【大单元·任务式】《7.3.1电磁铁(第一课时)》课时导学案(含答案)--教科2024版9年级

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【大单元·任务式】《7.3.1电磁铁(第一课时)》课时导学案(含答案)--教科2024版9年级

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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
学习目标 物理观念:理解电磁铁的定义、原理,掌握 “电流大小、线圈匝数影响磁性强弱” 的规律。 科学思维:通过实验数据归纳结论,提升逻辑推理与分析能力;能运用控制变量法设计并分析实验。 科学探究:完成“自制电磁铁”“探究磁性强弱影响因素”的实验,提升实验操作、数据处理与问题解决能力。 科学态度与责任:通过电磁铁在科技与生活中的应用,认识科学技术的社会价值,激发探究电磁现象的兴趣。
学习重点 电磁铁的工作原理;影响电磁铁磁性强弱的因素。
学习难点 理解“铁芯被磁化后增强螺线管磁性”的微观机制;控制变量法在实验探究中的规范应用。
【课前预习】
一、电磁铁的定义与原理
1.在______中插入______,当有电流通过时,就构成了电磁铁。
2.电磁铁的原理:螺线管中的铁芯被电流的磁场______,使通电螺线管的磁性______;断电时,磁性______。
二、自制电磁铁
3.自制电磁铁的材料:大铁钉作为______,漆包线密绕______匝,还需要电源、开关、导线等。制作时,漆包线两端要______以保证导电。
三、影响电磁铁磁性强弱的因素
4.猜想:电磁铁的磁性强弱可能与______和______有关。
5.实验方法:采用______法,探究电流大小的影响时,保持______不变;探究线圈匝数的影响时,保持______不变。
6.实验现象:电流越大,吸起的大头针越______;线圈匝数越多,吸起的大头针越______。实验结论:电磁铁的磁性强弱与______和______有关,______越大、______越多,磁性越强。
四、电磁铁的应用
7.电磁铁在生活和科技中有广泛应用,例如______、______、磁悬浮列车、核磁共振成像系统等。
【课中研学】
1.电磁铁的定义是什么?自制时漆包线要绕多少匝?磁性有无由什么控制?
(1)实验:自制电磁铁
用大铁钉作铁芯,把漆包线在铁钉上密绕20~50匝,一个简单的电磁铁就做成了(如右图)。
把漆包线的两端接到电路中,就可以进行一些有关电磁铁的实验探究了。
2. 电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关?
(1)实验:影响电磁铁磁性强弱的因素
①如图7-3-3(a)所示,同一电磁铁,比较电流较大和较小情况下电磁铁的磁性强弱。
②如图7-3-3(b)所示,两个匝数不同的电磁铁,通过相同电流时,比较两个电磁铁的磁性强弱。
3.结合实验和安培定则,电磁铁有哪三个优点?核心是什么?
4. 对铁质物体施力的应用有哪些?它们利用了什么优点?
【课堂总结】
【分层作业】
(巩固性作业)
一、填空题
1. 构成电磁铁的基本结构是:在______中插入______,通电后可产生磁性。
2.电磁铁的磁性来源于螺线管的电流磁场,同时铁芯被______,使整体磁性______(选填 “增强” 或 “减弱”)。
3.自制电磁铁时,漆包线两端需要______(选填 “保留漆皮” 或 “去除漆皮”),目的是保证电路______。
4.探究 “影响电磁铁磁性强弱的因素” 实验中,需采用______法,若探究线圈匝数的影响,应保持______不变。
5.当电路断开时,电磁铁的磁性会______(选填 “立即消失” 或 “保持不变”),这是电磁铁区别于永磁体的重要特点。
6.生活中常见的______(举 1 例)是利用电磁铁工作的,其核心是通过通断电控制磁性有无。
7. 下列关于电磁铁原理的说法,正确的是( )
A. 仅靠螺线管的电流产生磁性 B. 铁芯本身具有磁性,与电流无关
C. 电流磁场磁化铁芯,使磁性增强 D. 电磁铁的磁性与电流方向有关
8.要增强电磁铁的磁性,下列方法可行的是( )
A. 减小线圈匝数 B. 减小电路中的电流 C. 增加线圈匝数 D. 移除铁芯
9.自制电磁铁时,用相同的漆包线绕制线圈,下列做法能使电磁铁磁性更强的是( )
A. 绕 50 匝线圈 B. 绕 30 匝线圈 C. 用更细的漆包线 D. 断开电源
10.下列设备中,没有利用电磁铁工作的是( )
A. 电磁起重机 B. 普通永磁体 C. 电铃 D. 全自动洗衣机的进水阀
(拓展性作业)
