蘇教版科學(xué)五上《電磁鐵》教案

5．電磁鐵主備人：陳堃【學(xué)習(xí)內(nèi)容】P42-44電磁鐵【文本分析】本課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電和磁鐵的基礎(chǔ)上來認(rèn)識電磁鐵的，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識電磁鐵與電和磁的關(guān)系。電磁鐵實際上是在通電狀態(tài)下具有磁性的裝置。電磁鐵與永久磁鐵雖有相同點，但也有不同點，本課主要讓學(xué)生研究電磁鐵與永久磁鐵的不同之處，如電磁鐵的磁力大小的改變、磁極位置的改變等等。這對于學(xué)生來說具有一定的挑戰(zhàn)性?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道什么是電磁鐵。2、能夠做一個電磁鐵并能發(fā)現(xiàn)電磁鐵與祗磁鐵的異同點。3、能通過探究性實驗，概括出電磁鐵磁力大小與電池的數(shù)量、線圈的匝數(shù)有關(guān)。4、能夠設(shè)計實驗探究電磁鐵的磁極變化規(guī)律。5、知道電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?！緦?dǎo)學(xué)重、難點】1、認(rèn)識電磁鐵的基本性質(zhì)。2、探究影響電磁鐵磁力大小和磁極變化的因素。【材料準(zhǔn)備】教師準(zhǔn)備：導(dǎo)線、鐵釘（用火燒過的）、大頭針、指南針、電視資料學(xué)生準(zhǔn)備：電池、回形針，了解生產(chǎn)生活中電磁鐵的運用【課時安排】2課時 【導(dǎo)學(xué)過程】導(dǎo)學(xué)內(nèi)容效果分析第一課時一、激趣導(dǎo)入：1、通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道磁鐵是可以吸起鐵的，那么只有磁鐵能吸鐵嗎？2、示已做好的電磁鐵：（1）不通電靠近回形針，有變化嗎？（2）接通電源，你能發(fā)現(xiàn)什么？3、老師用電線將鐵釘繞起來通上電，就能吸起鐵質(zhì)品。像這樣內(nèi)部帶有鐵芯的、利用通有電流的線圈使其像磁鐵一樣具有磁性的裝置叫做電磁鐵。（板書）這節(jié)課，我們就來研究電磁鐵。二、制作電磁鐵：1、要研究電磁鐵，首先就要先制作一個電磁鐵。想做嗎？2、（1）師介紹材料：用火燒過已經(jīng)消磁的鐵釘、導(dǎo)線、電池、回形針（2）介紹制作方法。3、小組制作電磁鐵并實驗直到可吸起回形針?！緦W(xué)生活動】4、提問：你們能比較出磁鐵和電磁鐵的異同嗎？三、分辨電磁鐵的兩極：1、磁鐵有南北極，電磁鐵也有南北極嗎？有什么辦法可以讓我們知道？2、學(xué)生設(shè)計實驗方案，教師指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生可用指南針進(jìn)行檢驗。3、小組實驗?！緦W(xué)生活動】4、學(xué)生匯報實驗結(jié)果。（1）為什么有的組釘尖是南極，有的組釘尖是北極？大家互相看一看，你們的做法有什么不同？（2）學(xué)生互相觀察，找出原因。教師可以讓各組重新驗證一下?！緦W(xué)生活動】5、如果電磁鐵的釘帽是北極，那么改變纏繞方向和電池的正負(fù)極以后，電磁鐵的釘帽會是什么極？【學(xué)生活動】6、學(xué)生匯報，大家進(jìn)行分析歸納總結(jié)。四、小結(jié)：1、經(jīng)過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你知道磁鐵和電磁鐵有什么相同和不同之處？第二課時一、比賽導(dǎo)入新課：1、各小組制作的電磁鐵能吸起多少回形針呢？我們來個小組比賽吧！看哪個小組吸起的回形針多。2（1）小組比賽?！緦W(xué)生活動】（2）小組匯報吸起回形針的個數(shù)。3、為什么各小組吸上的回形針數(shù)量有多有少呢？4、這節(jié)課我們就一起來研究電磁鐵磁力的大小與什么因素有關(guān)。二、研究電磁鐵的磁力大小跟哪些因素有關(guān)1、仔細(xì)觀察小組制作的電磁鐵，假設(shè)一下電磁鐵磁力的大小與什么因素有關(guān)？（1）學(xué)生猜測，教師板書。（2）如何證實你們的猜測？2、該怎樣做實驗？需要注意什么？（1）示實驗表格。電磁鐵電磁鐵問題：電磁鐵的磁力大小與什么有關(guān)假設(shè)：電磁鐵的磁力大小與有關(guān)。，磁力大；，磁力小。