,则( A )A.a是S极,b是N极B.a是N极,b是S极C.a、b都是N极D.a、b都是S极二、磁化现象【自主预习】1.磁化:使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程.磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分之间形成异名磁极,异名磁极相互吸引.2.机械手表磁化后走时不准,彩色电视机显像管磁化后色彩失真,钢针磁化后,可以用来制指南针.【小组讨论】小组同学针对磁化问题展开讨论,看看能不能区别可被磁化的和不能被磁化的.以下一些物体:铁屑、铜线、回形针、银币、缝衣针、铝片,根据能否被磁化可以分为两类.可磁化类:铁屑、缝衣针、回形针;不可磁化类:铜线、银币、铝片.【教师】1.定义:一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫做磁化.2.软磁体和硬磁体:软磁体是指磁性不能永久保持的磁体;硬磁体就是永磁体,磁性能永久保持.3.正确理解磁化:磁化就是物体从不表现磁性变为具有一定的磁性.4.磁现象在生活中的应用越来越广泛,比如银行卡上的磁条、电脑上的磁盘等等,都是通过磁化现象使物体获得磁性.正是由于有了这样的物体,生活才变得越来越方便.【跟踪训练】如图所示,一根条形磁体的一个磁极吸起两个大头针,小华说两个大头针会保持平行,如图A所示;小红说两个大头针下端将会张开,如图B所示;小明说两个大头针将会靠拢,如图C所示.你认为正确的是图B .因为两枚大头针被磁体磁化后可看作两个小磁体,由于同名磁极相互排斥,所以两枚大头针下端张开.第2课时磁场1.知道磁体周围存在磁场.2.知道磁感线可以用来形象地描述磁场,知道磁感线方向是怎样规定的.3.知道地球周围有磁场以及地磁场的南北极.4.观察磁体之间的相互作用,感知磁场的存在.5.通过亲历“磁场”概念的建立过程,进一步明确“类比法”“转换法”“理想模型法”等科学思维方法.一、磁场及磁感线【自主预习】阅读课本第120、121页内容,然后回答下列问题.1.什么是磁场?磁场有什么特点?2.磁场有没有方向?如何规定磁场方向?3.什么叫做磁感线?磁感线是否真实存在?4.观察条形磁体和蹄形磁体的磁感线,说说磁感线有什么特点? 【小组讨论】对磁场的有关认识,正确的是 ( D )A.磁感线是在磁场中实际存在的曲线B.磁感线是从磁体的南极出来回到磁体的北极C.小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反D.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用【教师】1.磁场:如果把磁针拿到一个磁体附近,它会发生偏转,这说明磁体周围存在着一种物质,能使磁针偏转,这种物质看不见、摸不着,我们把它叫做磁场.2.磁场的基本性质:磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生磁力的作用.因此我们通常用小磁针是否受到磁场力来检验小磁针所在空间是否存在磁场.3.磁场方向:在物理学中,把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向.4.磁感线:我们把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫磁感线.5.磁感线方向:磁感线是一些有方向的曲线,磁感线上某一点的方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致.6.在磁场中某点,北极所受磁力方向跟该点的磁场方向一致,南极所受的磁力方向与该点的磁场方向相反.7.磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出发回到磁体的南极.【跟踪训练】1.(日照中考)下列关于磁感线的说法,正确的是( D )A.磁感线分布越密的地方,磁场越弱B.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,还可以通过实验来模拟C.磁体周围的磁感线从磁体的S极出发,回到磁体的N极,构成闭合曲线D.磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反2.(泰州中考)如图所示,小磁针在条形磁体作用下处于静止状态,标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向(用箭头表示).答案:如图所示.3.如图所示,正确的是( B )二、地磁场【自主预习】阅读课本第122页内容,回答问题:1.地磁场:在地球周围的空间里存在的磁场,指南针指南北是因为受到地磁场作用.2.地磁场的形状和条形磁铁的磁场很相似,地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近.3.磁偏角:最早记述这一现象的是我国宋代学者沈括.【小组讨论】小组讨论关于地磁场的问题.