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探究：影响电磁铁磁性强弱的因素 大悟县实验中学 谈本浩 1、知识与技能 了解影响电磁铁磁性强弱的因素 2、过程与方法 体会控制变量的方法 体会评估和交流在科学探究中的重要作用 3、情感态度与价值观 体验探索科学的乐趣，养成主动与他人交流合作的精神 二、教学重点 体会控制变量的探究方法，培养学生的科学探究能力 三、教学难点 转换法显示磁性强弱的方法 四、教学器材 电源（三节干电池）、电磁铁（300匝、150匝各一个）滑动变阻器、电流表、开关、导线、回形针 【教学过程】 教师：同学们，上一节课我们了解了电磁铁：内部带铁芯的通电螺线管，这一节课我们探究一下影响电磁铁磁性强弱的因素。首先，请同学们回忆一下实验探究过程有哪些步骤？ 学生：提出问题，猜想或假设，设计实验，进行实验，分析和论证，评估，交流。 教师：好！这节探究课提出的问题是：影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？下面请同学们根据前面所学的知识提出一些比较合理的猜想。请同学们注意，请你说出猜想的同时说出猜想的依据。 学生甲：电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，电流越大，电磁铁磁性越强，……。 教师：（补充完善）导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。很好，请坐下。还有哪位同学有不同观点的？请回答。 学生乙：电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，……。 教师：200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的，每一组线圈都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。好，请坐，有不同想法的同学请大胆发言。（若有学生猜想电磁铁磁性强弱与铁芯的粗细、长短有关，线圈的形状、长度、横截面积有关，应肯定学生善于动脑，并且都是正确的，原后简明扼要解释：由于知识水平和课堂教学的限制，我们不能一一探究） 最后，我们确定探究甲、乙两位同学的猜想：电磁铁的线圈匝数越多，通过线圈的电流越大。电磁铁的磁性越强。下面我们来进行第三步设计实验。首先，我们看怎样判断电磁铁磁性的强弱？ 学生A：电磁铁吸引大头针（回形针）数目来判断电磁铁磁性的强弱。 教师：好！我们目前还没有测量磁性强弱的简单工具，用吸引大头针数目来判断磁性的强弱的方法叫转换法测量，上一章“验证焦耳定律”实验中，我们用温度计的示数变化来显示电流通过电阻丝产生热量的多少也是采用这种方法。我们接着看第二个问题：怎样改变电磁铁线圈中的电流？用什么方法来显示电流的变化？ 学生B：用串接滑动变阻器来改变线圈中电流，用电流表测量电流的大小。 教师：怎样改变线圈匝数？ 学生C：用外形相同线圈匝数不同的电磁铁成品做实验。 教师：根据A、B、C三位同学的设计思想组成如下电路图（边画图（1）边介绍，滑动变阻器和电流表的作用，画图（2）介绍电磁铁串联的目的，两个电路图验证两个猜想） 每四位同学组成一个小组，每个小组使用器材有：三节干电池组成的电源、电磁铁、300匝、150匝各一个，滑动变阻器（50Ω、1.5A）、电流表、开关、导线、大头针。进行实验时，分工合作完成好下面步骤： 1、根据电路图（1）连实物，（连接过程中开关应断开，滑动变阻器滑片应调到阻值最大处，注意线圈接线的位置）； 2、闭合开关，调节滑动变阻器，测量电路电流为I时对应电磁铁吸引的大头针数目n； 3、继续调节滑动变阻器，减小电路电流，再测2次电流值及对应电磁铁吸引大头针数目； 4、把测量数据填入表（1）中； 5、根据电路图2在电路中串接一个匝数不同的电磁铁； 6、闭合开关，调节滑动变阻器，分别记下两个电磁铁吸引大头针数目，把数据填入表格2中，调节滑片，重新记录设计两个电磁铁吸引大头针数目，把数据填入表2中。 教师：学生操作结束，表格填齐，教师观察实验报告提问①：（至少2个小组），由表1数据可看到什么规律：线圈匝数不变，电流增大时，电磁铁吸引大头针数目增加；（补充控制变量）。提问②，由表2数据可以看到什么规律：在电流相同时，电磁铁线圈匝数增加，吸引大头针数目增加（控制变量），进一步提问有没有跟他们不一致的观点，最后综合①②两位同学得出结论：电磁铁磁性强弱与通过线圈的电流和线圈匝数有关，电流越大，线圈匝数越多，磁性越强。 各小组实验过程非常好！结论是正确的，下面我们一起评估一下实验过程。①我们的操作上是否存在不妥之处，有的小组在表格中电磁铁吸引大头针数目差别不大，三次电流改变太小；②实验方案有无可改进的地方：用吸引大头针数目来显示电磁钱磁性强弱，有没有其它方法；电流的大小，线圈匝数两个方面对电磁铁磁性的影响，我们是用两个电路来完成的，能否用一个电路来完成上面两个实验。③是否存在未解决的问题：线圈的长度、横截面积，铁芯的粗细、长短、材料对电磁铁的磁性是否有影响，下去之后，请同学们针对上述几个问题，完成