电磁铁教案十篇

电磁铁教案篇1

新课标要求在教学中要以学生为主体，并给予学生更多的时间和自由发表个人的观点。所以，在高中物理教学过程中我们要通过创设情境、设置实践等环节，不断丰富学生的知识点，改变学生的学习方式，从而实现对学生的知识传承、能力的培养以及情感态度价值观的形成。

二、电磁案例教学课前设计

（一）课前分析

在高中物理教程中，“磁现象和磁场”是学习磁场知识的第一节课，也是磁场章节的预备阶段，可以说是对以后学习磁场章节起着一个铺垫作用，只有对磁现象有个正确、清晰的认识，才能学好本章知识。应新课标的要求，本节内容侧重于引导学生发现生活当中的磁现，培养学生发现问题，提出问题的能力。因此，本节内容首先要让学生发现生活中的磁现象，了解磁现象发生的现象与原因，并通过对讲述电流效应现象以及磁场对通电导线的作用来帮助学生树立起事物之间存在联系的观点。

（二）教学目标

1、知识与技能

本次的案例教学，一是要让学生发现和总结生活中的磁现象，了解现实生活中磁现象的应用，从而以培养学生的归纳能力；二是通过实验，让学生了解磁与磁、电之间的相互作用，掌握电磁效应的现象，以培养学生观察实验的能力以及分析问题的能力；三是通过借助多媒体手段，让学生能够更加直观的了解到南北磁极以及涨潮退潮的自然现象。

2、过程与方法

本次案例教学的过程和方法比较简单，首先是要求学生在课前做好本次课堂的准备工作，通过网络等工具收集有关的磁现象及其应用；其次是案例教学中所用的方法，采用了实验加说明的方式，强调学生主动的参与到案例教学中；最后就是对所学知识的分析和总结，并采用师生之间的双向交流来认识物理规律之间的普遍联系。

3、情感态度价值观

培养学生正确的人生观、价值观也是新课标对高中物理教学的要求，而本次的案例教学，则希望通过对学生讲述奥斯特发现电磁效应的过程，使学生明白一个科学的发现需要坚持，需要保持乐观的生活态度；其次是在教学过程中，不断培养学生热爱科学的精神，并通过对磁场知识的学习，介绍我国古代对磁的应用而加强学生的爱国精神。

三、电磁案例教学过程设计

（一）电磁案例教学设计思想

本次案例教学的设计思想，主要是遵循以下几点考虑：一是因本节内容是磁场章节的第一课，目的是要学生对磁场知识有一个清晰的认识，所以采取了以提问方式作为思维的切入点，以实验为手段，以多媒体为辅助工具进行教学；二是因为本节的主要内容是电流磁效应，所以在整个设计当中是以学生自主探索、研究为思想，并通过奥斯特对磁场的研究过程为导线，过渡到磁场对电流的作用；三是结合现实中的磁场现象，如天体磁场，利用多媒体将图片、影视等资料传递给学生，同时增加对我国古代磁的利用的了解，提高本节内容学习的趣味性以及教学效果。

（二）电磁教学过程设计

1、课前调查

课前调查主要是以提问的方式，在课前给学生提出问题，即：你对现实生活当中的磁现象和磁应用了解多少？并要求学生通过诸如网络等方式进行了解。

2、课堂导入

本节课时的课堂导入采用实验的方式，在课前分别实施“磁铁吸铁”实验和演示“磁悬浮”小实验（图1），并提出问题：以上两个小实验的现象是符合发生的，其奥秘在那里。从而以激发学生的求知欲和兴趣。

3、探究实验

通过小实验顺利将学生引入课程，此时开始课程。

主要分三步走：一是让学生在课前进行准备，并要求学生讨论生活中的磁现象，在进行了一定的讨论之后，教师再借助多媒体播放影片、图片进行补充说明，如我国司南的照片（图2）、上海磁悬浮列车的影片（图3）以及飞鸽靠地磁来识别路线的资料，然后从学生熟悉的磁铁入手，引出磁的概念，即磁铁能够吸引铁质的物质，之后在引出铁的概念之后，说明磁铁吸引铁质物质是因为具有磁性。

然后再从磁性入手，利用多媒体视频和图片，引出磁性最强的区域是N和S极，并说明磁铁吸引铁质物质是因为磁铁将铁质物质磁化了（图4）；二是让学生从磁铁磁化铁质物质联系到电能也可将铁质物质磁化，从而说明电流与磁的关系，继而引出奥斯特的电流磁场效应，然后讲述奥斯特发现电磁效应的过程；三是本节结束后，要求学生进行反思、总结。

电磁铁教案篇2

一、用魔术展现神奇的洛伦兹力

课堂上一开场，展示阴极射线管及其结构原理，然后接通电源，展示电子束的运动轨迹“一条直线”，下面请大家仔细观察，我想让这束电子束听我的话，学生有一点诧异。于是我用手慢慢在阴极射线管上方移动，电子束果然一会上偏，一会下偏，一会儿又消失。课堂热闹起来，怎么我的手有如此魔力，同时请一个同学上台来也试一试，发现什么现象都没有，这就奇怪了。学生更疑惑了，甚至有学生对我的手仔细检查了一番。神秘片刻，终于有学生猜出“有磁铁”，“对了，奥妙就在这里”当我从袖套里取出事前被固定好的小条形磁铁时，大家恍然大悟：正是磁铁的磁场对电子的运动造成了影响，我们把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力，以此开始新课的教学，调动学生学习的积极性。

二、实验探究洛伦兹力的方向

引导学生认识：既然洛伦兹力是安培力的微观表现，那么要研究洛伦兹力就应从安培力“下手”。安培力的方向遵循左手定则，那洛伦兹力的方向是否也应遵循左手定则呢？让学生思考条形磁铁的北极从后方靠近射线管，电子束如何偏转，再用实验加以验证，并指出问题关键：四指应指向哪个方向？同样，北极从前方和上方靠近又会如何？让学生感知理论和实践的完美结合，加深理解比划时应注意的问题，并明确加上前后磁场后，电子束会上下偏，加上下磁场后，电子束会前后偏，从而为后面的学习做好铺垫。

三、通过实验模拟电视机内的扫描原理

在介绍完洛伦兹力的大小公式后学生知道了洛伦兹力大小与哪些因素有关，如果想改变其大小，当然可利用改变B和v的大小，或者改变两者的夹角来实现。下面我们共同来完成一个艰巨的任务，请同学们回忆我们要让射线向下偏，应如何放置条蹄形磁铁，要上偏呢？此问题较易回答。如果我要看到电子束从下偏到上偏连续的变化呢？应让磁铁如何摆放，请同学们思考设计方案，并上台展示。无论用何种方法，只要能看到现象就是成功。

通过课堂讨论和学生展示各种方案，并对一些成功方案进行分析。

主要措施有：（1）在射线管上方放置蹄形磁铁（条形磁铁也可，要注意高度），让磁场和电子束垂直，缓慢转动磁铁，在旋转180度的过程中可以看到电子束的偏转变化，若一直旋转下去即可看到电子束不停地上下摆动，（很有意思）和学生一起分析原因：此方案是通过改变B与v的夹角来改变F的大小，进而改变偏转的多少。

（2）在射线管上方附近放置磁铁，磁场和电子束垂直，然后把磁铁向上平移远离射线管，到一定高度后旋转180度，再向下缓慢靠近阴极射线管，同样能观察到电子束的连续变化，此方法是利用改变B的强弱来改变F的大小