11. 某同学探究 “电流大小对电磁铁磁性强弱的影响”,实验中应保持不变的是( )
A. 电流大小 B. 线圈匝数 C. 吸起大头针的数量 D. 电源电压
12. 某同学用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,在“研究电磁铁”的实验过程中,当S闭合后,下列说法不正确的是
A.B线圈的匝数多,说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流
B.要使电磁铁磁性增强,应将滑动变阻器的滑片P向左移动
C.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
D.电流相同,匝数多的磁性大
13.关于电磁铁的特性,下列描述错误的是( )
A. 通电能产生磁性,断电磁性消失 B. 磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关
C. 可以通过改变电流方向改变磁性强弱 D. 插入铁芯比无铁芯时磁性更强
14.用同一电磁铁先后通不同大小的电流,分别吸起大头针,下列现象能说明 “电流越大,磁性越强” 的是( )
A. 电流大时吸起 10 枚大头针,电流小时吸起 5 枚
B. 电流大时吸起 5 枚,电流小时吸起 10 枚
C. 两次都吸起 10 枚大头针
D. 电流大时无磁性,电流小时有磁性
15.电铃工作时,反复通断电使电磁铁磁性交替变化,从而带动铃锤敲击铃碗。下列关于电铃中电磁铁的作用,说法正确的是( )
A. 仅利用电磁铁的磁性吸引铃锤
B. 利用 “通电有磁性、断电无磁性” 控制铃锤运动
C. 利用电流方向改变控制磁性强弱
D. 不需要铁芯,仅靠螺线管即可工作
(探究性作业)
选做题:
三、综合题
16.请设计一个实验,验证“线圈匝数越多,电磁铁磁性越强”(已知实验器材:漆包线、大铁钉 2 个、电源、开关、滑动变阻器、若干大头针、导线)。
要求:写出实验步骤、预期实验现象及实验结论。
17.电磁起重机可通过通断电快速吸放钢铁材料,结合本节课所学知识,分析:
(1)电磁起重机的核心部件是什么?
(2)为什么通电时能吸起钢铁,断电后钢铁会落下?
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(3)若想让电磁起重机吸起更重的钢铁,可采取哪些措施?21世纪教育网(www.21cnjy.com)
参考答案
【课前预习】
1.螺线管;铁芯
2.磁化;大大增强;立即消失
3.铁芯;20~50;去皮
4.电流大小;线圈匝数
5.控制变量;线圈匝数;电流大小
6.多;多;电流大小;线圈匝数;电流;匝数
7.电磁起重机;电铃(答案不唯一,如电铃、全自动洗衣机等合理即可)
【作业布置】
1. 螺线管;铁芯
2.磁化;增强
3.去除漆皮;导通
4.控制变量;电流大小
5.立即消失
6.电磁起重机(或电铃、全自动洗衣机进水阀等,合理即可)
7.C
8.C
9.A
10.B
11. B(解析:探究电流的影响,需控制 “线圈匝数、铁芯” 等其他变量不变)
12.D(解析:串联电路电流相同,匝数越多,电磁铁磁性越强,吸起大头针更多)
13.C(解析:电流方向改变影响的是磁极,而非磁性强弱)
14.A(解析:磁性越强,吸起的大头针数量越多,通过数量对比可验证电流与磁性的关系)
15.B(解析:电铃利用电磁铁 “通断磁性” 控制铃锤,无需改变电流方向,且必须插入铁芯增强磁性)
16.实验步骤:① 用漆包线在第一个大铁钉上绕 30 匝线圈,在第二个大铁钉上绕 60 匝线圈(两线圈绕法相同);② 将两个电磁铁、滑动变阻器、开关、电源串联(保证电流相同);③ 闭合开关,调节滑动变阻器使电流稳定,分别将两个电磁铁靠近大头针,观察并记录吸起的大头针数量;④ 重复实验 2-3 次,避免偶然误差。预期现象:绕 60 匝的电磁铁吸起的大头针数量比绕 30 匝的多。实验结论:在电流相同、有铁芯的情况下,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
17.(1)核心部件:带铁芯的螺线管(电磁铁);(2)工作原理:通电时,螺线管电流产生磁场,铁芯被磁化,整体磁性增强,吸引钢铁;断电时,电流消失,磁场消失,磁性消失,钢铁落下;(3)增强措施:① 增大电路中的电流(如更换更高电压的电源);② 增加螺线管的线圈匝数;③ 更换磁性更强的铁芯(合理即可)。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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