2020-2021学年磁现象教案

这是一份2020-2021学年磁现象教案，共6页。教案主要包含了教学准备等内容，欢迎下载使用。

教学目标
认识电流的磁效应
了解电流磁效应的应用
判断通电电磁铁有磁性
观察电磁门铃的内部结构
初步体会用类比方法引入新概念
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秘
重点与难点
重点：
知道电流的磁效应
了解电流磁效应的应用
难点：
设计判断通电电磁铁有磁性的方法
三、教学准备：
实物投影仪、各类磁铁、缝衣针、细线、泡沫塑料、纸片。直导线磁场演示器、3-4个小磁针、电源、开关、铁钉、漆包线、，光盘。
四：教学流程
活动1
认识磁现象
电流的磁效应
演示实验
定义
磁性，磁极磁体
复习磁极相互
作用的规律
拓展
活动4
活动3
活动2
设计探究实验：影响电磁铁磁性
强弱的因素
观看电铃录像
自制电磁铁
总结：线圈匝数，电流、电磁铁吸引力的关系
主要内容
教学资料：
磁的发展简史
我国是用文字记载磁现象最早的国家之一。公元前4世纪战国时期成书的《管子》中已有“上有慈石者下有铜金”的描述。这是有关磁石和磁性矿的最早记载。公元前3世纪的《吕氏春秋》中所写的“慈石召铁，或引之也”，描述了磁石吸铁现象。磁现象的应用，在我国古代后魏的《水经注》等书中，就提到秦始皇为了防备刺客行刺，曾用磁石建造阿房宫的北阀门，以阻止身带刀剑的刺客入内。医书上还谈到用磁石吸铁的作用，来治疗吞针。但磁现象早期应用方面，最光辉的成就是指南针的发明和应用，这也是我国对人类所做出的巨大贡 献。
我国战国时期就发现了磁体的指南性。最早指南的磁石是一种勺状的，叫司南，它的灵敏度虽很低，但却给人以启示：有一种地磁存在，磁石可以指向。到北宋时期，制成新的指向仪器棗指南鱼。在曾公亮的《武经总要》中详细记载了指南鱼的制造过程。这里有个重大突破，就是采用了磁化的方法，使鱼形铁磁化后，成一个指向仪器。此后，指南针的制造和安装方法在北宋沈括的《梦溪笔谈》中已有明确记载。不久指南针与方位盘结合起来成了罗盘，为航海提供了方便而可靠的指向仪器。后来，我国指南针传入欧洲。到16世纪，欧洲出现了航海罗盘。指南针的发明，推动了航海事业的发展，也为研究地磁三要素创造了条件。
英国人吉尔伯特在磁的研究方面做出了突出贡献。他的著作《论磁》是人们对磁现象系统研究开始的标志，书是1600年出版的。书中记录了吉尔伯特研究磁现象时所做的各种仪器，及实验过程，也记录了他从实验中所得到的结论。他从磁性“小地球”实验中，根据磁针的排列与指向，提出地球本身是一个大磁体，两极位于地理的北、南两极附近；提出了磁子午线概念；吉尔伯特还说明了磁偏角及地磁倾角的测定方法；铁的磁化及去磁概念；定性的研究磁石的吸引与推斥。这都为磁的进一步研究开拓了道路。
到18世纪，在磁的研究方面有了新进展。法国物理学家库仑在磁的研究方面也做出突出贡献。他参加了法国科学院为设计指向力强、抗干扰性能好的指南针而举行的竞赛活动，并提出丝是指南针的设想，得到磁学奖，在此基础上制成了库仑扭秤。在建立了电荷相互作用的库仑定律同时，得到了磁力的相互作用定律，可以说库仑是静电、静磁学的第一位奠基人。此后，法国数学家、物理学家泊松，在库仑的基础上，提出了磁体间的相互作用的势函数积分方程，把磁的研究发展到定量阶段，但这时电与磁还是分别平行、独立地进行着研究。
丹麦物理学家奥斯特1820年发现了电流的磁效应，在当时的科学界引起巨大的反响和重视，科学家纷纷转向在这方面的讨论和研究，推动了整个电磁学的发展。安培由电流磁效应想到：既然磁体之间有相互作用，电流与磁体间也有作用，那么两个载流导体之间也一定存在着相互作用。他通过一系列实验，找到了电流间相互作用的实验根据，进行了定量研究，于1820年12月4日向科学院提交了一篇论文，提出计算两个电流线元间作用力的公式——安培定律表达式。到1821年初，安培又进一步提出磁性起源的假说，这就是历史上有名的分子电流假说。
安培发现的载流导体间的相互作用，仅在奥斯特发现电流磁效应后的第7天。新的发现的浪潮冲击着整个欧洲。法拉第在新的发现面前，重做了已有的实验，并提出新的研究课题——既然电可以产生磁，为什么磁不可以产生电呢？他开始了磁生电的研究。经过10年的艰苦努力，在大量实验的基础上，发现了电磁感应现象及其所遵循的规律。