實驗設(shè)計：相同條件：不同條件：實驗結(jié)果：，吸回形針個；，吸回形針個。結(jié)論：電磁鐵的磁力大小與有關(guān)。（2）什么意思？學(xué)生分析理解，師適當(dāng)指導(dǎo)。3（1）學(xué)生以小組為單位共同設(shè)計實驗方案。【學(xué)生活動】（2）小組匯報實驗方案，交流。師適當(dāng)指導(dǎo)。4．學(xué)生分組實驗，完成記錄?！緦W(xué)生活動】5、各小組通過實驗，你們的假設(shè)被證實了嗎？（1）小組匯報，教師修改補(bǔ)充板書（2）通過各組實驗，電磁鐵的磁力大小與哪些因素有關(guān)？（學(xué)生說，師生共同總結(jié)）6、通過兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在你能告訴大家電磁鐵和磁鐵有什么相同和不同之處？三、了解電磁鐵的運用：1．你們知道電磁鐵在生產(chǎn)、生活中都有哪些應(yīng)用嗎？來介紹你在課前收集到的資料?！緦W(xué)生活動】2．播放光盤，增加學(xué)生的見識。3．請你設(shè)想一下，你還能把電磁鐵應(yīng)用到哪些地方？四、小結(jié)：1、經(jīng)過兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲和感想？【板書設(shè)計】5．電磁鐵消過磁的鐵釘電池導(dǎo)線相同不同影響電磁鐵磁力大小因素：鐵釘粗細(xì)、電池節(jié)數(shù)、導(dǎo)線粗細(xì)、繞線匝數(shù)……【導(dǎo)學(xué)反思】【知識鏈接】1、法拉第成電磁感應(yīng)：法拉第是英國物理學(xué)家、化學(xué)家，也是著名的自學(xué)成才的科學(xué)家。法拉第主要從事電學(xué)、磁學(xué)、磁光學(xué)、電化學(xué)方面的研究，并在這些領(lǐng)域取得了一系列重大發(fā)現(xiàn)。1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)之后，法拉第于1821年提出“由磁產(chǎn)生電”的大膽設(shè)想，并開始了艱苦的探索。1821年9月他發(fā)現(xiàn)通電的導(dǎo)線能繞磁鐵旋轉(zhuǎn)以及磁體繞載流導(dǎo)體的運動，第一次實現(xiàn)了電磁運動向機(jī)械運動的轉(zhuǎn)換，從而建立了電動機(jī)的實驗室模型。接著經(jīng)過無數(shù)次實驗的失敗，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。這一劃時代的偉大發(fā)現(xiàn)，使人類掌握了電磁運動相互轉(zhuǎn)變以及機(jī)械能和電能相互轉(zhuǎn)變的方法，成為現(xiàn)代發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器技術(shù)的基礎(chǔ)。他始終堅信自然界各種不同現(xiàn)象之間有著無限多的聯(lián)系，也是在這一思想的指導(dǎo)下，他繼續(xù)研究當(dāng)時已知的伏打電池的電、摩擦電、溫差電、伽伐尼電、電磁感應(yīng)電等各種電的同一性，1832年他發(fā)表了<<不同來源的電的同一性>>論文，用大量實驗論證了“不管電的來源如何，它的本性都相同”的結(jié)論，從而掃除了人們在電的本性問題認(rèn)識上的種種迷霧。為了說明電的本質(zhì)，法拉第進(jìn)行了電流通過酸、堿、鹽的溶液的一系列實驗，從而導(dǎo)致1833-1834年連續(xù)發(fā)現(xiàn)電解第一和第二定律。為了正確描述實驗事實，法拉第制定了遷移率、陰極、陽極、陰離子、陽離子、電解、電解質(zhì)等許多概念、術(shù)語。1845年他發(fā)現(xiàn)了原來沒有旋光性的重玻璃在強(qiáng)磁場作用下產(chǎn)生旋光性，使偏振光的偏振面發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此即磁致光效應(yīng)，成為人類第一次認(rèn)識到電磁現(xiàn)象與光現(xiàn)象間的關(guān)系。1846年他發(fā)表了《關(guān)于光振動的想法》一文，最早提出了光的電磁本質(zhì)的思想。由于當(dāng)時實驗條件所限，雖未獲成功，但他的思想和觀點完全正確，均為后人的實驗所驗證。法拉第是電磁場理論的奠基人，他首先提出了磁力線、電力線的概念，在電磁感應(yīng)、電化學(xué)、靜電感應(yīng)的研究中進(jìn)一步深化和發(fā)展了力線思想，并第一次提出場的思想，建立了電場、磁場的概念，否定了超距作用觀點。