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1、电与磁单元作业设计（一）单元基本信息学科物理实施年级九年级设计者淮北团队课程标准模块物理九年级全一册第二十章电与磁使用教材人民教育出版社2013版单元名称电与磁单元课时5课时（二）单元教学规划1 .主题名称：电与磁2 .主题概述：（1）课标和教材分析课标中把“运动和相互作用”作为一级主题，“电和磁”是其下划分的四个二级主题之一，涉及到的内容要求如下：2.4.2通过实验认识磁场。知道地磁场。例3查阅资料，了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。2.4.3通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。2.4.4通过实验，了解通电导线在磁场中
2、会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。例4了解动圈式扬声器的结构和原理。例5了解直流电动机的工作原理。2.4.5探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产生活中的应用。例6了解发电机的工作原理。活动建议（1）利用磁体和缝衣针制作指南针，验证同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。（2）查阅资料，了解我国北斗卫星导航系统的作用和优势，讨论电磁波在卫星通信技术中的应用。（3）查阅资料，了解我国磁悬浮列车的发展状况，讨论电磁技术在其中的应用。认真研读课标，有以下几点理解：一、课标中这一单元内容属于一级主题“运动和相互作用”，本单元一开始就指出磁场是一种新的物质形式，它的客
3、观表现在磁场能对处于其中的磁体（或电流）有力的作用，然后围绕电与磁相互作用的两个对应的方面展开，这一种物质观是建立在相互作用观基础上的，可见，本单元的主要物理观念是相互作用观。此外，本单元专门从能量及其转化的角度对发电机的工作过程进行了说明，这反映的是一种能量观。二、从课标可看出，这个单元以人类对各种自然现象之间的相互联系的认识过程来进行设计和展开的，涉及的物理学史蕴含了丰富的科学思维和方法，包括“模型建构”和“科学论证”等，而这些思维方法也更有利于学生进一步形成“世界是由物质构成的，物质之间是相互联系的”物理观念。三、课标中举例和活动建议部分都是科学探究的素材，且所追求的学习目标各有侧重，整
4、体上体现出由各学习内容，实现不同素养目标的一个较为综合且完整的学科核心素养目标培养体系，以提高学生科学探究能力以及创新的精神。四、本单元中物理学史的涉及也体现了人类对自然现象的认识和对科学知识的应用，渗透了科学.技术.社会.环境(STSE)思想,能使学生感悟到物理学的发展是由一次次重大思想的突破和研究方法的进步所结晶出来的，体会科学家的科学精神，这其中包含着对传统观念的一次次解脱和前辈科学家的独特思考与探索。依据课程标准对教材的分析：本单元在力学和电学的基础上，揭示了神秘莫测的电与磁的紧密联系、电与磁相互依存的关系，以及电和磁在生活生产中的应用。单元各部分内容间相互依存，线索清晰，从对磁现象和
5、磁场的认识，到电生磁及其应用，再到磁生电及其应用，符合单元内容间的知识逻辑，把物质的观念拓展到了磁场，并丰富了运动与相互作用的观念。教材中，有侧重“基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设”培养的科学探究活动，也有侧重“设计实验”培养的科学探究活动，还有侧重“基于证据得出结论的”培养的科学探究活动；而对于“科学思维”，有些学习内容侧重理论分析的“模型建构”，有些侧重“科学论证”的培养。本单元第一部分“磁现象磁场”首先叙述了历史上人类关于磁现象的观察结果，以及对磁性、磁极以及磁极间相互作用等相关研究的初步成果。教材接着对“磁体的吸铁性、磁极间相互作用等如何发生的”这一问题进行了说明，指出磁体周
