第2课 电磁铁
2016-11-25 17:57阅读：
（一）背景和目标
电磁铁是利用电流的磁效应使铁芯磁化而产生磁力的装置。电磁铁是电生磁的最直接应用，之后电磁铁又广泛应用在各种用电器中。电磁铁结构简单、制作容易、呈现的现象有趣，可以开展适合学生水平的多种研究。本课有两个活动。
第一，制作铁钉电磁铁。学生自己在铁钉上绕线圈做铁钉电磁铁，自然就很容易理解什么叫电磁铁了。反复几次接通电流、断开电流，学生会发现电磁铁的基本性质。通过测试自己做的电磁铁能吸起多少根大头针，学生会产生新的问题：是什么在影响我的电磁铁的磁力？我的电磁铁磁力能够大一些吗？这将留待下一节课研究。
第二，研究铁钉电磁铁的南北极。铁钉有没有南北极？学生用原来学过的磁铁的性质能够解决这个问题。但是在解决这个问题的过程中会发现新的问题，那就是各小组钉尖、钉头的南北极不是都一样。这就引出了研究电磁铁南北极与哪些因素有关的问题。通过在教师指导下的探究，这个问题也会圆满解决。
科学概念
● 电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的基本性质。
● 改变电池正负极接法或改变线圈绕线的方向会改变电磁铁的南北极。
过程与方法
● 制作铁钉电磁铁。
● 做研究电磁铁的南北极的实验。
情感、态度、价值观
● 养成认真细致、合作进行探究的品质。
（二）教学准备
为小组准备：多股绝缘胶线、大铁钉、小块砂纸、胶带、大头针、指南针。
（三）教科书说明
教科书第一句话是让学生回忆上一课的知识，加强通电线圈能够产生磁性的认识。根据磁铁能够
磁化小铁钉的经验，学生容易联想到把线圈绕在大铁钉上，铁钉可能被磁化。这就引入了在铁钉上绕线圈的操作。
第一部分：制作铁钉电磁铁
这部分分为两个步骤，第一步做电磁铁，第二步测试电磁铁。
教科书插图详细表现出了绕制的方法和步骤。中图表现了压住线头线尾的方法。做电磁铁的导线要用带绝缘胶皮的导线，多股、较细，便于缠绕拆开多次使用。线长够绕50~80圈为好。圈数太少磁力太小；圈数太多，磁力虽强但需要的导线很长。注意用砂纸把线头磨光。
测试铁钉电磁铁。教科书要求接通电流，断开电流做几次吸大头针的实验，是要学生感知电磁铁最重要的性质：接通电流产生磁性，断开电流磁性消失。要求测试一下电磁铁能吸起多少根大头针，是要学生关注电磁铁磁力的大小。
教科书再次强调了电磁铁不能长时间接在电池上，教学中要提醒学生注意。
第二部分：铁钉电磁铁的南北极
这部分也分为两个步骤，第一步研究电磁铁有没有南北极，第二步研究电磁铁的南北极与什么有关。
第一步，研究铁钉电磁铁有没有南北极，铁钉哪端是北极，哪端是南极。让学生用已有的知识自己想办法研究。简单的方法是用指南针检验：在通电情况下，铁钉的一端与小磁针的南极相吸，而与小磁针的北极相斥，或者现象相反，说明电磁铁也有南北极。运用的道理是异极相吸，同极相斥。这样做的同时，也就测试出了钉尖、钉头各是什么极了。测试后学生会发现各组电磁铁钉尖、钉头的南北极不都是相同的，自然产生出为什么会不相同的问题。
第二步，研究电磁铁的南北极与哪
些因素有关。教科书插图提示了线圈有两种不同的绕法，启发学生想到是否与绕线的方向有关。学生通过实验会发现当调换电池正负极连接时，或线圈缠绕的方向改变时，铁钉电磁铁南北极会改变（两种方法都是线圈中电流方向改变了）。
（四）教学建议
1.制作铁钉电磁铁。
（1）在本课和下两课的教学中，学生要多次绕制电磁铁的线圈，所以用来绕线圈的导线选用较细的多股胶线（市场出售的“引线”类）较好。本课用的导线长约1.2米为宜。
（2）制电磁铁的铁钉最好用长8厘米以上的大铁钉，又短又细的小铁钉效果不佳。
电磁铁的铁芯都是软铁，断电后磁性完全消失。我们使用的铁钉不是很软的铁，做电磁铁断电后有明显的剩余磁性。解决的办法是先作退火处理，即把铁钉放在火上烧红，再让它慢慢冷却。还可以用细长的螺丝杆来做铁芯，螺丝杆一般比钉子软些。
（3）讲制作方法时只说要沿着一个方向绕就可以了，不必要规定沿什么方向绕，钉子怎么拿。这样各组制作的电磁铁绕线的方向很可能就不同，有利于他们在后面的研究中发现电磁铁的南北极不同的问题。
（4）用小号的大头针来测试电磁铁有无磁性，磁力大小比用回形针好。如果学生做的电磁铁仍有一点剩磁，教师要给予解释，并告诉他们只要轻轻敲一下铁钉剩磁就没有了。
还需提醒学生不要把电磁铁长时间接在电路中。
2.研究铁钉电磁铁的南北极。
（1）可以提问，磁铁有南北极，电磁铁有南北极吗？怎么知道呢？
这个问题是要启发学生自己设计实验检验。学生如果想到的是把电磁铁悬挂起来或设法使它浮在水上，看它是否指南北。可告诉学生这种思路是对的，只是做起来比较难。再启发学生思考更简便的方法（用指南针测试）。
当学生用指南针检测铁钉电磁铁南北极时，可能要适时提出问题，钉尖吸引了指南针的北极就能说明钉尖是南极了吗？（不能，因为铁钉本身就可以与指南针北极相吸引）怎么办呢？（再靠近指南针南极试试，如果排斥就可以得到证实）
时间允许的话，还可以让小组同学换人再测几次，并记下结果。这样有可能引出“矛盾”，不同的同学检测出来的南北极不同。
（2）当各小组都检测完后，提问：你们的钉尖是南极还是北极？为什么各组会不同呢？自然转入研究电磁铁的南北极与什么有关的问题。
（3）提问，电磁铁的南北极可能和什么因素有关？你们打算怎么研究？引导学生先建立猜想，然后再检验自己的猜想。
电磁铁两端南北极不同，电池接法不同是容易想到的，线圈的绕向就不一定能想到了，必要时要给予提示。
指导学生以不同方向绕制线圈，要提示学生注意拿钉子的方向不变，拿钉子的左右手不变，只是绕的方向相反。
3.总结梳理。
启发学生比较磁铁和电磁铁性质有哪些不同的地方，以加深学生对电磁铁的认识（不同的地方：电磁铁通电才有磁性，南北极是可以改变的）。
