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第七章 磁与电
第一节 磁现象
教学目的
1．知道磁体有吸铁（镍、钴）性和指向性。
2．知道磁极间的相互作用。
3．知道磁化现象。
教学器材
各种形状的磁铁，磁针，一小堆大头针，铁屑，铁片，铜片，玻璃片，镍币，铁棒，细线，有关磁性材料的实物，图片等。
课前准备
以上实验器材可布置学生在家里准备，上课前检查准备情况，学生在家里不容易找到的器材如各种磁铁、镍币等，教师加以补充，然后要求学生将实验器材放好，供课堂实验用。
教学过程
一、引入新课
由“极光”现象引入。在地球的南北极附近的高纬度地区，人们常常可以看到一种奇异的自然现象：巨大的天幕似乎被染上了各种颜色。这些颜色还会不断变化，从紫色到黄色，直至橘红色，耀人眼目。这是天上的画家在挥笔作画，还是盛装的少女手持彩练在空中载歌载舞？
古人对这种现象进行了种种猜测，直到近代，才有了科学的解释。科学家把这种现象叫做“极光”。极光的发生与地球的磁场有密切的关系。等我们学习了这章电与磁的知识后，我们就能合理的解释它了。
从今天开始，我们就来学习有关电与磁知识。
二、提问入新
提问：平时摆弄磁铁时观察到磁铁能吸引什么物质？指南针有什么作用？（吸引铁，指南针可以指南北，帮助人们辨别方向。）
进一步提问引入新课：
磁铁只能吸引铁吗？指南针为什么能指南北呢？这节课我们来研究一些简单的磁现象。
2.进行新课
（一）认识永磁体的磁现象
我们都知道，磁铁能吸铁。它还能吸别的物质吗？请同学们自己通过实验进行探索。
学生实验：将课前准备的铁片、钢锯片、镍币、铜片、玻璃片等器材放在桌上摆好，用条形磁铁分别接近它们，观察发生的现象。
实验结论：磁铁能吸引铁制物质，能微弱地吸引镍币。
教师指出：磁铁除了能吸引铁、镍外，还能吸引钴，钴是稀有金属，我们平时很少见。由此，我们可以得出下列结论：
1. 磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。
2. 磁体：具有磁性的物质叫做磁体。
（二）磁极及其相互作用
提问：磁体各部分吸引铁的能力都一样吗？请同学们自己动手做下列实验。学生实验：把一些大头针平铺在一张白纸上，分别将条形磁体和蹄形磁体平放在大头针上，然后用手轻轻将磁体提起，并轻轻抖动。
提问：观察到什么现象？由此可得出什么结论？
（观察到磁铁两端能吸引较多的大头针，而中部没有吸引大头针，这表明磁铁两端的磁性最强）
1.磁极：磁体各部分的磁性强弱不同，磁体上磁性最强的部分叫做磁极，它的位置在磁体的两端。
提问：从上面实验可以看出，磁体有两个磁极，怎样表示这两个磁极呢？请同学们观察下面的实验。
演示实验：先用线将条形磁体悬挂起来，使它自由转动，观察它的静止方位；再支起小磁针，让它在水平方向上自由转动，观察它的静止方位。
提问：条形磁体、小磁针静止时，两个磁极分别指向什么方向？
（都是一端指南，一端指北）
教师指出：可以自由转动的磁体，静止后恒指南北，世界各地都是如此。为了区别这两个磁极，我们就把指南的磁极叫南极，或称S极；另一个指北的磁极叫北极，或称N极。
2.磁体上的两个磁极，一个叫南极（S极），一个叫北极（N极）。
提问：世界最早的指南工具是什么？它是根据什么原理制成的？
出示司南的挂图和幻灯片，说明世界最早的指南针就是我国战国时代的指南针，叫司南，它是根据磁针静止时总是指南北的原理制成的。
提问：磁体两端的磁性最强，如果把两磁极相互靠近时，会发生什么现象呢？下面请同学们通过实验来研究。
学生实验：把一块条形磁体用线吊起来，用另一块条形磁体的N极先慢慢地接近吊起的N极，再慢慢接近吊起的S极，观察磁极间的相互作用。
学生归纳实验结果后，教师板书：
3.磁极间的相互作用是：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
（三）磁化
讲述：我们已经认识了磁体的许多磁现象，磁体可分为天然磁体和人造磁体，通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体，它们都能长期保持磁性，通称为永磁体。
提问：人造磁体是根据什么道理制作的？请同学们观察下面的实验：
演示实验：用条形磁铁使铁棒磁化。
边演示边提问：
铁棒原来有没有磁性？（没有）当用磁体慢慢从上部接近铁棒时，观察到什么现象？（观察到铁棒能吸引下面的铁屑）这说明什么？（说明铁棒也获得了磁性）
教师指出：铁和钢都可以用这种方法获得磁性，我们把这种现象叫做磁化现象。
磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
铁和钢制的物体都能被磁化。
很多物体容易被磁化。我们可以用磁化的方法获得人造磁体。但是磁化现象有时也会给我们带来麻烦。
例如：机械手表磁化后，走时不准；彩色电视机显像管被磁化后，色彩失真。
想想议议
钢针磁化后可以用来制作指南针，你能磁化钢针吗？你能找到多少种方法?怎样做可以使钢针获得较强的磁性?