6、围存在着磁场这种物质，并讨论了如何对磁场进行“观察”和理论描述。通过小磁针一一铁屑一一磁感线的逻辑顺序，很好地体现了磁感线模型建构的过程和方法，从而定性地描述了磁场的性质。第二部分“电生磁”内容的安排是为了回答磁体磁性，或磁场的起源问题。这里通过运用上一节的磁场观点来解释奥斯特实验现象，既有利于学生深入理解前面所学的知识，又能得到新的结论，从而帮助学生认识到磁现象可能来源于电流效应。对通电螺线管磁场的讨论，既是理论研究的深入，也为从实验层面进行设计和验证提供了可能，是电与磁相互作用的体现。第三部分“电磁铁电磁继电器”既是“电流磁效应”知识的应用，也是对磁场与铁磁性物质间相互作用的继续深入探究。
7、磁之间的相互作用是通过磁场发生的，而通电导线要在其周围激发出磁场，那么磁场就必然会表现出对通电导线有力的作用。第四部分“电动机”中，基于前面的研究和认识，对“磁场对通电导线的作用”进行了实验的探究。接下来研究电动机的构造，则是探索知识向技术进行转化，并应用到实际中去，突出科学与技术的关系。第五部分“磁生电”是研究电与磁相互作用的另一个方面，即磁现象在什么情况下能表现出它的电性质。有了前面的基础知识，再考虑到本问题与“电生磁”问题的对应关系，这一部分内容强调实验设计方案，突出运动与相互作用观的渗透。对于发电机的介绍除体现科学与技术的关系外，也从能量及其转化的角度来反映能量观。(2)单元内容结构化
8、分析按照课标要求找出知识点，对知识点分类归纳形成知识线，找出知识蕴含的方法，关联模块内容主题，形成内容结构(如图1)。再根据课标内容、学业要求找出素养点，将单元内容与学科素养进行关联，内容和素养结构图(如图2)。磁体内容结构磁现象吸铁性指磁发生;科学探究：磁化碌极间的相互作用发电机驰靛则碳场能量观r-、，物质观，:社会责任科学态度、图2（3）单元内容与素养关联分析：从应试教育向素质教育的转变,再到培养学生核心素养，是物理教育本性的回归，“回到事情本身”和“生活世界”是现象学的基本理念。我们用现象学的理念走进物理教育审视时，可以发现，物理教育在本质上是实践的，物理教育发生的起点是物理现象。活生生
9、的生活世界，是物理教育应该回归的地方。学生经历学习的最终目的是发展素养，是要学生自身具备适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力和必备品格。最有价值的教学，是培养学生的文化基础、自主发展、社会参与几个方面，是以培养“全面发展的人”为核心的。我们将本单元内容与素养进行关联，制定了如下表格（表1）,列表中的黑圈表示强相关，双圈表示中相关，单圈是表示相关。编号学习内容物理观念科学思维科学探究科学态度与责任1磁现象磁场OO2电生磁3电磁铁电磁继电器O4电动机O5磁生电O单元学习价值简单的磁现象学生在小学已涉及，前面的学习也让学生对电现象有了基本的认识，通过第一节的学习让学生对于磁场有了认识，并在磁场和
10、磁感线的概念形成中渗透科学方法的教育，但此时学生的头脑中对于电现象和磁现象还是属于各自独立的知识体系，没有建立联系，奥斯特的实验发现了电流的磁效应。让学生对以前所学的内容初步联系起来，通电导线在磁场中的运动，是电磁现象又进一步的发展，电磁感应现象的介绍则把电与磁的相互关系更全面的揭示出来，这一步的学习，能使学生对于电和磁两种不同现象相互关联获得更完整的认识，让学生在物理规律的学习中认识自然现象之间是相互联系的表1（4）单元挑战性任务设计：只有当学习者全身心的投入，学习才能是高效的，潜力才能是无穷的，创造力才能真正迸发出来。怎样才能让学习者全身心持续性的投入呢？那就必须要在单元整体学习中制定挑战
11、性任务！没有挑战性任务的驱动，教学又会回到以“知识为本”的老路上，学生又将是被动的“知识接收器”。任务设计与实施的内容与形式应依据物理学科课程标准每一主题的“学业要求”和“学业质量”，结合学生实际情况而定。在任务设计中，通过单元整体设计，注重大任务对单元整体教学的驱动作用，同时注重课时任务间的衔接递进。把单元大任务分解到每一个课时中去，化成一个个小任务，学生为了解决一个个小任务，就要主动学习课时知识，从而达成课时目标。当一个个小任务被攻克了，大任务就可以水到渠成的完成了。在大任务的驱动下，就可以真正的把知识内化，构建一个稳固的结构化的知识体系，课时任务既相对独立，又能相互联系，实现知识的系统化