愛因斯坦曾指出，場的思想是法拉第最富有創(chuàng)造性的思想，是自牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。麥克斯韋正是繼承和發(fā)展了法拉第的場的思想，為之找到了完美的數(shù)學(xué)表示形式從而建立了電磁場理論。2、磁懸浮列車：（1）原理：磁懸浮列車是一種利用磁極吸引力和排斥力的高科技交通工具。簡單地說，排斥力使列車懸起來、吸引力讓列車開動。磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，排斥力使列車懸浮起來。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進(jìn)。列車頭的電磁體（N極）被軌道上靠前一點的電磁體（S極）所吸引，同時被軌道上稍后一點的電磁體（N極）所排斥——結(jié)果是一“推”一“拉”。磁懸浮列車運行時與軌道保持一定的間隙（一般為1—10cm），因此運行安全、平穩(wěn)舒適、無噪聲，可以實現(xiàn)全自動化運行。磁懸浮列車的使用壽命可達(dá)35年，而普通輪軌列車只有20—25年。磁懸浮列車路軌的壽命是80年，普通路軌只有60年。此外，磁懸浮列車啟動后39秒內(nèi)即達(dá)到最高速度，目前的最高時速是552公里。據(jù)德國科學(xué)家預(yù)測，到20XX年，磁懸浮列車采用新技術(shù)后，時速將達(dá)1000公里。而一般輪軌列車的最高時速為300公里。磁懸浮列車?yán)谩巴韵喑?，異性相吸”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創(chuàng)造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。懸浮列車的驅(qū)動和同步直線電動機(jī)原理一模一樣。通俗說，在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動的交流電，能將線圈變成電磁體，由于它于列車上的電磁體的相互作用，使列車開動。列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體S極所吸引，同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體N極所排斥。列車前進(jìn)時，線圈里流動的電流方向就反過來，即原來的S極變成N極，N極變成S極。循環(huán)交替，列車就向前奔馳。世界第一條磁懸浮列車示范運營線——上海磁懸浮列車，建成后，從浦東龍陽路站到浦東國際機(jī)場，三十多公里只需6～7分鐘。是利用“異性相吸”原理設(shè)計，是一種吸力懸浮系統(tǒng)，利用安裝在列車兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的懸浮電磁鐵，和鋪設(shè)在軌道上的磁鐵，在磁場作用下產(chǎn)生的吸力是車輛浮起來。上海磁懸浮列車時速430公里，一個供電區(qū)內(nèi)只能允許一輛列車運行，軌道兩側(cè)25米處有隔離網(wǎng)，上下兩側(cè)也有防護(hù)設(shè)備。轉(zhuǎn)彎處半徑達(dá)8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線；最小的半徑也達(dá)1300米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米范圍內(nèi)裝有目前國際上最先進(jìn)的隔離裝置。（2）磁懸浮列車的優(yōu)點:列車在鐵軌上方懸浮運行，鐵軌與車輛不接觸，運行速度快，能超過500

千米／小時，運行平穩(wěn)、舒適，易于實現(xiàn)自動控制；無噪音，不排出有害的廢氣，有利于環(huán)境保護(hù)；可節(jié)省建設(shè)經(jīng)費；運營、維護(hù)和耗能費用低。它是21

世紀(jì)理想的超級特別快車，世界各國都十分重視發(fā)展磁懸浮列車。目前，我國和日本、德國、英國、美國都在積極研究這種車。日本的超導(dǎo)磁懸浮列車已經(jīng)過載人試驗，即將進(jìn)入實用階段，運行時速可達(dá)500

千米以上。（3）磁懸浮列車的不足：=1\*GB3①由于磁懸浮系統(tǒng)是以電磁力完成懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動功能的，斷電后磁懸浮的