磁性材料在现代科技中的应用：录音带、录象带、磁性卡等。
三、小结
师生共同小结：这节课学到了什么？
四、练习
1．一块条形磁铁旁放有小磁针A、B，静止时如图所示，在图中标出条形磁铁和小磁针B的N、S极。
2．用手拿住钢棒甲去靠近悬挂着的钢棒乙的一端，发现乙向甲靠拢，那么可以判定的是（ ）
A．甲必有磁性 B．乙必有磁性
C．甲、乙都有磁性 D．甲、乙中至少有一根有磁性
3.如图，有条形磁铁甲和铁棒乙，甲与乙不能发生相互吸引的是（ ）
4.有两根外形完全相同的钢棒，已知其中一根有磁性，另一根无磁性，怎样才能确定哪一根有磁性？可能有几种方法？
五、布置作业

第二节电流的磁场
教学内容：电流的磁场
教学目标：
1.知识与技能
知道电流周围存在磁场。
掌握通电螺线管的磁场和右手螺旋定则。
会用右手螺旋定则确定相应磁体的磁极和螺线管的电流方向。
知道奥斯特实验验证了电流周围存在磁场。
2.过程与方法
学习实验的方法，提高分析实验现象总结实验规律的能力。
发展学生的空间想象能力。
3.情感、态度与价值观
培养学生对科学探索的精神。
教学重点：探究通电螺线管的磁场规律。
教学难点：右手螺旋定则及其运用。
教学准备：
一根硬直导线，干电池2～4节，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干。
教学过程
1.复习提问，引入新课
当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？
（观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。）
进一步提问引入新课
小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？这就是我们本节课要探索的内容。
2.进行新课
(1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。
提问：观察到什么现象？
（观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。）
进一步提问：通过这个现象可以得出什么结论呢？
师生讨论：通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。
教师指出：以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节课我们就主要研究电流的磁场。
总结：奥斯特实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？
重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。
提问：同学们观察到什么现象？这说明什么？
（观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。）
小结：电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。
提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？
学生看书讨论后回答：
因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力推动了电磁学的研究和发展。
(2)研究通电螺线管周围的磁场
奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？请同学们观察下面的实验：
演示实验：按课本图14-17那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
提问：同学们观察到什么现象？
学生回答后，教师总结：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
提问：怎样判断通电螺线管两端的极性呢？它的极性与电流的方向有没有关系呢？
演示实验：将小磁针放在螺线管的两端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
再改变电流的方向，观察小磁针的N极指向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
引导学生讨论后，教师板书：通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。
提问：采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢？同学们看书、讨论，弄清右手螺旋定则的作用和判定方法。
板书：右手螺旋定则1．作用：可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。2．判定方法：用右手握住螺线管，让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北极。
教师演示具体的判定方法。
练习：如附图所示的几个通电螺线管，用右手螺旋定则判定它们的两极。

可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管，先弄清螺线管中电流的指向，再用右手螺旋定则判定出两端的极性。
通过以上练习，强调：螺线管的绕制方向不同，螺线管中电流的方向也不同。
3.小结（略）
4.作业：
P116 1～4

第三节 电磁铁
教学目的与要求：
1．知道电磁铁的结构并能自制电磁铁
2．了解电磁体磁性强弱跟线圈匝数和电流大小的关系
教学准备：
电磁铁、电池、开关、滑动变阻器、电流表、大铁钉、漆包线、大头针、导线等。
教学过程：
一、新课引入
设置情景：桌上有一堆大头针，请同学们想一想用什么方法能快速地把大头针捡起来放到盒子里而又不被扎到手（旁边有一磁铁）?（请一名学生上来演示： ）
然后老师手掌中藏着一个电磁铁同样把大头针吸起来又很轻松的放到盒子里。问：这是怎么回事？
下面我们来看一段录象。视频资料：电磁起重机