12、、结构化。学生在完成任务的过程中，既能巩固所学物理知识，还能培养实践、探究及解决问题的能力，思维得到发展，潜移默化的落实物理学科核心素养的培养。单元任务设计的依据是以熟悉的真实情景为载体，此任务能涵盖单元的核心内容，能够实现情境化、结构化，它的实施有利于发展学生的核心素养。基于此我们选择了学生非常熟悉又非常感兴趣的电磁起重机的制作作为本单元的大情境，制定如下单元大任务（如图3）：（5）单元任务分解（如表2）单元任务：制作电磁铁及探究其特性小节课时子任务核心知识点体现方式3.11制作电磁铁通电导线周围存在磁场实验报告交流展示1电磁铁制作过程出现的问题综合应用书面记录讨论内容3.21影响电磁铁极性
13、的因素导线中的电流会使电磁铁极性发生变化实验报告3.31影响电磁铁磁场强弱的因素电流的大小，线圈的匝数影响磁场强弱实验报告3.41电磁铁与自动控制电磁继电器的应用实验报告表2说明：第二十章电与磁整体内容是围绕磁场这一主线展开的，它具有独立性和连贯性，素养价值高。我们在学习第三节电磁铁与电磁继电器时，若能够把“制作电磁铁”作为一个独立单元进行教学，会让学生深刻地体会到电磁铁的优点，明确电磁铁磁性强弱的影响因素，对后面学习电动机与发电机的内容可起到事半功倍的效果。而指导学生能够合作完成“电磁铁的制作”这一挑战性的任务，既锻炼了学生的动手能力，培养了学生学以致用的科素养，也从一定的层面训练了学生团队
14、合作的意识和能力。（6）单元学习内容和任务结构化分析（如图4）义务教育物理课程标准要求：1,知道磁体周围存在磁场，理解磁感线，可用来形象地描述磁场。知道磁感线的方向是怎样规定的，了解地球周围有磁场以及地磁场的南北极。2理解磁场、磁感线的含义，知道磁场间的作用。认识电流的磁效应。3知道通电导体的周围存在磁场。通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，理解电磁铁的特性和工作原理。4,了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理，了解直流电动机的结构和工作原理。5,知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，理解发电机的原理，知道什么是交流电，知道发电机，发电过程的能量转化过程。了解我国供生产和生活用的交流电，
15、频率是50Hz,能区分直流电与交流电。教材分析：本章揭示了神秘莫测的电与磁的紧密联系，电与磁相互依存的关系，以及电和磁在生活，生产中的应用。教材从介绍生活常见的磁现象出发，通过各种课堂活动让学生感知看不见，摸不着的磁场。在学生已有电学基础上探究电生磁和磁生电的辩证关系。电与磁的关系，在技术上有着广泛的应用。教材介绍了与我们生活最贴近事例：例如对现代社会影响深远的电动机、发电机、电磁继电器和扬声器等。把这些内容放在一起，从知识到运用，在结构上显得更紧凑,使电与磁的关系更加紧密，更能表达它们之间相互作用又互为因果的关系，更能体现教师在教学过程中的核心素养。教材忠实贯彻了课程标准的根本理念，从“生活
16、走向物理”，从“物理走向社会”。综合以上，把本章节学习内容细化，把各个章节需要完成的任务结构化，构成T下面的图片。奥斯特实脸原理分布安培定则判断法则电流的磁效应通电螺纹管的磁场物体能够吸引铁、磁性牯、集等物质的性质线圈幅数的多少电渣的大小定义特点磁性强弱的影响因素徽体上吸引能力最强的定义两个部位与电液的方向有关电段继电器应用电流方向股感线方向电磁铁电生敲碳现象磁极诲体分类南极北K同名磁极相互排斥作用规律异名做极相互吸引碳化定义对导生作场电产的磔通线力电与磁影响力的方向的因素二、原理工作过程换向器电动机场通导的用磁对电线作.能玳转化理的8-1无源原图区行电定义产生感应电电与感应流的条件原理一.工