经科学家研究发现:在某些细菌的细胞质中有一些磁生小体,它们相当于一个个微小磁针.实验证明:在只有地磁场而没有其他磁场作用时,小水滴中的一些细菌会持续不断地向北游动,并聚集在小水滴北面的边缘.实验中,若把这些细菌中的磁生小体看成小磁针,则它的N极指向( A )A.北B.南C.西D.东【教师】1.地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫地磁场,磁针指南北,就是受到地磁场的缘故.2.地球由于是一个巨大的磁体,所以它有两个磁极,分别称为地磁的南极和地磁的北极.不过,地理的两极和地磁的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北方向稍有偏离.世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括,这个发现比西方早了400多年.3.地磁场类似于条形磁铁的磁场分布,地球周围的磁场方向由南指向北,赤道附近上空的地磁场方向呈水平指向北.如图所示.【跟踪训练】1.(邵阳中考)指南针是我国古代的四大发明之一,如图所示是我国早期的指南针——司南.公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载,“司南之杓,投之于地,其柢指南”.这句话中“柢”和“南”分别指的是( A )A.指南针的南极,地理的南极B.指南针的北极,地磁的北极C.指南针的北极,地理的北极D.指南针的南极,地磁的南极2.(河南中考)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中明确指出,指南针所指的方向“常微偏东,不全南也”.人们把指南针指南的磁极叫南极,地磁场的北极在地理的南极附近.3.若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,如图所示的四个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是( A )第2节电生磁1.初步认识电能生磁,了解奥斯特实验.2.初步认识通电螺线管外部的磁场,通过奥斯特实验和条形磁铁外部的磁场,提高学生的实验操作技能和知识迁移的能力.3.能用安培定则判断通电螺线管外部磁场的方向.4.会观察、收集实验中的现象、信息,并会处理这些信息.一、电流的磁效应【自主预习】阅读课本第124、125页内容,完成下列问题:1.奥斯特实验:通电导线的周围存在磁场,称为电流的磁效应,该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现.2.奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关.【小组讨论】学生之间进行讨论,看生活中的这些用电器哪个利用了磁效应.下列四种用电器中,主要应用电流磁效应的是( D )A.电灯B.电饭锅C.电炉D.电铃【教师】通电导线周围存在磁场,磁场方向跟电流方向有关,这种现象叫做电流的磁效应.奥斯特实验是一个显示电流周围存在磁场的实验.1820年丹麦物理学家奥斯特发现:在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线,给导线通电后,看到磁针立即偏转一个角度,切断电流后,小磁针回到原来的位置,这一实验说明了一个非常重要的事实,即表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场.奥斯特实验揭示了一个十分重要的本质——电流周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关.奥斯特发现了电和磁的联系,可以说电磁学作为一个整体的科学是由奥斯特开创的.通电直导线周围存在着磁场,从材料上讲:一切通电导体周围都存在磁场,不论是铁、铜、铝还是其他金属做的导体.从磁场方向上讲:通电螺线管周围的磁场分布和条形磁铁的磁场分布一样.【跟踪训练】1.(广西中考)下列物理学家中,在世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的是( B )A.法拉第B.奥斯特C.焦耳D.欧姆2.如图所示,将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上,在小磁针旁放一条直导线,使导线与电池触接.看到电路连通后小磁针有偏转,且电流方向相反时,小磁针偏转方向也相反,下列说法错误的是( D )A.小磁针偏转说明电流周围有磁场B.甲和丙说明电流磁场方向与电流方向有关C.这个实验说明了电与磁之间有联系D.这个实验最早是安培做的二、通电螺线管的磁场及安培定则的判定【自主预习】1.通电螺线管的磁场:通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样,其两端的极性跟螺线管中电流的方向有关,电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断.