资源简介

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的基本概念。
2.知道电磁铁的特性和工作原理。
3.知道影响电磁铁磁性强弱的因素。
4.了解电磁铁在生活中的广泛应用。21世纪教育独家资源
重点：1．电磁铁的基本概念、制作方法和工作原理。
2.电磁铁在生活中的广泛应用。
难点：实验探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。
【自主学习】
1．电磁铁是内部带有_________的通电螺线管称为电磁铁，由____和_____两部分组成。
2．电磁铁的特点是：______时有_______，______时磁性消失，磁性的有无可以通过___________电流直接控制。
3．在通电螺线管内插入铁钉（铁芯），其磁性会_______；若插入竹筷等非磁性材料，磁性_______（会/不会）明显变化。
4.匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性_______；电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性_______。
5．磁悬浮列车：轨道和列车底部均安装电磁铁，通过电磁铁间的_______，使其悬浮在轨道上方几厘米高度，行走时不需接触轨道
6.电磁起重机：核心是巨大的_______，通电产生_______，吸起成吨钢材或铁矿石，断电磁性_______，完成_______。
【合作探究】
活动1：认识和制作电磁铁
1.观察电磁铁的结构
电磁铁的结构：_________和_______
实验室常见的电磁铁
2.制作电磁铁
如图分别为用来绕制螺线管的塑料管、粗细不同的大铁钉、胶带、漆包线
3.了解电磁铁的磁性
（1）实验器材
电磁铁，竹筷、电源、开关、导线若干，滑动变阻器、大头针
(2)实验步骤
①用漆包线在塑料管上绕制螺线管，两端留出______，用胶带固定线圈。
②将螺线管连接电路，闭合开关，用螺线管一端靠近大头针，观察吸引________数量。
③如图将铁钉插入螺线管内，重复步骤②；
④断开开关，观察大头针是否脱落；21世纪教育独家资源
⑤将铁钉换成竹筷插入螺线管，重复步骤②，观察磁性是否变化。
思考讨论：用螺线管一端靠近大头针，你观察到什么现象？由此你能得出什么结论？
1.电磁铁：内部带有_______________称为电磁铁，由线圈和铁芯两部分组成；
2.特点：通电时______，断电时磁性_______。
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
1.实验目的
探究电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响。
2.实验原理
（1）转换法：通过观察电磁铁吸引大头针的数量判断磁性强弱；
（2）控制变量法：控制其他变量不变，只改变一个变量探究关系
3.实验器材
电源、开关、滑动变阻器、不同匝数的螺线管、导线若干、大头针、电流表
（a） （b）
4.实验步骤
（1）探究与电流大小的关系
①控制线圈匝数不变，按图 (a) 连接电路。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使电流为 0.1A，记录吸引大头针数目；
③保持线圈匝数不变，调节滑动变阻器，使电流为 0.5A，记录吸引大头针数目；
（2）探究与线圈匝数的关系
①控制电流大小不变，按图 (b) 连接电路，将匝数不同的两个电磁铁串联；
②闭合开关，保持电路中电流不变（如 0.1A），分别记录两个电磁铁吸引大头针的数目；
③更换不同匝数的螺线管，重复实验，验证结论。
5.实验记录表
线圈匝数n /匝 电流 I/A 吸引的大头针数目
400 0.1 1
0.5 18
800 0.1 4
1400 10
6.实验结论
思考讨论：你能说出电磁铁的优点有哪些吗？
1.磁悬浮列车
轨道和列车底部均安装电磁铁，通过电磁铁间的_____________，使其悬浮在轨道上方几厘米高度，行走时不需接触_________，因此只受来自_________阻力。磁悬浮列车的最高速度可达每小时500 km以上。
上海浦东的磁悬浮列车
2. 电磁起重机21世纪教育独家资源
核心是巨大的_________，通电产生_______，吸起成吨钢材或铁矿石，_______磁性消失，完成装卸。
3.电铃、电话
电铃工作原理图
思考讨论：你能分析出电铃的工作过程吗？
知识拓展
电话是由美国发明家贝尔在1876年发明的，他是世界上第一个使用电话通信的人。
电磁听筒的工作原理
变化的电流通过听筒中的电磁铁线圈，使电磁铁的磁性强弱同步变化，对听筒前的薄铁片产生大小不同的吸引力，让薄铁片振动，推动空气形成声波，还原出发话端的声音。
知识拓展
将信息转换成磁头电流信号，电流产生的磁场使磁盘上的磁性材料磁化，实现信息存储；读取时，磁头与磁化材料相互作用，还原信息。