17、作过程发电贲仙转化磁生电交流电磁场3.单元学习及作业目标:何个体行个极任磁都西碳应用广泛融性材料八,软磁性材料分类硬磁性材料定义对放入其中的做体基本性质产生磁力&J作用磁场中能够自由转动的小磁针静止时北板的指方向向规定为磁场方向磁场实际不存在.是理想模型能方便、形象地描述磁场毓密表示磁性强弱破感线箭头方向表示磴场方向在造体外部.造感线从、极出发.I可到S极：在碳体内部是从S极到、极地磁北投在地理南极附近炮磁场地破甫极在地理北极附近(1)应然目标：依据新课程标椎结合学科核心素养，制定核心素养引领下的教学目标如下:核心知识重点素养磁性、磁场、电流的磁效应、磁场对电流的作用、电磁感应模型建构概念、科
18、学探究、科学论证、控制变量法、转换法物理观念1、从生活中常见的磁现象出发，认识磁性，通过活动感知磁场，认识磁场这一新的物质形式；2、通过实验，了解电流周围存在磁场，认识磁现象的电本质，会判断电流周围的磁场，能够说明电磁铁和电磁继电器的工作原理；3、通过实验，认识磁场对通电导线的作用，了解直流电动机的工作原理及其能量的转化；4、通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，进一步认识电与磁的相互作用。科学思维1、通过模型建构、比较等方法，渗透物质观，指向物质的本质、属性等知识的求真，认识磁场；2、通过实验、类比等方法，寻找电磁转换间的奥秘，从通电直导体周围存在着磁场，根据环形电流的对
19、称性，借助实验认识通电螺线管的磁场；3、基于“相互作用的物质观”，根据电生磁的理论，由磁极间的相互作用，通过实验认识磁场对通电导线的作用，为科学向技术转化指明方向；4、基于“自然界各种自然现象应该存在着相互联系”思想，又基于“电生磁”实验的成功，了解电与磁相互作用的另一面，即在某些情况下，磁现象也应该能表现出电的特征；5、理论实践的结合，相互作用观的应用，科学与技术的渗透，反映一种能量观，寻找知识背后电磁转化的“求真”元素。科学探究1、通过观察生活现象及实验探究，认识磁场，侧重科学探究“基础观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设”的培养。2、通过对奥斯特实验探究，体会基于证据得出结论；3、通过
20、对通电螺线管磁场的特点进行实验探究，侧重设计实验能力的培养。4、基于“磁场对通电导线的作用”成功的实验基础，进行“磁生电”的实验设计，注重设计实验能力的培养，理解控制变量法。科学态度与责任1、通过经历电与磁探索的历史进程，体会科学探究的精神，对科学真理不懈追求精神；2、通过对电与磁相互作用的两个对应的方面展开探究，认识自然现象之间是相互联系的，养成与自然和谐相处的生活态度；3、通过理论与实践结合，突出知识向技术转化，突出科学与技术的关系，理解学习的社会意义。4、认识物理实验在物理学研究中的作用；5、感受科学.技术.社会之间的联系，促进社会责任感的形成。（2）单元及作业目标：把素养导向下的单元学
21、习应然目标与单元大任务相结合,制定了如下目标：单元任务设计并制作电磁起重机物理观念1、观察电磁起重机的工作过程，了解磁场的基本性质，认识电流的磁效应的特点；2、通过制4磁起重机，认识电和磁的相互作用，了解直流电动机的工作原理；3、能够分析电磁起重机的工作原理和特点，并能从能量转化的过程进行描述。科学思维1、观察电磁起重机的工作过程，体会磁现象在生活中的应用，理解建构磁场的概念的过程；2、观察电磁起重机的工作过程，基于电磁起重机通电后能够吸引磁性物体，通过比较认识电生磁的特点，感受磁现象的电本质；3、通过在通电螺线管中插入铁芯可以增强其磁性，了解磁场与铁磁性物质间相互作用的理论；4、通过制作电磁
22、起重机，理论实践的结合，基于“相互作用的物质观”，由磁极间的相互作用，认识磁场对通电导线的作用，了解电与磁的相互作用，为科学向技术转化指明方向；5、能够基于理论分析，进行科学论证。科学探究1、观察电磁起重机的工作过程，能够基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设；2、根据观察到的现象，对电流周围存在磁场进行合理预测，并通过实验进行验证，能够基于证据得出结论；3、通过解决“如何增大电流周围的磁场”，探究通电螺线管周围磁场的分布特点，注重设计实验、进行实验的过程；4、在“电生磁”的基础上，探究“磁场对通电导线的作用”，而后进行“磁生电”的实验工作，进行相对应的实验设计，理解电与磁的相互作用，体会