伟大的物理学家安培通过实践在我们的右手上找到了规律,人们为了纪念他,把他总结的规律规定为安培定则.2.安培定则的内容:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极.【小组讨论】如图所示,为电流及其磁场的磁感线分布图示,其中正确的是( D )A.图(a)和图(b)B.图(b)和图(d)C.图(a)和图(d)D.图(a)和图(c)【教师】1.通电螺线管外的磁场与条形磁铁的磁场相似,通电螺线管的两个极相当于条形磁铁的两个极.2.通电螺线管的极性跟螺线管中电流的方向有关,它们的关系可以用安培定则来进行判断.通电螺线管周围的磁场与条形磁铁十分相似,但它们也有不同的地方.相同点:(1)都有吸附铁类物质的性质.(2)条形磁铁的磁极位置与通电螺线管相同.(3)都有同名磁极相排斥,异名磁极相吸引的特点.(4)把二者悬挂起来都有指示南北的性质.不同点:(1)条形磁铁属于永磁体,而通电螺线管通电时有磁性,断电时无磁性.(2)条形磁体的南北两极是固定的,而螺线管则是与电流方向有关.(3)条形磁铁的磁性大小是固定的,而螺线管的磁性是随着电流的大小而改变的.3.如图用右手握住通电螺线管,使四指弯曲的方向与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极.【跟踪训练】1.在探究通电螺线管的实验中,小明连接了如图所示的电路,通电螺线管A端放有一小磁针,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片.下列说法正确的是( B )A.通电螺线管B端为N极B.通电螺线管外C点的磁场方向向右C.小磁针N极向右转动D.滑动变阻器的滑片P向b端移动,通电螺线管的磁性增强2.(贵港中考)为了探究通电螺线管外部磁场的方向,小明设计了如图甲所示实验.甲乙(1)闭合开关,小磁针转动到如图乙所示位置;断开开关,小磁针又回到原来位置(指向南北),这说明通电螺线管周围有磁场,通电螺线管的a端为S 极.(2)调换电源正负极接线后再闭合开关,发现小磁针转动情况与图所示相反.这说明通电螺线管的磁场方向与电流的方向有关.3.通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示,小磁针处于静止.则 ( C )A.小磁针的b端为N极B.通电螺线管左端为N极C.电源“+”极为c端D.电源“+”极为d端第3节电磁铁电磁继电器第1课时电磁铁1.了解什么是电磁铁,知道电磁铁的特性和工作原理.2.了解影响电磁铁磁性强弱的因素.3.经历探究影响电磁铁磁性强弱的因素,体会控制变量的方法.4.体会评估和交流在科学探究中的重要作用.一、电磁铁【自主预习】1.首先发现电流磁效应的科学家是:奥斯特.2.奥斯特的实验说明通电导体和磁体一样,周围也存在着磁场.3.通电螺线管的磁感应线分布与条形磁铁十分相似.4.通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系,可以用安培定则来判定.5.安培定则:用右手握住螺线管,四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极.6.电磁铁由铁芯和螺线管组成.7.电磁铁的应用.【小组讨论】根据电磁铁的原理,讨论并解释电磁选矿机和电磁起重机的工作原理.【教师】1.通电的螺线管和它里面的铁芯就构成了一个电磁铁.2.电磁铁的工作原理:电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,电磁铁的内部是插有铁芯的螺线管,当通电螺线管插入铁芯,由于铁芯被磁化,产生了与原螺线管方向一致的磁场,因而它的磁性比原来强得多,电磁铁的铁芯是由铁制成,而不用钢制成,这是因为电磁铁在工作时,需要通电后立即有较强的磁性,产生很强的吸引力.在断电时没磁性,不具有对铁的吸引力,能将原来吸引上来的铁类物质迅速放开;而钢是硬磁体,通电后会磁化成永磁体,若用钢做芯,则电磁铁的磁性有无就失去了控制.【跟踪训练】1.电磁铁通常弯成U形,这样做的目的是 ( C )A.使用方便B.形状美观C.加强磁性D.便于操作2.如图所示是电磁选矿机的示意图,其中M为矿石,D为电磁铁,落入B中的是铁矿石,落入C中的是非铁矿石.(填“铁矿石”或“非铁矿石”)二、怎样使电磁铁的磁性增强【自主预习】1.构成:电磁铁由螺线管和铁芯组成.当有电流通过它时,也可以像永久磁铁那样工作.在有电流通过时有磁性,没有电流时无磁性.2.电磁铁的工作原理:电流的磁效应.3.螺线管的磁性为什么会增强?【小组讨论】小明设计研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示,下表是他所做实验的记录,下列结论不正确的是( B )电磁铁(线100匝50匝圈)实验次数 1 2 3 4 5 6电流(A) 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5吸引铁钉的7 11 14 5 8 10最多数目(枚)A.