继续探讨：如果再上下偏的基础上，要电子束再左右偏，要加上怎样的磁场？

让电子束在变化的磁场中偏转，就是电视机显像管的扫描原理，通过施加水平和竖直方向的磁场变来实现全屏扫描，只是他巧妙地应用了电流产生的磁场来控制电子束的偏转（展示偏转线圈），磁场的强弱和方向可通过电流的大小和方向变化来控制，这样更简便易控。

四、科普介绍，模拟展示北极光

电磁铁教案篇3

一、让科学课动起来

这个“动”字，在这里指的是生动。我们所使用的科学教材，是从学生身心发展特点和生活经验出发，根据有利于学生亲历学习过程；有利于实现多领域学习目标；有利于培养学生情感态度和价值观的原则，精选科学知识和技能，重视社会普遍关注的显示内容，以及具有综合性和关联性的内容，充分体现了科学来源于生活又应用于生活的思想理念。因此，在小学科学课的教学中，教师要根据教学内容联系生活实际，创设情境，开展生动的科学课堂，使学生能够迅速地融入课堂教学中来，从而培养学生学习科学的兴趣，激发学生探究科学的欲望。引导学生去探索、去发现，以实现真正意义上的探究性学习。

例如，在教学《地震》一课时，我充分利用多媒体教学的优势，来创设情境，激发兴趣。首先，谈话导入：同学们，你们喜欢旅游吗？喜欢旅游的同学请举手。哦，有这么多同学呀。老师也很喜欢旅游，2007年我去了美丽的汶川，还拍了好多照片，我们一起来欣赏。（课件展示美丽的汶川图片）怎么样？同学们，这里的风景美不美？学生纷纷说出自己的感受，真是美不胜收，宛若人间仙境，这么美的地方我真想再去看一看。于是，2008年我又故地重游，也拍了一些照片（课件展示地震后的汶川图片），看着这些照片，你们什么心情？（学生又纷纷表达了自己的心情）你们知道为什么变成这样了呢？根据学生的回答，教师随机板书：地震。在我们生活的地球上，几乎每天都在发生大大小小不同程度的地震。地震是目前人类社会无法抗拒的自然灾害之一，给人们的生活造成了严重的危害。那么，关于“地震”，你想了解哪些知识呢？学生纷纷回答……

前后两组照片，形成了鲜明的对比，使学生感受到了视觉上的冲击以及心灵上的震撼，促使学生迫切想要了解关于地震的一些知识，从而达到了激发兴趣的目的。

二、让科学课活起来

这个“活”字，指的就是探究活动。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。

观察、实验是科学教学的主要过程，也是学生科学探究的主要环节。学生通过对材料的摆弄、操作和观察可以获得丰富的客观现象，为进一步探究科学的结论奠定基础。提出问题是科学认识的第一个环节，只有提出问题，才能形成假设，进而验证假设得出结论。

例如，教学《电铃响叮当》一课，在学生研究电磁铁的磁力这个问题时，我鼓励学生从不同的角度、不同层面去观察、思考，去寻找问题的答案，有效地培养了学生的创新精神。首先，我设计了一场比赛：让学生在制作电磁铁的基础上，比一比哪个小组的电磁铁吸起小铁钉的个数最多，引导学生发现电磁铁的磁力大小不同。进而启发学生提出研究的问题：电磁铁的磁力大小与哪些因素有关？我鼓励学生对问题进行猜测：先提示学生从电磁铁的结构入手，推测电磁铁的磁力大小与什么有关。多数学生都能想到：电磁铁的磁力大小与电流的大小和线圈的匝数有关。可能电流越大，磁力越大；也可能电流越大，磁力越小；可能线圈的匝数越多，磁力越大；也可能线圈的匝数越多，磁力越小。然后，我再鼓励学生从猜想入手设计实验方案。在设计实验方案时，要采取对比实验，并根据实验方法预测实验结果。学生自己设计实验方案，并记录。然后学生在小组内交流评价各自的实验方案，并对自己的方案进行修改完善，再根据方案选择合适的材料和工具进行实验，验证自己的猜想是否正确。实验结束后，组织学生在全班交流各自的方法和结果，使学生体会到成功的快乐，满足学生心理的需要。在交流的基础上，师生共同归纳结论：电磁铁磁力的大小与电流的大小和线圈的匝数有关：电流越大，磁力越大；线圈匝数越多，磁力越大。最后鼓励学生综合运用所学知识，设计制作磁力更强的电磁铁，比一比谁制作的电磁铁吸起的铁钉个数最多，并解释其中的原因。这样又掀起了学生思维的新浪潮，使他们从多方面提出了自己的想法，并通过实验来验证自己的猜想。这个探究过程集动脑、动口、动手于一体，体现了“玩中学”的观点。

在教学过程中，我充分发挥学生的主体性，把学习的主动权教给学生，让学生自己去想、自己去做、自己去发现和探索。让学生在独立探究的过程中去充分地体验科学的认识经历，在体验中使学生的科学素养得到发展，体现了学生学习的自主性。

三、让科学课美起来

科学课的课堂教学最直接、使用率最高的就是口头评价，而这种评价的语言必须是发自内心的、充满激励的，能够使学生感受到教师的支持与赞美。课堂上，教师要充分尊重学生，及时评价学生的意见或研究成果，让学生始终处于主体地位，鼓励学生对自己或别人的想法及研究结果进行大胆评价，在评价中深化学生的认识，培养学生的评价能力，为学生创设开放的学习空间和思维空间。只有这样，才能让学生在宽松环境中独立思考，自主探究，大胆想象。教师应用发展的眼光看待每一个学生，关注学生的进步、提高和发展，更多地关注学生在学习过程中表现出的精彩个性与潜能，关注学生解决问题的灵活性与创造性，以及在学习过程中表现出的非凡创造力及优秀的学习品质。

电磁铁教案篇4

一、当学生的发现与“标准答案”不同时，指导思维，打破僵局，课堂柳暗花明。

1.背景：下面的两个案例是学生“探究电磁铁磁力大小与什么因素有关”的实验和研究岩石特征后的研讨片断，在交流电磁铁磁力大小与什么因素有关和研究岩石特征时，学生的发现和“标准答案”不尽相同，教师对这个动态的过程作出了有益的尝试：

2 案例描述：

案例一：交流研究电磁铁磁力大小后的片段

师：谁来说说你发现电磁铁磁力大小与什么因素有关？

生：我们发现电池的节数多，能增大电磁铁的磁力。

生：我们组不同，发现导线的粗细与磁力大小有关，因为粗导线做的电磁铁吸引的大头针多！

师：其他小组同意这两组的观点吗？

（统计下来，还有2组学生认为导线粗细与电磁铁磁力大小有关。）

师：说导线粗细与电磁铁磁力有关的小组能说一下，你们是怎么做的呢？

生：我们组把粗导线和细导线分别绕在铁钉上，通上点发现，粗导线的电磁铁的磁力大。

师：看来你们的发现是真实的，但做电磁铁磁力大小的对比实验室，我们知道要比较哪个因素与磁力大小有关，就要设计好公平的方法，相同条件和不同条件。（设置相同和不同条件是对比实验的重点和难点，学生很容易疏忽）