23、其中的逻辑；5、学会独立思考、评估和互助交流。科学态度与责任1、通过对电与磁相互作用的两个对应的方面展开探究，认识自然现象之间是相互联系的，体会对科学真理不懈追求的精神；2、通过理论与实践结合，突出知识向技术转化，突出科学与技术的关系，理解学习的社会意义。3、认识物理实验在物理学研究中的作用，感受科学.技术.社会之间的联系，促进社会责任感的形成。（3）课时及作业目标:第二十章电与磁课时及作业目标20.1磁现象磁场1、了解简单的磁现象；2、通过实验认识磁极及磁极间的相互作用；3、通过实验认识磁场；4、知道磁感线可以用来描述磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场分布状况；5、知道地磁场。20.2电生磁
24、1、通过实验了解电流周围存在磁场；2、探究通电螺线管外部的磁场方向，了解通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；3、会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。20.3电磁铁电磁继电器1、能描述电磁铁，说明电磁铁的特点和工作原理；2、能通过实验，得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关；3、能说明电磁继电器的结构和工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。20.4电动机1、通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流和磁场方向有关；2、了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。20.5磁生电1、通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；2、了解电磁感应在生产、生
25、活中的应用；3、了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化各节作业/单元作业/单元测评作业20.1磁现象磁场一、课前作业：寻找身边有关的磁现象，找出自己所能接触到的磁体，并尝试说出自己对磁现象的认识和思考，提出自己的问题。通过本节课的学习解决自己的疑惑，系统掌握磁的知识。设计意图：感知磁现象，引发学生学习物理的兴趣。二、课后作业：（一）基础性作业：1、两根外形完全相同的钢棒，其中一根有磁性，另一根无磁性。没有别的器材，你如何把它们区别开来？区分后如果把无磁性的钢棒与有磁性的钢棒接触一段时间，发现无磁性的钢棒也获得了磁性，这是一种什么现象？如何让它再次失去磁性？思路分析与解答：（要求：要写
26、出自己的分析思路理论的判断依据，要有对的理由错的根据。）答案：根据磁体两极磁性强中间磁性弱的特点。将两根钢棒标记为甲和乙，将钢棒甲的一端接触另一根钢棒乙的中部，若吸力很大，则钢棒甲有磁性，乙无磁性；若吸力很弱，则钢棒乙有磁性，甲无磁性。接触一段时间后无磁性的钢棒也获得磁性，这叫做磁化现象，通过摔打灼烧等方法可以让其失去磁性。2、请找两根缝衣针、一个按扣、一只大头针和一块橡皮，做一个如图所示的指南针。做法：用橡皮和大头针制作指南针的底座。使缝衣针磁化后穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这样就制成了一个指南针，如果图中指南针静止下来后，针尖指北，那么针尖是N极还是S极？多次拨动待其静止后，指向保