电磁感应现象的发现是具有划时代意义的，法拉第把电与磁长期分立的两种现象最后联结在一起，揭露出电与磁的本质的联系，找到了机械能与电能之间的转化方法。在理论上，为建立电磁场的理论体系打下了基础；在实践上，开创了电气化时代的新纪元。
德国物理学家赫兹通过实验，令人信服地证明了电磁波的存在。这不仅验证了麦克斯韦电磁场理论的正确，也为无线电技术的建立与发展奠定了基础。
爱因斯坦1905年建立的狭义相对论，第一次把两种自然力——电力与磁力统一起来。近代随着电子计算机的发明，新的磁性材料不断涌现出来。人类的科学技术及物质生产活动与电与磁已密不可分。随着新的磁现象的发现，磁的更深刻的本质的揭露，磁的应用也将展现出新的局面。
学习单（一）
学习单（二）
学生活动
指导要点
利用实验材料设计三种制作指南针的方法
完成学习单
补：如何判断物体有磁性，为判断缝衣针、通电电磁铁有没有磁性作准备。
引言：磁的发现史
可以通过演示实验(磁极之间的相互作用、磁铁对铁钉的吸引)和生活生产中涉及的磁体(喇叭、磁盘、磁带、磁卡、门吸、电动机、电流表)来形象生动地认识磁现象
磁极间相互作用的规律
【板书】磁性、磁体、磁极：
能吸引铁质物体的性质叫磁性。
具有磁性的物体叫磁体。
磁体中磁性最强的区域叫磁极。
观察电流的磁效应演示实验
1．当直导线没有通电时产生有什么现象（小磁针没有发生偏转静止不动或指南北）．
2．当直导线通电时产生什么现象（小磁针发生偏转）．
3．断电后发生什么现象（小磁针转回到原来指南北的方向）．
4．改变通电电流的方向后发生什么现象
带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某些联系呢？
科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系.1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场.这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。
已知通电导线和磁铁都能使小磁针发生偏转，而磁铁有磁性，所以推测通电导线也有“磁性”（电流的磁效应）（类比的方法）
活动9.28学生自制电磁铁，并设计验证通电电磁铁是否有磁性的实验？
补：如何启发学生设计实验方法？
为增强通电导线的磁效应，我们可以将导线绕成线圈（称为“螺线管”），并在线圈中插入铁芯，制成“电磁铁”
观看光盘：电铃模型
补：如何与学生一起讨论电铃的工作过程？
家用电器中除上节课提及的利用电流的热效应外，还有利用电流的磁效应工作的，如电磁门铃、蜂鸣器、耳机、电话等。
设计探究实验：影响电磁铁磁性强弱的因素
完成学习单（二）
交流实验的设计方法与结果
拓展内容，要吗?
电磁铁的磁性强弱和什么因素有关？如果改变通过电磁铁的电流或者改变电磁铁的匝数，它的磁性强弱会变吗？
总结：当电磁铁线圈匝数不变、电流逐渐增大时，电磁铁对铁块的吸引力是同步增大的；从表2数据看到，在电流相同的情况下、电磁铁线圈的匝数增加时，电磁铁对铁块的吸引力是同步增大的。由此可以证实：电磁铁的磁性强弱和电磁铁线圈的匝数、通过电磁铁线圈的电流有关，电磁铁线圈的匝数越多、电流越大，磁性越强。
实验目的：学会制作指南针
实验材料：磁铁、缝衣针、细线、泡沫塑料、纸片
实验步骤：1、磁化：沿一个方向摩擦缝衣针，但返回时另一端时应提起磁铁4-5厘米
2、设计三种不同的方法使缝衣针指示南北。
实验方法：1、
2、
3、
与小磁针相比缝衣针在方向上的指示性 。
（ 准确/不准确）
●提出问题
课堂上教师问：电磁铁的磁性强弱和什么因素有关？如果改变通过电磁铁的电流或者改变电磁铁的匝数，它的磁性强弱会变吗？
假设与猜想
制定计划与设计实验
改变电流对电磁铁的磁性强弱的影响（表1）
电流/A




电磁铁对铁钉的引力/N




改变匝数对电磁铁的磁性强弱的影响（表2）
匝数




电磁铁对铁块的引力/N



结论：