生：哦！我们小组在比较时粗导线和细导线绕在铁钉上的圈数不同。

师：应该要怎么样？

生：导线绕的匝数、铁钉、电量相同，就导线的粗细不同。

师：用这种方法再试试！

学生重新实验后发现：导线的粗细与电磁铁的磁力大小关系不大。

分析与反思：上述案例中教师就是利用了科学交流课堂中出现的动态问题――导线的粗细到底与磁力大小有没有关系进行引导，及时引出新的教学资源，指导思维，打破了僵局，突破了本课的重点和难点，可谓“一箭双雕”。而并非教师一言定论，认为是错的，下次当心之类搪塞的话语。如案例中有的学生一口咬定电线粗细跟磁力大小有很大关系，因为粗导线能吸起更多的打头针，这怎么办？教师引导：一问：是怎么做的？（回顾探究过程和审视探究的方法）二问：做电磁铁磁力大小对比实验应该要注意那些？学生积极思维，发现没有控制好变量，粗导线和细导线的匝数不是一样的。三做：最后在教师的指导下，重新控制变量，得出导线的粗细与电磁铁磁力大小关系不大的结论。既解决了交流时的僵局，又一次性突破了重点（对比实验中的条件控制），学生的思维豁然开朗，柳暗花明。

案例二：学生探究岩石后的交流发现

师：哪组先来说？

生：我们用放大镜观察岩石，发现里面有东西！

师：能具体说说有哪些东西吗？

生：1号岩石有黑色、白色的物体，2号有黄色的……

师：其他用放大镜观察岩石还有补充吗？

生：我们组还发现1号岩石里面的粒子比较大，2号……

师：除了用放大镜观察外，还发现了什么？

生：用小刀刻岩石，发现1号最硬，可能是花岗岩，3号最软。

师：你是怎么知道的？

生：因为我用小刀刻3号岩石发现它的碎石直往下掉。

生：（赶紧举手）不是，我们3号岩石不是最软的，因为用刀刻了，没有碎石掉下来！

师：那其他组对于3号岩石的软硬问题，同意那种观点？

（统计下来：三分之一学生认为3号岩石不是最软。）

师：既然我们的观点不统一，怎么办？（再实验）

提醒：刻的时候稍微用点力，每块岩石用力均匀。

学生再次实验后：

生：3号掉下来了！3号掉下来了！许多学生欢呼起来。

生：3号什么掉下来了？（注意语言表达的完整性和准确性）

师：碎石掉下来了，其他组也发现了吗？

生：（异口同声）发现了。

生：说明3号是最软的。

师：刚才我们有些小组为什么没有发现？

生：我们组因为刻得太轻了！

生：我们组把实验结果弄错了，以后要当心了

师：看来当我们在研究时有异议时，需要……

生：需要再次收集证据，再实验一次。

（体现证据在科学探究中是非常重要的）

分析与反思：上述案例就是典型的利用学生在课堂上的不同观点，及时引导学生进行反思，再次体验科学探究的过程，巩固和强调了科学研究的方法。整个科学交流的过程是那么地民主，开放空间是那么地和谐，学生的探究发现得到了尽情地展示。特别是当学生有争论：认为3号岩石（页岩是最软）不是最软时，教师没有包办代替，而是利用有价值的引导学生进行生成建构知识：提醒方法，再次寻找证据重试一次，结果学生得到了经验的有效重组和深情的呼唤：3号岩石确实很软！有碎石掉下来！得出这个结论后教师真正走出了教知识的框框，再让学生对先前的行为进行总结反思，为什么会有意见分歧？再次引导学生经历科学探究中寻找证据的重要性，整个研讨交流过程，既整理了事实，澄清了事实，又渗透了科学方法的指导、科学态度情感的折射，这不就是科学素养吗？因此这样的动态生成式的学与教才是有生命活力的，学生的经验才能真正得到锻炼和提升！

二、当学生的交流发现比较一般时，引导深究，不断反思，建构高级思维。

1.背景：下面的案例是学生研究哪种桥的承受力大后的交流片段，案例中的教师针对学生的“一般发现”，并没有见好就收，而是不断引导学生对现象进行观察思考，再次提出有价值的围绕本课教学重点的问题，展开探究，培养高级思维，使学生处在一个不断建构新知的过程中。

2.案例描述：

师：请同学们观察黑板上的各小组探究桥的形状与承受力的关系统计表，发现什么问题？

（统计表内容为：瓦楞形桥承受力最重，平桥的承受力最小，斜拉桥的承受力中等。）

生：我们发现平板桥的承受力最小。

生：我发现瓦楞形桥的承受力最大。

师：形状不同，其承受力就不同。

师：除了发现承受力最大、最小以外，还发现了什么？

学生思考。

生：发现虽然瓦楞形的桥承受力最大，但为什么每个小组的瓦楞形的桥的承受力有不同呢？其中也有承受硬币重量最少的和最多的。

师：是呀，为什么同样的瓦楞形状的桥，会有不同的承受力呢？想研究吗？

生：怎么研究？

生：把各组做的瓦楞形的桥拿上来比较研究一下。

师：同意吗？（同意）

各组学生把瓦楞形的桥送到讲台上供比较研究。

师：观察各组不同的瓦楞桥发现了什么？

生：发现第一组的瓦楞桥比较宽，瓦楞的个数也多。

生：发现第三组的瓦楞桥高度有点高。

师：瓦楞桥的宽度越宽，高度越高，说明它的承受力――（越大。）

想做一做比刚才的瓦楞桥承受力更大的吗？怎么做？

生：改变原来瓦楞桥的宽度和高度。（学生重新实验后获得成功）

师总结：只要改变物体的形状和结构，承受力就会改变。

电磁铁教案篇5

关键词：生活体验；物理教学；科学素养；教育功能

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）6-0036-3

1 问题的提出

《全日制普通高中物理课程标准》要求“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其学科探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神”[1]。 2016年9月社会各界高度关注的《中国学生发展核心素养》总体框架正式，再次引发社会各界尤其是教育界的热议，也必将带动中小学新一轮的教育变革和创新。

物理与生活有着密切的联系，生活的衣、食、住、行中都蕴含着无数物理知识。上世纪六七十年代，朱正元教授提出“从实际情况出发，自己动手，就地取材，因陋就简，土法上马”的口号影响一代又一代的物理教师。生活体验式教学作为一种新型的教学手段，将其应用到物理教学中，对于提高学生的科学素养意义重大。

2 “生活体验”教学内容梳理

根据物理教学特点，教学内容可分为三类：概念教学、规律教学、习题教学。基于科学素养要求，“生活体验”的教育功能可以总结为五个方面：知识、过程方法、思维观念、合作探究、情感态度与价值观。笔者以粤教版高中《物理》选修3-2第一章《电磁感应》为研究对象，对涉及“生活体验”教学内容与教育功能进行梳理。梳理结果如表1。

3 基于“生活体验”提高学生科学素养的教学设计

基于“生活体验”在物理教学中具有重要的价值，根据其教学内容与教育功能进行归纳，并针对提高学生科学素养提出相关教学建议。

3.1 通过生活体验，构建物理概念，突破学习思维障碍

案例1 “自感现象及其应用”的引入教学

教学内容：自感

体验名称：千人震

体验过程：用两节电动势为1.5 V的新干电池，几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器。几位参与体验的同学手拉手成一串，和电池、镇流器、开关、导线连成如图1所示的电路。闭合开关，经过一段时间再断开开关。当开关断开瞬间，同学们会有明显触电的感觉。

体验结论：当开关断开瞬间，绕圈（镇流器）本身的电流变化（减小）而产生电磁感应现象（同学触电）称为自感。

教育功能：现在的学生动手机会少，对生活中的物理现象缺少观察和深入思考，因此学生很难构建物理概念。要使学生在课堂学习中“活”起来，关键的因素之一是教师“促成学生主动地与周围环境进行交互作用”，从学生产生的认知冲突来组织开展教学活动[2]。

教学建议：物理概念的建立必须借助于感性材料、理性的逻辑思维方法[3]。物理教师结合物理新课程的教学理念，有意识地运用生活体验指导物理概念教与学，对于培养学生的思维能力，具有重要的促进意义。