27、持不变，是什么对指南针施加了作用力“操控了”指南针的运动？你对描述它的相关知识知道哪些？如果把这个装置拿到月球上，试想如果还是这样操作会有什么现象，为什么？【提醒：操作时注意别被缝衣针伤着！提示：月球自身没有磁场】思路分析与解答：。小指南针（要求：要写出自己的分析思路理论的判断依据，要有对的理由错的根据。）答案：N极，根据规定磁针静止时指北的一端叫N极。地磁场对磁针的作用力改变磁针的运动状态。地磁场的相关知识。如果放到月球上针尖会停止在任意的指向，因月球上无磁场对磁体没有约束力的作用。3、如下图所示阴影为小磁针的S极请画出两条形磁铁的磁感线分布并标明磁极？结合上面题目请回答下列问题：磁感线是用
28、来描述磁场什么的？如何描述的？为什么要引入磁感线来描述磁场！磁感线分布的依据是什么？磁感线有什么特点？思路分析与解答：（要求：要写出自己的分析思路理论的判断依据，要有对的理由错的根据。）答案：磁感线是用来描述磁场的强弱与方向，磁感线的疏密表示磁场的弱强，箭头的指向表示磁场的方向（磁感线该点的切线方向为磁场方向），磁感线依据磁场的强弱和方向来分布。磁感线是闭合曲线，磁感线不相交，外部有多少条磁感线内部就有多少条磁感线，外部从N极到S极，内部从S极到N极，内场比外部强。作业评价：作业评价表评价指标表现水平表现标准科学性能准确应用物理概念及规律完整性原理推导过程思路清晰、逻辑严密可行性实验步骤可操作
29、、可实现作业分析与设计图：意第1题磁性和磁化、去磁的考查，此题难较大，对磁铁磁场强弱的对磁铁考察，度磁性最强，中间磁性最弱，对概握不清晰；分思维不有磁铁两端很强念掌是对磁铁磁性分布应用能力考华。认知的清的同综的迷惑性，合查的升认识并提高学生的综合分析广学的逻泛性要求较性较强，强化能力，科场的考察，地磁场确辑思维。通第2题对实存在于我们身验体会地磁场的存边，但人们无法直接体地地磁过动手制在，从力与运动的通过追问回顾地关系角度入手，从而分前作和实磁场，磁场的相关知识。考的能力，想象查学生的分析析问题再进一步后知能力，跨空间的思考能、磁感力，思维发的能力散体识联系贯穿线的考察。考查学生追根溯源。分析
30、的能力能力。（第3题对【上述三题的完成时间在15分钟内】，把抽象问磁场化形象化之题子的能力践性作业：（为选择性作业）是很头疼的表1）提升性或农作物的种子中混有一些杂草的种附小颗粒物请买子的，农作物的种子比较光滑，不给你一些铁事情。这两思对农民来讲，易吸能够吸附靠近它的小颗粒物。你的办法。种，而杂草的外表面是不现在，种子从农作物种子中分离出的种屑和（同来，说出一块磁铁答面有许多绒对的理由错再毛，地吸附在杂作你替农民把杂己的分析思路理论的判断依据，要草。草有混杂的种子里，充分搅拌，使其的根据。）布学高会9出9具种子上9评价指标表现标准表表现水平自评他评科学性能准确应用物理概念及规律完整性原理推导过
31、程思路清晰、逻辑严密可行性实验步骤可操作、可实现作业分析与设计意图：对所学知识的应用，让学生知道知识来源于生活，也要应用到生产生活中去，最终目的是将科技转化为生产力，为人类的生产生活服务，意在培养这种服务的意识。20.2电生磁一、课前作业：学生通过预习课本，查找资料了解电磁起重机的原理，让学生对电生磁有一个了解和认知，根据自己的想法制作电生磁的小实验作品，展示电生磁的现象，并对自己探索中的疑惑做记录，并在课上有针对性的学习。设计意图：学生正确认识电生磁的发展史、现状和未来，关心科技的发展。为本节课内容的学习做好针对性的准备。二、课后作业：（一）基础性作业1 .小明在探究“通电螺线管外部的磁场分
32、布”实验中TfIW问话：通电螺线管产生磁场的原理是什么？由谁首先发现的？由图可知通电螺线管外部的磁场与什么磁体的磁场相似？进行如下操作：（1）如图,在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑.发现如图所示的现象放入小磁针的作用是什么？实验时小明发现现象不明显,为了增强磁场的强度,可以采取什么办法？思路分析与解答：O（2）改变电流方向，小明发现,铁屑的分布形状没有改变而小磁针指向与原来相反，这个现象说明了什么问题？思路分析与解答：。（3）请思考实验时用的是铁屑，能否用铜屑来代替铁屑，并思考为什么？思路分析与解答：O（4）闭合开关后为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况,接下来应该