想一想：你能说出电磁铁还有哪些应用吗？
【归纳整理】
一、什么是电磁铁
1.电磁铁：内部带有铁心的通电螺线管称为电磁铁，
2.组成：由线圈和铁芯两部分组成；
3.特点：通电时有磁性，断电时磁性消失。
二、电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关
1.方法：控制变量法、转换法
2.关键影响因素：①匝数②电流
三、电磁铁的应用
磁悬浮列、电磁起重机、电铃、电话
【课堂练习】
1．如图所示，小明同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的大铁钉A、B绕制成电磁铁进行实验，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁A、B的上端均为N极
B．滑片P向右滑动的过程中电磁铁的磁性逐渐增强
C．电磁铁能吸引大头针的数目越少说明它的磁性越强
D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
2.如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，条形磁铁仍保持静止状态。在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（ ）
A．水平向左，逐渐减小 B．水平向左，逐渐增大
C．水平向右，逐渐增大 D．水平向右，逐渐减小
3.如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧悬挂一条形磁体，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小灯泡变亮 B．电磁铁的磁性变弱 C．弹簧会收缩 D．电流表示数变小
【课后巩固】
1.电磁铁是由铁芯和线圈两部分组成的。请说说铁芯和线圈在电磁铁工作时各起什么作用
2. 电磁铁能得到广泛的应用，主要原因是它产生的磁场可变、可控。请在表16-3-2中填写改变电磁铁磁场的具体方法。
表16-3-2改变电磁铁磁场的方法
改变电磁铁磁场的方式 控制电磁铁磁场的存在和消失 增强电磁铁的磁性 改变电磁铁的磁场方向
具体方法
3.在如图所示的电路中，请说出两种使电磁铁磁性增强的方法。
4.在探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系时，实验中用了什么方法控制通过两个线圈的电流，使它们保持相同 你能设计其他方法来探究吗 把你的方案写出来。
1. 如下图是探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的实验，闭合开关，关于实验现象以下说法正确的是（ ）
A．通电电磁铁会吸引铜丝
B．只增多线圈缠绕的匝数，电磁铁吸引的大头针会变多
C．闭合开关后，铁钉的上端是S极，滑片向左移动磁性增强
D．若断开开关，电磁铁也会吸引大头针
2. 司南是我国古代四大发明之一，如图甲。小琴利用防水纸、锂电池、铁钉和线圈等器材，仿照司南自制船形指南针，如图乙所示。船形指南针浮于水上，闭合开关待其静止后（　　）
A．A端为电磁北极 B．B端为电磁南极 C．船B端指向南方 D．船A端指向南方
3. 小明家新购入一盆盆栽，盆栽底部有永磁体，底座内装有电磁铁，底座通电后能使盆栽悬浮在空中。下列说法正确的是（ ）
A．底座通电后能产生磁感线
B．底座周围的磁场分布是均匀的
C．盆栽悬浮的原理是同名磁极相互吸引
D．增大底座内电磁铁的电流，盆栽的高度会上升
4.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过_____________来显示电磁铁磁性的强弱。
(2)当闭合开关后，电磁铁乙的上端是_____________极。
(3)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数_____________（选填“增多”或“减少”），说明电磁铁的磁性_____________（选填“变强”或“变弱”）。
(4)实验发现：
①电流一定时，线圈匝数_____________，电磁铁磁性越强。
②被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后，_____________。
5.小红和小刚在做探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想：
猜想①：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
猜想②：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关
猜想③：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关