3.2 通过生活体验，探索物理规律，培养学生的探究能力

案例2 “法拉第电磁感应定律”的探究教学

教学内容：探究感应电流的大小和方向

体验名称：摇绳发电

体验过程：把一条大约50 m的电线绕成10 圈，电线的两端连在一个教学演示用的灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路。如图2所示，让两个同学东西方向站立，并迅速摇动这条电线，观察灵敏电流表指针的摆动情况；改变摇动速度再观察灵敏电流表指针的摆动情况。学生观察发现：摇动电线过程，灵敏电流表指针左右摆动；且电线摇动的速度越快，灵敏电流表指针摆动幅度越大。

体验结论：灵敏电流表指针左右摆动说明导体在做切割磁感线运动时产生了感应电流，且感应电流的方向和大小跟导体做切割磁感线的方向和快慢有关。

教育功能：通过合作探究，让学生亲身动手体验，使学生经历与科学家进行科学探究时的相似过程，这样学生的实验探究能力将得到提高，同时在轻松愉悦的学习氛围中实现科学素养的提升。

教学建议：在物理规律教学中，教师可通过增加学生的体验活动，让学生在亲历研究过程中得到解决一般问题的规律，从而建立概念或发现规律，这样既解决了实验探究时学生的困惑，又激发学生的学习内驱力，进而提高学生的动手能力和合作精神。

3.3 通过生活体验，检验习题结论，深入揭示学科本质

案例3 “法拉第电磁感应定律的应用”的习题教学

教学内容：（习题）一个轻质铝管放置在水平桌面，将带有手柄的柱状磁铁插入铝管内，当向外抽出磁铁过程中（忽略磁铁与铝管间摩擦力的影响）（ ）

A.桌面对铝管支持力等于铝管所受重力

B.桌面对铝管支持力小于铝管所受重力

C.当磁铁拔出速度达到一定值时，铝管会跳起来

D.无论磁铁拔出速度多大，铝管不可能跳起来

体验名称：磁铁吸铝管

体验过程：一个轻质铝管放置在电子台秤上，读出台秤的示数，将带有手柄的柱状强力磁铁插入管内（保证强力磁铁不与铝管内壁接触）。如图3所示，将强力磁铁从铝管拔出，观察台秤示数的变化；再将强力磁铁以较大的速度从铝管拔出。通过这样的体验，学生自己就能做出正确的选择。

体验结论：当强力磁铁从铝管拔出，铝管内的磁通量发生变化，所以铝管产生感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场对铝管产生向上的磁场力，因此台秤的示数减小；当强力磁铁拔出速度达到一定值时，感应电流的磁场对铝管产生向上的磁场力大于铝管所受重力，因此铝管会跳起来。

教育功能：亲眼所见和亲身体验这是一种学生积极学习的动力，现在的物理课堂缺少这种“物”的东西，而从认知的角度来说，“理”是建立在“物”的体验上，经历了“物”的美好才能激发“物”的本质[4]。

教学建议：习题教学中教师若能用实验模拟出题目的情景，让学生通过亲身体验目睹实验结果，这样能降低学生认知的难度，从而也便于让学生发现问题的本质。

综上所述，物理源于生活，并最终服务于生活，具有很的实践性。以“学生发展核心素养体系”课程培养目标的实现不能脱离生活实践，如果将生活体验式教学有效地融入物理课堂教学之中，引导学生重视实验、重视参与、共同建构，那么我们的学生定能学有所用，切实体会到物理知识在生活中的应用价值，从而真正实现现代化建设中的高素质人才的培养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.全日制普通高中物理课程标准[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]刘崎.让体验成为物理课堂教学新常态[J].中学物理，2016（01）：79.

电磁铁教案篇6

知识目标

1、知道安培的分子电流假说．

2、知道电和磁是相互联系的．

3、了解磁性材料及其应用．

能力目标

1、通过本书教学，了解科学假说在认识自然奥秘中的重要作用．

2、通过演示实验和实物展示，掌握一些实用的磁性材料的常识，培养学生理论联系实际的能力．

情感目标

进行物理方法教育：培养学生形成科学研究的思维方式，即实验基础科学假说实验检验理论．

教学建议

教材分析

教材本节的重点是：磁铁的磁场也是由运动电荷产生的．难点是学生对安培分子电流假说的理解．教师可以利用深化物质微观结构观点使学生理解分子电流．

教法建议

教学可以采用学生自主学习的方法，在引入时，可以让学生思考：为什么通电螺旋管周围的磁感线分布和条形磁铁非常相似？是否磁体和电流的磁场本质上有可能存在相同的起源问题？让学生认真思考联系．在通过演示实验验证，在学生自主学习的基础上，在教师指导点拨下总结规律．通过实验和讲解扩展磁性材料知识．

教学设计方案

安培分子电流假说磁性材料

一、素质教育目标

（一）知识教学点

1、知道安培的分子电流假说．

2、知道电和磁是相互联系的．

3、了解磁性材料及其应用．

（二）能力训练点

1、通过本书教学，了解科学假说在认识自然奥秘中的重要作用．

2、通过演示实验和实物展示，掌握一些实用的磁性材料的常识，培养学生理论联系实际的能力．

（三）德育渗透点

进行物理方法教育：培养学生形成科学研究的思维方式，即实验基础科学假说实验检验理论．

（四）美育渗透点

通过精美的实验仪器展示，培养学生对物理仪器工艺美的审美感受力，通过物理学研究思维方式的训练和培养，提高学生对物理学推理过程的逻辑美的审美感受力．

二、学法引导

1、教师通过复习提问法引入，通过学生自学课本，了解安培分子电流假说，通过演示实验法验证，通过启发使学生理解电本质．

2、学生认真思考，细心观察实验，在教师指导下自学课本，分析总结．

三、重点·难点·疑点及解决办法

1、重点

磁铁的磁场也是由运动电荷产生的．

2、难点

安培分子电流假说的理解．

3、疑点

分子电流的微观本质．

4、解决办法

利用深化知识中学过的物质微观结构观点或理解分子电流．

四、课时安排

1课时

五、教具学具准备

条形磁铁、软铁棒、大头针、电源、通电螺旋管、小磁针、塑料棒、铝棒、铜棒、铁架台、变压器铁芯．

六、师生互动活动设计

教师复习提问引入，学生认真思考联系．通过演示实验验证，学生自学课本知识，在教师指导点拨下总结规律．通过实验和讲解扩展磁性材料知识．

七、教学步骤

（一）明确目标

（略）

（二）整体感知

本节课首先讲述磁铁和电流的磁场是否有本质上的一致，然后介绍磁性材料的特点及常见的磁性材料．

（三）重点、难点的学习与目标完成过程

1、引入新课

从上节课的学习中，我们发现磁体和电流这两种完全不同的物质周围空间都存在着磁场，且通电螺旋管周围的磁感线分布和条形磁铁非常相似，这说明了什么问题？

电与磁之间一定有某种联系，磁体和电流的磁场本质上有可能存在相同的起源问题．

2、安培的分子电流假说

身体中的电流是由大量的自由电子的定向移动而形成的，而电流的周围又有磁场，所以电流的磁场应该是由于电荷的运动产生的．那么，磁铁的磁场是否也是由电荷的运动产生的？

安培提出在磁铁中分子、原子存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体．

磁铁的分子电流的取向大致相同时，对外显磁性；磁铁的分子电流取向杂乱无章时，对外不显磁性．

3、假说的验证

（l）能解释实验现象

现象一：软铁棒被磁化．演示：软铁棒未被磁化前无磁性；磁化后有磁性，能吸引大头针．

现象二：磁铁受到猛烈的敲击会失去磁性．

演示：猛击磁铁，观察小磁针偏转情况．

（2）近代的原子结构理论证实了分子电流的存在．

根据物质的微观结构理论，微粒原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，电子在库仑力的作用下，绕核高速旋转，形成分子电流．