33、怎样操作？这样做的主要目的是什么？思路分析与解答：（1）电流的磁效应奥斯特条形磁体的磁场显示磁场的方向增大电流2 .通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似，其磁极可以用安培定则判定。（1）螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成，通单匝圆形通电线圈的磁极。现有单匝圆形通电线圈中的电流方向如图所示，则其B端是极。（2）地球周围存在磁场，有学者认为地磁场是由于地理!匕极地理南极电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成，因此应用安培定则也可以判断地球带电自转形成圆形电流引起的，地球自转的方向自西向东，则形成圆形电流方向与地球自转方向（填“相同”或“相反”），物理学规定正电荷定向
34、移动方向为电流方向，那么地球带（填“正”或“负”）电。答案：（I）M（2）相反负3 .小宋利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表，结构示意图如图所示，其中A、B、C为接线柱，当电流通过电磁正常工作。（2）若将电磁铁适当靠近小磁铁，则针对此电流表有以下四种说法，请对各种说法给出分析说明：A.零刻度将向右移动C,精确度将提高D.量程将增大B.指针将发生反偏铁时，指针绕（）点顺时针偏转；电路断开时，指针指O刻度线。（1）若选择A,C为该电流表的接线柱，则应选择为“+”接线柱，才能使电流表体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个
35、电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门Si只能向活塞筒外开启，S2只能向活塞筒内开启。请根据所学知识回答下面的问题，并说明理由（1）线圈中的电流从B流向A时，螺线管的左边是（选填N”或S”）活塞柄向运动（选填“左”或右”）,血液的流（选填“从流向”或“从流向”）状态。一（2）要使该装置能维持人体血液循环，线圈A、B间所接电源应为。并请说明理由。A.直流电源B.交流电源C.交流、直流电源均可思路分析与解答：答案：1、N右从流向（2）B理由：人的心脏是推动血液循环流动的泵，要使该装置能维持人体血液循环，永磁铁对电磁铁的作用
36、力方向应有规律地交替变换，即可通过改变电磁铁中的电流方向来实现，故线圈a、b间所接电源应为交流电。【四题课后作业预计完成用时15分钟左右】作业评价：作业评价表评价指标表现标准表现水平自评他评科学性能准确应用物理概念及规律完整性原理推导过程思路清晰、逻辑严密可行性实验步骤可操作、可实现设计意图分析:本节基础性作业共4题，虽然不多，但是第一题通过模拟实验情境回顾探究通电螺线管产生磁场实验的过程。考查电流的磁效应，电磁铁磁场分布特点等知识，通过实验过程中遇到的问题和观察到的实验现象进行分析，培养学生发现问题解决问题的能力。第二题主要考查安培定则的应用，让学生了解地磁场产生的原因，考察学生的信息提取能
37、力，第三题考查通电螺线管的磁场有关知识，让学生利用所学知识，解释电流表工作原理，明确这类磁电式物理仪器的工作原理，使学生知其然，知其所以然。提升学生学习物理的兴趣，激发学生利用物理知识进行发明创造的渴望。第四题考查电磁铁以及力学知识的应用，对信息题的考察是近年来中高考的高频题型，考查学生提取信息的能力，明确物理来源于生活服务于生活的意识。（二）提升性或实践性作业：（为选择性作业）为什么有些物体不具有磁性，有些物体具有磁性，有些不具有磁性的物体可以被磁化后也具有了磁性？请结合本节知识以及原子构成等知识进行合理的猜想，也可查阅相关资料，得出自己的结论，并跟大家分享你的成果。思路分析与解答：解析参考