比较1、4两次实验可知:线圈中的电流一定时,匝数越多,磁性越强B.比较1、3、5三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强C.比较1、2、3(或4、5、6)三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强D.电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多【教师】电磁铁特点:1.可以通过电流的通断来控制磁性的有无.2.可以通过改变电流的方向来改变其磁极的极性.3.可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱.(1)电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关.电流越大、线圈越多、有铁芯时,电磁铁的磁性越强.(2)电磁铁的磁性强弱用电磁铁吸引铁钉的多少来反映,吸引的越多,磁性越强,这种方法是转换法.(3)滑动变阻器的作用:改变连入电路的电阻,进而改变电路中的电流.【跟踪训练】1.如图是探究“电磁铁的磁性强弱”实验的示意图.闭合开关,发现电磁铁能够吸引一些铁钉,要使它能吸引更多铁钉应( B )A.将电磁铁中铁芯抽出B.增加线圈匝数C.使滑动触头P向右滑动D.将电源正负极互换2.(湘西中考)如图所示电路中,闭合开关S之后,移动滑动变阻器滑片P 可以增强或者减弱电磁铁的磁性.当滑片向右缓慢移动时,电路的电流减小,电磁铁的磁性将减弱.3.在“做”中“学”,是学习科学、体验科学很重要的途径.某同学制作了一个玩偶(如图),将一个磁浮玩具稳定地“漂浮”起来,则下列判断正确的是 ( D )A.磁浮玩具的工作原理是异名磁极互相排斥B.电路中的a点必须连接电源的负极C.通电螺线管的上端为S极D.若要增加玩偶“漂浮”的高度,可将滑片P向上移动加以调节第2课时电磁继电器1.了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理.2.初步认识物理知识的实际应用.3.通过阅读说明书,知道如何使用电磁继电器.4.通过了解物理知识的实际应用,提高学习物理知识的兴趣.一、电磁继电器的构造及原理【自主预习】阅读课本第131页内容,说出电磁继电器的构造及各部件的作用. 【小组讨论】电磁继电器分为控制电路和工作电路,其工作原理是什么?【教师】1.继电器是利用低电压、弱电流电路的通断,来间接地控制高电压、强电流电路的装置.2.结构图3.电磁继电器实质上是一个利用电磁铁来控制工作电路的一种开关.4.工作原理:当较小的电流经过接线柱D、E流入线圈时,电磁铁把衔铁吸下,使B、C两个接线柱所连的触点接通,较大的电流就可以通过B、C 带动机器工作了.工人师傅的按钮只控制电磁铁电流的通断,而高电压、强电流电路的通断则由B、C两个触点控制,这样人们就可以安全方便地操纵大型机械了.二、电磁继电器的应用【自主预习】1.电磁继电器的电磁铁连接在控制电路中,它的动触点、静触点连接在工作电路中.2.电磁继电器常用于水位自动报警器、电铃、温度自动报警器. 【小组讨论】我们经常听到校园里扬声器(喇叭)发出悠扬的声音,如图所示为扬声器的结构示意图.请写出扬声器工作过程中涉及的相关物理知识(写出两个即可).【教师】扬声器的结构:由固定的永久磁铁、线圈、锥形纸盆构成.工作原理:扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置.如图所示是扬声器构造示意图,它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成.当线圈中通过图中所示的电流时,线圈受到磁铁的吸引向左运动;当线圈中通过相反方向的电流时,线圈受到磁铁的排斥向右运动.由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音.【跟踪训练】1.下列装置中,用到了电磁继电器的是( B )A.光盘B.电铃C.白炽灯D.节能灯2.(湘潭中考)小明设计了一款“智能照明灯”,其电路的原理图如图所示,光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯泡自动熄灭,控制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小.以下说法正确的是 ( D )A.电磁铁的上端为S极B.当光照强度增强,控制电路的电流变小C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强D.灯泡应设计在A和B两接线柱之间3.小晴走到电动扶梯前,发现电梯上没有站人时运行较慢,当她站到电梯上时又快了很多.她了解到电梯是由电动机带动运转的,电梯的控制电路中安装了力敏电阻(力敏电阻由半导体材料制成,力敏电阻受到压力时,阻值会发生变化),控制电梯运动快慢的模拟电路如图所示.