4、磁现象的电本质

科学假说在人们认识自然奥秘中有着重要的作用，是人们研究科学发展的一种重要方式，经过实验验证后的假说就升华为理论，即安培分子电流理论．从该理论中，我们可以清楚地看到磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的．

5、磁性材料

（1）不同的物质磁化程度不同

演示：通电螺线管上方悬挂小磁针，先在螺线管中先后插入塑料棒、铜棒、铝棒，观察磁针偏转情况．再分别插入软铁棒、变压器铁芯，观察磁钉偏转情况．

大多数物质对磁场的影响很小，只有少数几种物质如铁、镍、钴及一些合金等才能对磁场有很大的影响，能使磁场增强几千倍，甚至上百万倍，这些材料叫铁磁性材料．

6、介绍硬磁性材料和软磁性材料

阅读课文，请学生回答：

（1）什么是硬磁性材料？什么时候用硬磁性材料？

（2）什么是软磁性材料？什么时候用软磁性材料？

（四）总结、扩展

本节课我们学习了安培分子电流假说，使我们认识到磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的．电与磁的统一是一个非常重要的思想，这个思想引导奥斯特发现了电流的磁效应，引导法拉第发现了电磁感应现象，最后引导麦克斯建立了统一的电磁场理论．

注意不要把一切磁场都看作是由电荷的运动产生的．因为变化的电场也会产生磁场．另外注意和化学中极性分子知识相结合编写理化综合题考察学生的综合应试能力．

八、布置作业

普通磁带录音机是用一个磁头来录音和放音的，磁头结构如图所示，在一个环形铁芯上绕一个线圈，铁芯有个缝隙，工作时磁带就贴着这个缝隙移动，录音时，磁头线圈跟微音器相连，放音时，磁头线圈改为跟扬声器相连，磁带上涂有一层磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁，微音器的作用是把声音的变化转化为电流的变化，扬声器的作用是把电流的变化转化为声音的变化．根据学习的知识，把普通录音机录音的基本原理简明扼要地写出来．（放音的基本原理待学习了电磁感应后可知．）

答：声音的变化经微音器转化为电流的变化，变化的电流流过线圈，在铁芯中产生变化的磁场，磁带经过磁头时磁粉被不同程度地磁化，并留下剩磁，这样，声音的变化就被记录成不同程度的磁化．

九、板书设计

七、安培的分子电流假说、磁性材料

一、安培的分子电流假说

1、假说的提出

2、假说的验证

二、磁现象的电本质

磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．

电磁铁教案篇7

关键词：数字化实验；初中物理实验；物理实验教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）11-0059-2

数字化实验（DIS）是信息技术与物理教学整合的重要基础。数字化实验室的设备主要由传感器、数据采集器、计算机、配套系统软件及配套教具等构成。它以真实实验为基础，通过各种传感器替代传统的仪表，通过数据采集器将采集到的实验数据送往计算机进行数据处理、图线分析，借助计算机平台更直观地显示物理现象，更深刻地揭示物理规律。传感器是数字化实验室的重要组成部分。传感器包括力传感器、位移传感器、声波传感器、电压传感器、电流传感器、温度传感器、压强传感器、磁感应强度传感器等。它能够快速、高精度地适时采集物理实验中力热声光电等各种变化着的物理量数据。基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的计算机建模和图像分析等技术是开展物理探究教学的两大技术支撑。

下面列举两个笔者在初中物理教学中利用DIS数字化系统的实验创新教学实例。

案例1 探究电流与电压的关系

传统教学中，学生进行分组实验时利用滑动变阻器多次改变定值电阻两端的电压，分别用电压表和电流表测出电压值和对应的电流值，再在坐标系中描点作图，通过数据和图像得出结论。但一节课的时间里，学生既要设计实验方案，包括设计实验电路和实验表格，又要完成定值电阻的电压、电流值的多次测量，需要较长的时间。而且，如果电压值取得太接近或者不是倍数关系，测出的数据不容易得出结论。因此，在实验前，很多教师往往会提醒学生使电压成整数倍变化，这样做的结果是学生确实容易发现规律、总结出结论，但是“探究”的意味就淡了许多，原本生动有趣的实验也变得枯燥乏味了。若非如此，学生就需要更多时间来进行更多次的实验，一节课的内容又很难完成。

应用DIS数字化系统就很轻松地解决了这个矛盾。

实验过程和数据分析：

1.按电路图连接电路，为使结论具有普遍性，将一个5 Ω和一个10 Ω的定值电阻串联进电路进行实验，用电压传感器和电流传感器代替电压表和电流表分别测定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流。

2.将电压传感器和电流传感器分别接入数据采集器。

3.打开计算机，进入数字化信息系统软件，新建实验，设置电阻的电流-电压关系图线。

4.闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，测量多组电压和电流值。计算机根据得到的电压值和电流值实时在界面上生成电流-电压关系图像，如图1所示。

⒌分析所得的实验数据和图像，得出结论。

从图像中能明显地看出通过定值电阻的电流与定值电阻两端的电压成正比。将电压、电流传感器引入测量小灯泡的电阻教学，就可以在很短的时间内清楚地记录下电流随电压变化的曲线。使教学手段更多样，促进教学目标的更好达成。使用数字传感器的好处一是时间短，通过设置，每隔0.1 s就会有一组电压电流数据对应的点描绘在坐标系中，因此在较短的时间（几秒钟）内就会有几十个点记录下来，同时生成I-U图像。二是数据多，结论更可靠。由于采集的数据较多，因此图像较为理想。

案例2 探究磁铁周围的磁场实验

实验装置如图2所示：

1.将磁传感器接入数据采集器。

2.打开数字化信息系统软件，新建实验，设置磁场强度-时间图线，时间设置为1 min，时间间隔设为10 ms。

3.将磁传感器探头向下，在条形磁体表面从条形磁体的中间开始匀速地向一个磁极移动（如图3），再从一个磁极匀速向另一个磁极移动，如此往复，测出磁场强度随时间的变化。

4.观察图像，总结条形磁铁周围的磁场分布特点。

应用磁感应传感器可以使学生明显地观察到电磁铁周围磁场强弱的变化，使我们肉眼看不见摸不着的磁场变得显而易见。

由以上数字化实验教学中的应用看出传感器的介入提升了实验的效率图像的展示，进一步培养了学生的观察能力和分析能力。让教师无需语言的赘述，通过理性的数学分析得出，使学生的认知水平得到提升。但数字化实验也存在一些问题，比如不利于学生对传统实验仪器的熟练操作和正确使用。同时，数字化设备对学生的科学探究方法、学习能力、创新能力、数字处理能力有较高的要求。因此，教师在教学过程中就必须再学习，必须接受新仪器、新手段，才能掌握好新的科技手段，并用在自己的教学工作中。