为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图甲、乙、丙所示的实验电路，请你完成如下填空：
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的_____________；
(2)通过比较甲乙两图，可以验证猜想_____________选填“①”“②”或“③”）是正确的；将图乙中的滑动变阻器向右滑，发现电磁铁吸引的大头针数目____________（选填“变多”“变少”或“不变”），可以验证猜想_____________（选填“①”“②”或“③”）是正确的；
(3)实验中，大头针的下端都是分开的，原因是_____________；
(4)用实验器材组成了如图丙所示的实验电路，分别连接电磁铁线圈的接线柱A、C，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接__________（选填“A”或“C”）柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【课前预习】
答案：1.铁心 线圈 铁芯2. 通电 磁性 断电 通断 3. 增强 不会 4. 越强 越强5. 相互作用 6. 电磁铁 强磁性 消失 装卸
【合作探究】
探究点一：
活动1：认识和制作电磁铁答案：1.线圈 铁芯（含衔铁）3.(2) 导线 大头针
思考讨论：现象：闭合开关，用螺线管一端靠近大头针，插入竹筷时吸引大头针数目无变化；当通电螺线管内插入铁钉时，吸引大头针数目增多；断开开关，大头针脱落。
实验结论：当通电螺线管内插入铁钉时，磁性明显增强；通电时有磁性，断电时磁性消失。
1. 铁心的通电螺线管 2. 有磁性 消失
探究点二：
答案：6.实验结论（1）匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。
（2）电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强。
思考讨论：参考答案：①磁性有无可控：通电产生磁性，断电磁性消失。② 磁性强弱可调：通过改变电流大小、线圈匝数来调节磁性强弱。③磁极方向可改调换电流方向就能改变电磁铁的南北极。
探究点三：
答案：1. 相互作用 轨道 空气的 2. 电磁铁 强磁性 断电
思考讨论：闭合开关→电磁铁通电有磁性→吸引衔铁→铃锤敲击铃碗发声→衔铁脱离→电磁铁断电失磁→弹簧片复位→重复上述过程，持续发声
想一想：电磁阀门 电磁锁 电磁继电器
【课堂练习】
1.【答案】D
【详解】A．根据安培定则，电磁铁A的上端为S极，B的上端为S极，故A错误；
B．滑片P向右滑动的过程中变阻器阻值变大，电路中电流变小，所以电磁铁的磁性逐渐减弱，故B错误；
C．根据转换法，电磁铁能吸引大头针数目越少，说明它的磁性越弱，故C错误；
D．A、B两个电磁铁串联，通过它们的电流相同，匝数不同，该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系，故D正确。
故选D。
2.【答案】C
【详解】由安培定则可知，螺线管左侧为N极；因同名磁极相互排斥，故条形磁铁所受磁场力向左；因条形磁铁处于平衡状态，即条形磁铁所受摩擦力应与斥力大小相等、方向相反，故摩擦力的方向水平向右；当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律得螺线管内的电流增大，则可知螺线管的磁性增强，条形磁铁所受到的排斥力增大；因条形磁铁仍处于平衡状态，所以条形磁铁所受摩擦力也增大。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3.【答案】AC
【详解】由图可知，当滑片P 从a 端到b端的滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中电流变大，电流表示数变大，则小灯泡变亮，电磁铁的磁性增强，由“安培定则”可知，电磁铁上方为S极，与条形磁体相斥，电磁铁的磁性增强时，条形磁铁与电磁铁之间的斥力变大，弹簧会收缩，故AC正确，BD错误。
故选AC。
【课后巩固】
基础练习
1.答案：铁芯的作用：在通电线圈中，铁芯被磁化，从而增强了电磁铁的磁性。
线圈作用：线圈由导线绕制而成，当电流通过线圈时，电流会产生磁场，线圈的匝数越多，通过的电流越大，产生的磁场就越强。通过改变线圈中的电流大小或匝数，可以控制电磁铁的磁场强度。增加电流或匝数会增强磁场，减少电流或匝数会减弱磁场。
2.答案：
改变电磁铁磁场的方式 控制电磁铁磁场的存在和消失 增强电磁铁的磁性 改变电磁铁的磁场方向
具体方法 通断电流 增大电流或增加线圈匝数 改变电流方向
解析：控制电磁铁磁场的存在和消失:通过通断电流来实现。当电流通过线圈时，电磁铁产生磁场;当电流断开时，磁场消失。因此，改变电流的有无是控制磁场存在与否的关键。
增强电磁铁的磁性: 可以通过增大电流或增加线圈匝数来实现。电流越大，磁场越强;线圈匝数越多，磁场也越强。因此，增大电流或增加线圈匝数是增强磁性的有效方法。