以下分析合理的是 ( B )A.触点3与触点1接触时,电梯运行较快B.力敏电阻由半导体材料制成,受压时阻值变小C.电梯没有站人时,继电器的电磁铁磁性较强D.电梯没有站人时,电动机不工作第4节电动机1.了解磁场对通电导线的作用.2.初步认识科学与技术之间的关系.3.经历制作模拟电动机的过程,了解直流电动机的结构和工作原理.4.通过了解知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识的兴趣.一、磁场对通电导线的作用【自主预习】阅读课本第133、134页内容,完成下列问题:1.通电导体在磁场中受力的作用.通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关.2.电动机工作时是电能转化为机械能.【小组讨论】1.生活和生产中哪些地方用到了电动机?2.小华安装好直流电动机模型,通电后电动机正常运转,她还想使电动机的转速加快,可采用的方法是 ( A )A.增大电流B.减小电流C.对调电源正负两极D.对调磁体南北两极【教师】通电导体在磁场里受到力的作用,并且受力的方向跟导线中的电流方向和磁感线方向有关.【跟踪训练】1.(宿迁中考)如图所示,当闭合开关的瞬间,导体棒AB水平向右运动;若同时对调电源与磁体的两极,再次闭合开关时,导体棒AB的运动方向是( A )A.水平向右B.水平向左C.竖直向上D.竖直向下2.(百色中考)如图所示是探究通电导体在磁场中受力情况的装置.闭合开关,观察到导体ab在导轨上向右运动.若只对调电源正负极接线,闭合开关,导体ab会向左运动(选填“静止不动”“向右运动”或“向左运动”),说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关.二、电动机的基本构造【自主预习】1.电动机的构造中能够转动的部分叫转子,固定不动的部分叫定子.2.线圈转动中有一个特殊位置,叫平衡位置,此时线圈上下两个边受力大小相等、方向相反,线圈是靠惯性越过这个位置.3.线圈越过平衡位置后,不能(填“能”或“不能”)继续转动,因为所受到的力的方向与原来相反(填“相同”或“相反”),所以又会回到平衡位置.4.自制电动机漆皮刮去一半,是为了使线圈转动中只有半圈获得动力,另外半圈停止给线圈供电,线圈靠惯性越过这半圈.5.实际的电动机中安有换向器,换向器作用是改变后半周线圈中电流的方向,从而改变线圈的受力方向.【小组讨论】我们的生活越来越离不开电,电机(发电机、电动机的统称)在生活中的应用越来越广泛.如图所示的简易电机正在实现的能量转化是把电能转化为机械能.图中的两个分别与线圈两端相连,而又彼此绝缘的铜半环E和F叫换向器.。
第二十章电与磁第1节磁现象磁场第1课时简单的磁现象新课引入播种季节，小明的爸爸有一件很头疼的事情，就是他家的种子中混有一些杂草的种子．但两种种子在外表面上是不同的，农作物的种子比较光滑，不易吸附小颗粒物，而杂草的种子表面有许多绒毛，能够吸附靠近它的小颗粒物．怎么把它们很快分离？正在束手无策的时候，机灵的小明很快利用一些铁屑和一块磁铁就把种子和杂草的种子分离开来？你能说出他是怎么做的吗？其中所含的物理道理是什么？从中导入新课。
合作探究探究点一几个磁概念活动1：如图所示为两个外形完全相同的铁棒和铜棒，小组之间交流、讨论，如何将它们区分开？活动2：小组发表自己的见解，有不同方案的加以补充。
总结：将它们分别靠近磁铁，看能否被吸引，能够被吸引的为铁棒，不能够被吸引的为铜棒。
归纳总结：磁性：能够吸引铁钴镍这类物质的性质称为磁性。
磁体：具有磁性的物体称为磁体。
活动3：让学生将磁铁靠近玻璃板上的铁屑，说出你所观察的实验现象并阐明这个实验所要说明的问题。
活动4：如图甲所示，把一个条形磁体用细线悬挂起来，使它在水平面内能够自由转动，看看会有什么现象发生呢？归纳总结：（1）磁体上的不同位置，磁性强弱不同；（2）磁体上磁性最强的部分为磁极。
磁体上有两个磁极。
指北的为北极（N极）、指南的为南极（S极）。
（3）磁体具有南北指向性。
知识拓宽：指南针是我国古代四大发明之一，它是利用磁体的磁极具有指向性制成的，最早的指南仪叫司南。
活动5：教师按照如图所示给学生演示，让学生说出观察到的实验现象。
根据实验现象，让学生交流、讨论所阐明的物理问题。
归纳总结：同名磁极互相排斥；异名磁极互相吸引。
典例剖析为了得出条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性，甲乙丙丁四位同学各自设计了一个实验，其中能达到目标的是（）A B C DA．将实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球B．将实验中的两根条形磁铁相互平移靠近C．将实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧秤下向右移动D．将实验中放在一堆大头针的条形磁铁提起【自主解答】【方法归纳】（1）条形磁铁的磁性两端最强，中间最弱，为了判断这个特点，可以用两端和中间部分吸引其它磁性材料进行判断。