电磁铁教案篇8

【关键词】五个解放；课堂；科学探究；活力

1解放儿童的眼睛，让孩子们自主发现问题。

【教学片段一】课堂伊始，教师出示电磁起重机吊运集装箱的视频。

师：同学们看了视频之后有什么感想？

生：电磁起重机威力巨大。

师：电磁起重机运用了电磁铁怎样的性质进行工作？

生：电磁起重机运用了电磁铁接通电流产生磁性，断开电流磁性消失的性质进行工作。

师：想比赛一下哪一个组制作的电磁铁威力大吗？

生：想。

师：现在我们开始电磁铁制作比赛。【教师为各组准备的材料各不相同：电池新旧不同、导线长短不同、铁芯粗细不同】

学生分组制作电磁铁。

师：请每组的记录员汇报一下你们组实验的结果。

生汇报。【一组25个、二组13个、三组18个……】

师：为什么每组电磁铁吸引的大头针个数不同？

生：电磁铁磁力大小不同。

师：为什么电磁铁磁力大小不同？请同学们自己到各组去观察。

……

生汇报。【电池新旧不同、导线长短不同、铁芯粗细不同】

《小学科学课程标准》明确指出科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，也是科学学习的方式。而“探究不是从观察开始的，而是从问题开始的”（奥地利科学家卡尔？波普尔语），我国古代伟大的教育家孔子也说过：“学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进。”可见，问题是探究的起点，是探索发现的根源，处于探究过程中的核心地位。科学教育的宗旨是以问题为纽带进行科学教育，从激发学生发现问题开始，到产生新的问题终止。在本课的设计中教师巧妙地运用电池新旧不同、导线长短不同、铁芯粗细不同等因素创设问题情境，让学生在动手实验的过程中去发现问题，让学生通过自己动手、动脑，经历知识的探究过程，启发创造思维，提高观察能力，培养发现精神。实践也证明，学生通过自己动手实践，有利于突破知识学习中的重难点，自求诠释；有利于学生体会实践意义，提高科学研究的能力，培养科学的情感和态度。

2解放儿童的嘴，让孩子们主动提出问题。

【教学片段二】

师：为什么电池新旧不同、导线长短不同、铁芯粗细不同，电磁铁磁力大小不同？你有什么问题吗？

生：电磁铁磁力大小可能与电流的强弱有关。

师：你的理由是什么？

生：新电池电流强，旧电池电流弱。

师：你的猜测是什么？

生：电流强电磁铁磁力大，电流弱电磁铁磁力小。

生：电磁铁磁力大小可能与导线长短有关。

师：你的理由是什么？

生：导线长，绕的圈数多电磁铁磁力大；导线短，绕的圈数少电磁铁磁力小。

师：也就是说电磁铁磁力大小可能与什么有关？

生：电磁铁磁力大小可能与线圈圈数有关。

教学中一个好的问题设计，犹如在学生脑海中投入一颗石子，能激起学生思考的波浪。因此教师在教学中要善于根据教学内容设疑，通过设计悬念创设教学情境，激发学生的好奇心和求知欲，使学生随着老师设置的疑点，不断地思索。本课的教学中教师利用材料创设问题情境，让孩子们在实验的过程中主动质疑：电磁铁磁力大小可能与什么因素有关？以积极的情感投入到科学的探究学习中来。

3解放儿童的大脑，让孩子们积极的思考问题。

【教学片段三】

师：刚才同学们都提出了自己的猜想，电磁铁磁力的大小可能与线圈的圈数、铁芯的粗细、电流的强弱、铁芯的形状等因素有关。但这仅仅只是猜想，科学真理是要经过实践的检验的，同学们有办法证明自己的猜想吗？

生：有。

师：下面我们就八仙过海，沿着自己小组的猜想，开动脑筋，各显神通。

师：友情提示，这是一个典型的对比试验，在这个实验当中我们需要思考两个问题：①我们需要改变的条件是什么？怎样改变这个条件？②为了实验公平，应当控制不变的条件有哪些？怎样控制这些条件不变？【出示课件】请同学们先独立思考，再小组讨论，并完成研究计划。

附：检验电磁铁磁力大小与关系的研究计划

生：独立思考，小组讨论，完成研究计划。

师：巡视指导。

有效实验探究活动不仅是学生动手操作上的探究活动，还应包括思维上的探究活动。一堂课只有40分钟，教师要引导学生做很多事情，如计划制定、小组讨论、动手实践、汇报交流等，经常会出现时间不够的情况。所以教师要有所侧重，不能为活动而活动。有效的研究计划是有效探究活动的保证，所以教师在科学教学过程中必须重视学生研究计划的制定。它既是为儿童提供充分探究的机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，也是儿童智慧火花的闪现，在小组交流的过程中更是儿童思维碰撞的过程。在这个过程中，通过儿童思维的交流实现实验探究能力强的孩子对实验探究能力相对较弱的孩子的一对一帮助，从而提高学生整体的实验探究能力。让孩子们都能体验科学学习的乐趣，增长科学探究的能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，领悟科学的真谛。

4解放儿童的双手，让孩子们探究科学的真谛。

【教学片段四】

师：各组的研究计划已经制定好了，请各组的材料员到讲台上取你们组需要的实验材料。咱们比比看哪一组的实验完成得又快又好。【材料员自行取器材】

师：友情提示：不要长时间接通电磁铁，以免耗电太多，影响实验的准确性。

【附件】电磁铁磁力大小与关系的实验记录表

学生分组实验，教师巡视、记录学生实验过程中存在的问题。

师：各组已经完成实验，请记录员汇报组上的研究计划和实验发现。

学生汇报，投影展示，师生点评完善研究计划，梳理小结实验发现。

在科学实验探究课的教学中，教师为了确保教学目标的完成，往往在分组实验前往往花费大量的时间矫正研究计划，束缚学生的双手，让学生按照走向成功的步伐迈向实验，结果实验成功了，但时间不充分，实验只是蜻蜓点水。在这一堂课中，实验前老师没有先完善学生的研究计划，而是让学生按照自己的预设，放开双手去开展探究。有的组取器材跑了几趟，有的组实验成功了，有的组失败了。教师只是默默地记录着这一切，在点评的过程中教师才和学生一起寻找失败的原因。我们常说课堂是学生的课堂，学生是学习的主人，我们要将课堂还给学生，那么我们在科学探究的过程中就要允许学生走弯路，犯错误。解放他们的双手，让孩子们放手去做。成功了是科学，失败了，教训也是科学。

5解放儿童的时间、空间，让孩子们遨游科学的海洋。

【教学片段五】

师：今天，我们对影响电磁铁磁力大小的因素有了一些初步的了解，随着科技的发展，电磁铁在生产和生活中的运用越来越广泛。【展示电磁铁在生产和生活中的运用的图片和视频，教师介绍】

师：在上课之前，我们认识了电磁起重机，你还能使它吸铁的能力更强一些吗？下来以后请各科技小组在组长的带领下设计你们的改进方案，撰写自己的科学小论文。

科学（3-6年级）课程标准》（实验稿）指出：“用丰富多彩的亲历活动充实教学过程”，这样的活动“可能需要课外活动的配合”，要“将学生的科学学习置身于广阔的背景之中”，“引领他们到校园、家庭、社会、大自然中去学科学用科学”，“不要把学生束缚在教室这个太小的空间里，教室外才是孩子们学科学用科学大有作为的更广阔天地”。教师要架起科学课由课内向课外延伸，有学习走向生活的桥梁，让学生在更为开放的环境中探究，通过展示（课余展示、课前展示、办板报展示、在学校网站上展示），让学生的探究结果得到，还可以指导学生将他们的研究成果写成科学小报告或小论文，在报刊杂志上予以发表，激发孩子们进一步探究的热情，使探究的动力得到进一步的巩固。

新课程改革的根本目的在于促进人的生动地发展、主动地发展。作为教育引导着的教师只有牢记叶老的教诲，以“五个解放”作为一切教育活动的出发点和归宿点，我们的课堂才能焕发出生命的活力，才能还课堂于学生，才能实现人的生动发展、主动发展。