改变电磁铁的磁场方向:磁场方向与电流方向有关。根据右手螺旋定则，电流方向改变，磁场方向也随之改变。因此，改变电流方向可以实现磁场方向的反转
3.答案：①将滑片P向左移动②将开关s由触点1扳到触点2
解析：滑片P向左移，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性会增强，开关S由1扳到2时，线圈的匝数增加，电磁铁的磁性会增强，
4.答案：实验中采用了控制变量法，即将两个匝数不同的电磁铁串联接入电路中，通电时，通过比较它们所吸引的大头针的数目;
设计方案:将两个匝数不同的电磁铁依次接入如图所示的电路中，通过滑动变阻器来调节流入电磁铁中的电流，并且电流表可以读出电流值，使得两次实验中电流表的示数相同即可，然后再比较两个电磁铁吸引大头针的数目。设计的电路图如下:
能力提升
1.【答案】B
【详解】A．通电电磁铁有磁性，会吸引铁钴镍，铜丝不是磁性材料，不会吸引铜丝，故A错误；
B．电流大小不变，只增多线圈缠绕的匝数，电磁铁磁性增强，吸引的大头针会变多，故B正确；
C．闭合开关后，电流从电磁铁的下方流入，上方流出，根据安培定则可知，铁钉的上端是N极，滑片向左移动，滑动变阻器接入电路电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，故C错误；
D．若断开开关，电磁铁失去磁性，不会吸引大头针，故D错误。
故选B。
2.【答案】D
【详解】AB．图乙中，电流从电磁铁右端流入，左端流出，根据安培定则，船形指南针B端为N极，A端为S极，即B端为电磁北极，A端为电磁南极。故AB不符合题意；
CD．在地磁场作用下，根据磁极间的相互作用规律，待其静止后，船B端指向北方，船A端指向南方，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
3.【答案】D
【详解】A．根据电流的磁效应，底座通电后能产生磁场，但磁感线是用来描述磁场分布和方向的工具，磁感线不是真实存在的，故A错误；
B．电磁铁和永磁体一样，磁场分布是不均匀的，存在磁性最强的两个磁极，故B错误；
C．磁极间存在相互作用，同名磁极相互排斥，盆栽悬浮说明受到排斥力，故C错误；
D．电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，增大底座内电磁铁的电流，电磁铁磁性增大，盆栽的高度会上升，故D正确。
4.【答案】（1）吸引大头针的个数 (2))N(3)减少 变弱 (4)越多 同名磁极相互排斥
【详解】（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，电磁铁吸引大头针个数较多，说明电磁铁的磁性较强，这种研究方法叫转换法。
（2）电流从电磁铁乙的上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁乙的上端是N极。
（3）[1][2]当滑动变阻器滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁吸引大头针的个数减少，说明电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱。
（4）[1]由图可知，甲乙两个线圈串联，通过的电流相等，甲线圈匝数多，甲吸引的大头针数多，说明甲的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
[2]大头针被磁化，远离电磁铁的一端磁极相同，由于同名磁极互相排斥，所以下端分散。
5.【答案】(1)磁性强弱 (2)① 变少 ③ (3)见解析 (4)A
【详解】（1）根据转换法，实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的磁性强弱，吸引大头针数目越多，说明电磁铁磁性越强。
（2）[1]通过比较甲乙两图，只有闭合开关，电磁铁才吸引大头针，说明电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性，即可以验证猜想①是正确的。
[2][3]将图乙中的滑动变阻器向右滑，变阻器阻值变大，电路中电流变小，发现电磁铁吸引的大头针数目变少，说明通电的电磁铁的磁性与电流大小有关，可以验证猜想③是正确的。
（3）大头针被磁化后，下端是同名磁极，根据同名磁极相互排斥，下端都是分开的。
（4）通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。连接电磁铁线圈的接线柱A时，线圈的匝数较多，电磁铁的磁性较强，大铁钉下方吸引大头针较多。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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