（放到把废钢铁吸起来时停顿）问：起重机把废钢铁吸起来了，它是利用了什么性质？（生答： ）
视频播放完后，问：起重机吸起废钢铁后又发生了什么情况？（生答： ）
这个起重机里用的是永磁体吗？为什么？（生答： ）
实际上它应用到的就是我们今天这节课要学的内容——电磁铁。（显示课题）
二、新课教学
1.探索电磁铁的工作原理
我们把插有铁心的螺线管称为电磁铁。
板书（屏显）：1.电磁铁：带有铁芯的螺线管。
在同学们的桌子上就有一个电磁铁，请同学们先观察它的构造，然后动手做一做：怎样才能利用它把大头针吸起放到另外一处？（可用摄像头记录某一组的过程）
在这个过程中，同学们先给电磁铁通电，才能把大头针吸起来；然后又断电，才能使得大头针被放下。请同学们思考一下：电磁铁的工作原理是什么？（生答： ）
板书（屏显）：2.工作原理：电流的磁效应。
2.自制电磁铁
同学们能不能仿照模型自己做一个电磁铁呢？（把学生手上的电磁铁收回）
问：我们需要哪些器材呢？
（学生能答出——要追问选的器材用来代替电磁铁的哪个部件或有什么用？
学生不能答出——看看老师给你们准备了什么：
铁钉，它用来干什么？为什么要包上纸？
漆包线，用来干什么？）
板书（屏显）：3.结构：线圈、铁芯（图片）
问：如何证明同学们自制的电磁铁有用呢？（生答：看能不能把大头针吸起来）
赶快动手，看谁做的电磁铁吸的大头针多。各组学生利用选择的器材自制一个电磁铁去吸引大头针。然后挑选吸起大头针不同的若干组，让他们展示本组的成果。
3．探究：电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关
问：刚才有的组吸得多，有的组吸得少，这说明什么问题？（生答： ）
问：为什么电磁铁的磁性强弱不同？电磁铁的磁性强弱究竟与哪些因素有关呢？
引导学生根据自己的知识和经验提出猜想并说明理由。
猜想：1、线圈的匝数 2、电流的大小……
请学生设计实验来证明自己的猜想是否正确。（引导学生分析，注意控制变量
①你选择哪些器材？
②如何判断电磁铁磁性的强弱？
③怎样控制变量？
④怎样设计实验记录表格？）
然后学生根据自己的实验方案进行探究，教师巡视，注意解决出现的问题。
步骤1：移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈中的电流，观察大铁钉吸起大头针的多少。请一组说出他们得到的结论，然后问其他的组是否也得到一致的结论，还有没有不同的结论。
步骤2：保持通过线圈中的电流，改变线圈的匝数，观察大铁钉吸起大头针的多少。请一组说出他们得到的结论。（提示学生可以寻求其他组的帮助，电池个数不同的两个组可以相互合作，共同探究）
让学生归纳、概括实验结果后，教师板书。
板书（屏显）：4.电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流大小有关。
①通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
②在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。
问：如果让你来设计一个磁性强弱可以调节的电磁铁，你会用什么方法呢？
鼓励学生提出尽可能多的方案，并且板书在黑板上，引导学生讨论、判断每个方案的优劣，最后一致得出用滑动变阻器改变电流的方法最为方便实用。
5．电磁铁的应用
板书（屏显）：5.电磁铁的应用。
①电铃
演示：电铃通电后工作，让学生观察其工作情景（用flash动画显示）。然后介绍基本结构，电流怎样经过触点、衔铁流过电磁铁的。
让学生根据动画尝试说明电铃的工作过程。
②电话
③磁悬浮列车
④录音磁头
三、小结
四、作业：上网或查阅资料，弄清楚电话（或磁悬浮列车、录音磁头）中哪个部位用到了电磁铁以及是如何工作的？

第四节 电磁继电器
(一)教学目的
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
①什么是电磁铁?
②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
电磁继电器
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11-17或挂图，问：
①电磁继电器中的电磁铁在什么位置?电磁铁起什么作用?
②图中的B是衔铁，它起什么作用?
③图中的C是弹簧，它起什么作用?
④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：
〈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11-17(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11-17下的"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。
①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?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11-17线路接线。
②引导学生按图11-17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。
③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
①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。
②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。引导学生看课本上的图11-18图例。
板书：
〈3.电磁继电器的应用
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)让学生完成课本上的练习1填空。
(3)让学生阅读课本上的练习2，然后请几个学生回答问题和补充，教师注意纠正。
(4)讨论课本上的"想想议议"。
5.作业