参考文献

[1] 教育部基础教育司组织编写.《走进新课程》，北京师范大学出版社，2003年

[2]喻伯军主编.《小学科学教学案例专题研究》，浙江教学出版社 2005年6月

电磁铁教案篇9

后现代教学理论认为：学生才是教育的第一主体，也是最后的主体.教师不再是传授者，而是激励者；不再是演独角戏，而是学生做演员，教师是导演，甚至是幕后的.所以教师要改变以往滔滔不绝、口若悬河地说教式教育，当个好“导”师，引导学生在知识的海洋中自主遨游，变“教”师为“导”师，变“教”课为“导”课.在教学中教师“导”课，让学生都当“演员”，学生亲自实践、发现、体验并学以致用，做到教与学合一，以利于学生创造性的发挥、创造性的学习，以利于学生优秀品质的养成.教师的职业魅力将大大增加，传统形象（教书匠）将被精神生活的艺术家所取代.本人的体会是：教师的“导”，可以说是给学生搭建“活动”的舞台，“导”的形式有很多，比如设置问题、设计实验、小组讨论、成果展示、习题演练等等.设置问题，训练思维能力的舞台；设计实验，训练动手能力、观察能力、合作能力的舞台；小组讨论，学生相互交流、互相学习的舞台；成果展示，培养口头表达能力、提升学生信心的舞台；习题演练，学生运用所学知识解决问题的舞台.下面，以《探究感应电流的产生条件》的教学案例具体说说在课堂上本人如何不断“搭台”和“编导”，学生怎样不停地“演戏”，变课堂为“舞台”.

1实验引入

师“导”：绳，大家都跳过，可我们今天来个别样的跳绳.

演示实验1：如图1所示，一根导线，两端接上灵敏电流计，

构成闭合电路，没有电流.切换实物投影，用实物投影展示灵敏电流计.大家观察灵敏电流计的指针是否偏转.

生“演”：（1）三位同学来展示一下跳绳，其他同学观察灵敏电流计指针有无摆动.

（2）实验现象：电流计指针发生了摆动.

（3）实验结果：导线中产生了电流――感应电流.

师“导”：产生感应电流的条件是什么呢？我们这节课就来探究感应电流的产生条件.

点评师“导”搭了学生易于操作又直奔主题的“舞台”，学生跳绳、同学们观察到有趣的现象――产生了感应电流，立即引发了学生的兴趣，感应电流怎样产生的问题学生油然而生，大脑随之动了起来.

2新课教学

板书课题，切换课件.

师“导”：关于感应电流产生的条件，同学们在初中初步探讨过，请同学们回忆一下，感应电流是怎样产生的呢？关键点在哪？

生“演”：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，产生感应电流.至于关键点学生会通过讨论得出“闭合”和“切割”这两个关键点.

教师肯定和表扬.

点评师“导”顺势设问构筑复习的“舞台”，学生通过回忆、讨论得出答案并为下面开展探究与学习打下基础.教师及时肯定和表扬激起学生学习兴致.

师“导”：演示实验2，一根金属棒与一只灵敏电流计组成一闭合回路，金属棒处在如图2所示蹄形磁铁中，蹄形磁铁内部磁感线方向竖直向下，金属棒怎样运动才能在回路中产生感应电流呢？是水平运动、竖直运动、不动还是斜向运动呢？

生“演”：（1）一位学生上来演示，其他同学观察、思考.

（2）观察现象：竖直运动和不动，灵敏电流计指针没有摆动，水平运动和斜向运动灵敏电流计指针有摆动.

（3）学生分析：竖直运动和不动，金属棒没有切割磁感线，所以闭合回路中没有电流；水平运动和斜向运动，金属棒做切割磁感线运动，所以闭合回路中有电流.

同学们的探究很成功！（教师评价）

点评师“导”搭建了一个金属杆运动能不能产生感应电流的探究实验平台，学生自己做实验、观察，运用刚才复习过的知识分析得出：闭合回路中的金属杆光有运动不够，运动中还要切割磁感线，闭合回路中才有电流.让学生体会到“学”是为了“用”，同时为学生设计通过条形磁铁、通电螺线管产生感应电流的实验方案做铺垫.

师“导”：是不是只有切割磁感线才能产生感应电流，有没有不切割磁感线运动就可产生感应电流，也就是说还有哪些情况也可产生感应电流呢？

将学生分成8个小组，每个小组桌面上都有：一个大线圈、一个小线圈、一只灵敏电流计、一根条形磁铁、一个电键、一个学生电源和导线若干条.

请每个小组讨论，制定出方案并进行探究.

每组讨论、探究之前，教师提示：同学们设计探究方法时可参考桌面上的器材，哪些器材可以获得磁场？产生感应电流的回路需用哪些器材构成？回路中感应电流通过什么器材显示出来？电路如何组成？怎样操作？如何列表记录？

如图3所示的方案一，学生能设计出来.其它方案若学生设计不出来，教师在方案一的基础上引导：磁铁可产生磁场，电流也能产生磁场，那哪一个器件产生的磁场与条形磁铁的磁场很相似呢？――通电螺线管.那我们就可以用通电螺线管来替代条形磁铁.

思考：一根条形磁铁，它产生的磁场是不变的，那通电螺线管产生的磁场可不可以变化呢？通电螺旋管的磁场的有无可通过线圈中电流的有无来实现，其磁场的强弱可通过线圈中电流的大小来改变.如此学生可设计出如图4所示的方案二.

生“演”： 学生设计出实验方案，在做探究实验的同时列表记录实验情况.合作探究、小组讨论后，每个小组选一位同学上台展示和评议.

学生展示结果如下：

方案一：探究结果如表1.

表1磁铁的运动1螺旋管中磁场B的变化1电流表指针N极插入线圈1变大1发生偏转N极停在线圈中1不变1不发生偏转N极从线圈中抽出1变小1发生偏转不同小组得出的结论：

（1）闭合回路中，线圈切割磁感线时回路中有感应电流产生.

（2）闭合回路中，磁铁与螺线管有相对运动有感应电流产生.

（3）闭合回路中，线圈中磁场强弱发生变化时回路中有感应电流产生.

方案二：探究结果如表2.

表2闭合开关瞬间1磁场由无到有1发生偏转闭合开关一段时间，A中电流稳定后1有磁场但不变1不发生偏转闭合开关，A中电流稳定后，在将滑动变阻器的滑动触头向左或向右滑动的过程中1磁场变弱或变强1发生偏转断开开关瞬间1磁场由有到无1发生偏转结论：闭合回路中，线圈中磁场强弱发生变化时回路中有感应电流产生.

此阶段教师巡视、点拨，同时观察各小组完成情况.做得好的小组，教师及时肯定和表扬，遇到困难的小组，教师及时引导和鼓励.

点评师“导”在前面所搭建“舞台”的基础上设置了一个更高、更大的“舞台”，教师适时引导和激励，把教学推向高潮.由于这个“舞台”比较高，有的学生爬不上去，因此教师通过一系列的设问和提示给学生搭起了一个逐级攀爬的台阶.在教师的引导下学生通过思考、讨论、设计、操作、列表记录、分析综合等最终得出结论.通过这一系列的活动，潜移默化的告诉学生方法要共享，探究需合作.学生体验了过程、熟悉了方法、增强了合作、取得了成功、提升了信心，提高了品质.俗话说得好，“眼过千遍，不如手过一遍.”

师“导”：前面的演示实验2中金属棒切割磁感线产生感应电流可抽象成图5所示中最上面的导体杆水平运动切割磁感线的情况，导体杆在切割磁感线的过程中闭合回路的面积S在变化；探究实验一和二可等效为图5中的下面两个图，闭合回路中的磁感应强度B发生变化，回路中都会产生感应电流.以前我们学过哪一个物理量可以概括面积S和磁感应强度B这两个因素呢？可不可以用一句简单的话来概括上面各种产生感应电流的条件呢？

生“演”：（1）磁通量可以概括面积S和磁感应强度B这两个因素.

（2）感应电流的产生条件可以概括为：穿过闭合电路的磁通量发生变化

（第一个问题学生一般能回答出，第二问题有点难度，在教师的引导下学生通过讨论概括出感应电流的产生条件，此结论一出教师及时带领学生为概括出的同学鼓掌）.

板书：感应电流的产生条件.

点评师“导”将演示实验2和探究实验一和二进行了模型化，分别抽象成图5，让学生在可视的平台上自行归纳出结论.教师教学不要总是扶着学生“走”，而是该想法让学生自己“走”，教师充分发挥了引导作用和评价作用，采用知识自主生成而不是一味灌式的教学，学生主动获取知识，学习印象深刻.

师“导”：当然我们是站在巨人的肩膀上才这么快就得到了结论，历史上为了获得这个结论，以法拉第为代表的好多科学家经过好几年的不懈努力，反复研究，最终找出规律.任何科学探究过程都不是轻而易举的，要有坚持不懈的毅力和顽强拼搏的精神.那请同学们解释前面的跳绳为什么能产生感应电流，对摆动绳子的两位同学的站位有没有要求？

生“演”：（1）绳子和灵敏电流计组成闭合回路中的磁通量通过绳的摆动在不断地发生变化.（2）有，东西方向站效果好.这个回答需教师适当提示地磁场的方向.

教师对第一个问题的回答给与表扬，对第二个问题的答出给与称赞.

点评这次师“导”重在设置教育的平台.教育学生要有坚持不懈、勇于探索的精神.让学生感觉物理是从生活中来又到生活中去，它与生产、生活紧密联系在一起，让学生认为学物理是有用的，从而激发学生学习物理的欲望和激情，同时使课堂首尾呼应.

3课堂总结

同学们，物理就在我们身边，我们要善于从日常生活中发现物理问题，探究物理规律，进而将我们学习的物理知识用于生产和生活中.

电磁铁教案篇10

1低电压欠压脱扣器方案研究

1.1电磁铁参数DW50断路器所采用的欠压脱扣器，其电磁铁普遍采用“联合设计”的电磁铁，其电参数如下。线圈参数：0.17，7600匝，580；始动电压（Vs）：150V；工作电压（Vo）：30V；维持电压（Vm）：9.5V。电磁铁可以在一个很宽的电压范围内工作。结合断路器用欠压脱扣器特点，控制电路应向电磁铁提供一合适功率，防止电磁铁“震脱”[3]。

1.2方案研究由电磁铁特性可知，电磁铁吸合时的“始动电压（功率）”往往比“维持电压（功率）”高出许多。欠压脱扣器装配于断路器中，断路器主触头系统合闸时会产生框架震动，为保持电磁铁动铁心不会自行脱落，要求电磁铁线圈有一个大于维持电压的“工作电压（功率）”。无论是直流24V输入，或是交流24V输入，控制电路直接驱动电磁铁，不能正常工作。为此，设计低电压欠压脱扣器方案如图1所示。输入电压经EMC电路抗干扰滤波后，形成二次电压接桥式整流器B1，B1的输出定义为SP。对于直流电压输入，起到极性转换作用；对于交流输入，由B1整流为脉动直流。SP经D0隔离、C1滤波后接至升压电路，同时接电电源电路。电源电路产生12V电压供升压电路与开关电路，生产的5V电压供片机电路。SP同时接由R1、R2组成的采样电路，采样信号SA送单片机。单片机控制升压电路与开关电路。

1.3主电路与储能电容与一般升压电路不同，为了避免电磁铁动——静铁心之间的撞击，提高电磁铁的工作次数，以始动电压（功率）足够、平稳过渡到工作电压（功率）的方式为最佳。即，VH电压首先充电到150V（A点），然后接通开关电路（K），依靠电容电荷释放做功吸合电磁铁。随后将输入电压提升高工作电压30V（B点），如图2（a）所示。设升压电路中的滤波电容为C2，充电电流为iL，电磁线圈等效为电感DL、内阻DR，开关电路为K，主电路结构如图2（b）所示。K闭合瞬间，电磁铁获得的始动功率是来自输入电源的电流iL和电容放电电流iC共同产生的功率。电容C2的放电时间t2要大于电磁铁的触动时间与吸合时间之和[4]。根据C2对DR的放电功率，有已知电磁铁触动与吸合时间之和为5.6ms，电容放电电流取初始电流（I=150V/580）代替，可求出电容器容量为112F，取100F。实验过程中，通过观察C2对电磁铁的放电电流，在电磁铁动铁心正好运动到结束时为止。既可以确保电磁铁可靠吸合，又可以避免动铁心对静铁心之间的过渡冲击。

2主要单元电路设计

2.1升压电路单片机发出PWM控制信号CO，经三极管T1放大后推动由T2与T3组成的推挽电路，驱动MOS管T4。储能电感L1输入端直接连接VA，输出端经D1接电容C2。R6与R7、R8组成电压取样电路。取样信号经Z1限幅后接三极管T5，T5集电极信号VINT输出至单片机。R9、R10分别为T5的基极、集电极偏置电阻。第一阶段（空载）升压时，单片机输出低电平信号LV，R8可视为短路，分压比较小，VH电压值充电到目标值后，VZ击穿稳压管Z1，经T5放大后，VINT由高电平转为低电平,引发单片机中断。第二阶段恒压时，单片机将输出信号LV设置为高阻态，R8加入取样电路，进行同样的反馈过程。设第一、第二阶段取样信号VZ相同，则可在假设电阻值R6、R7的前提下得到R8具体参数。由于主电容C2取值较大，储能电感可按电感电流临界模式估算：由于电磁铁工作电压范围很宽，利用单片机生产PWM控制升压电路，结合升压电路反馈信号至单片机，即可满足电磁铁的正常工作。

2.2信号采样图1中的R1、R2组成电压采样回路，采样信号送入单片机。上电后，单片机首先启动定时器1定时100ms，并令SA输入引脚为边沿触发中断方式。在这100ms时间内无中断触发，表明为输入电压为直流电压，否则为交流电压。交流电压输入时，中断触发定时器2的时间，即为输入电压半个周期的时间。舍去第一次、最后一次定时器2记录的时间，将其余周期时间求均值算出电网周期值，然后均分为32等分，即按每半个周期采样32点进行采样，进行有效值计算。对于直流输入，则直接求32次采样值的均值。

2.3单片机电路单片机完成信号采样之外，还控制升压电路与开关电路。单片机电路包含3位BCD拨码电路。单片机先行输出LV低电平，并向升压电路CO输入PWM升压，直至反馈信号VINT为低电平时，将CO置高电平。一旦VINT为高电平时，单片机再度向CO输入PWM信号进行升压，保持VH为一恒定启动高压。在这过程中，单片机同时检测输入电压的大小，当输入电压信号大于85%的Ue后，单片机控制开关电路接通电磁铁。完成电磁铁起动之后，单片机置LV为高阻态，同样使得VH恒定在电磁铁工作电压附近。单片机读取3位BCD拨码开关状态。3位BCD拨码全部断开时，表示“瞬时”脱扣；3位BCD拨码其余不同组合状态，分别表示0.5、1、2、3、5、6、10s欠压延时断开时间。当输入电压信号小于50%的Ue后，单片机按BCD拨码不同组合状态，控制开关电路电磁铁断开。单片机全局处于停机（STOP）状态，采用32等分的定时中断激活方式工作，既可有效降低自身功耗又提高了抗扰能力。

3结论