38、：物质大都是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又是由原子核和电子组成的。在原子内部，电子不停地自转，并绕原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但是在大多数物质中，电子运动的方向各不相同、杂乱无章，磁效应相互抵消。因此，大多数物质在正常情况下，并不呈现磁性。铁、钻、银或铁氧体等铁磁类物质有所不同，它内部的电子方向一致地排列起来，使磁性加强，就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程，磁化了的铁块和磁铁不同极性间产生吸引力，铁块就牢牢地与磁铁“粘”在一起了。我们就说磁铁有磁性了，【属于开放性的自主选择完成的作业，无时间限制】作业评价：作业评价表评价指标表现标准表现水平自评他评科学性能
39、准确应用物理概念及规律完整性原理推导过程思路清晰、逻辑严密可行性实验步骤可操作、可实现设计意图分析:前瞻性考查、培养科学探究、科学态度与责任。对所学知识的延伸与探索；培养科学探究，科学推理，科学论证的能力。创新解决方案。本题设计让学生了解物质的组成以及原子的构成，用电子的运动以及有序排列，用电流的磁效应解释电生磁的原因，同时也解释磁体磁性产生的原因，让学生体会电磁之间的联系，感受大自然的统一之美。20.3电磁铁电磁继电器一、课前作业：通过上一节知识的学习，学生已经掌握了电生磁及通电螺线管的相关知识。学生可以去电器维修部找一些螺线管、电磁铁的部件，并向维修师傅了解其作用和工作原理，并在课堂上展示
40、自己的成果，同时提出自己没解决的疑问，再通过对本节课知识系统的学习解决自己的“惑”。设计意图：激发学生的学习兴趣，为本节课内容的学习做好针对性的准备，培养其自主学习的能力。二、课后作业（一）基础性作业1.根据你对电磁铁的认识，自制一个电磁铁。（1）将电磁铁的两端导线分别接在电池两极上，用铁钉的一端接近大头针，你看到什么现象？断开电路后有什么现象发生？根据实验，对比电磁铁和永磁体，两者有什么不同之处？思路分析与解答：O（2）对比电磁铁和空心通电螺线管，想一想：为什么电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强的多？电磁铁的铁芯在这个结构中起什么作用？能用铜芯或铝芯代替吗？为什么？思路分析与解答：O（3）尝试
41、将你制作的电磁铁的磁性增强，给出思路或做法。思路分析与解答：O答案：（1）将电磁铁的两端导线分别与电源两极相连，铁钉的一端能够吸引大头针；断开电路后大头针脱离铁钉，铁钉不再吸引大头针。根据实验可以看出，电磁铁能够通过电流的通断控制磁性的有无。（2）通电螺线管的内部和外部都存在磁场，当插入铁芯后，铁芯被磁化成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同，增强了螺线管的磁性，因此电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多。电磁铁的铁芯起到了增强螺线管磁性的作用，不能用铜芯或铝芯代替，因为铜和铝不是磁性材料，不能磁化成为磁体。（3）使通过电磁铁的电流增大、增加电磁铁线圈的匝数、更换体积更大的铁芯等等，合理即可
42、。问题：（1）衔铁和铁芯能用钢制作吗？（2）电磁继电器工作时，电路可分为哪两个部分？答案：（1）衔铁和铁芯不能用钢制作，因为钢是硬磁性材料，易被磁化，且在断电时磁性不能消失，这样不利于电磁继电器的工作。（2）电磁继电器工作时，电路可分为控制电路和工作电路；当控制电路中有电流通过线圈时，电磁铁因产生磁性而吸引衔铁，使触点闭合，工作电路接通，电动机工作；当控制电路中无电流通过线圈时，电磁铁失去磁性，在弹簧拉力的作用下，触点分离，工作电路断开，电动机停止工作3.如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，它由底座和球体两部分组成，底座里面有一个电磁铁，通电后会产生磁场，可使地球仪悬浮在空中，且底座上的调节旋钮可
43、使球体小幅升降，现有以下看法：A.球体内可能暗藏磁体B.底座的工作原理与奥斯特实验相似C.升降调节旋钮可能是变阻器D.球体升高后所受磁力增大你认为这些看法正确吗？请简述你的理由。思路分析与解答：答案：底座中藏有电磁铁，利用通电线圈周围存在磁场，是电流的磁效应，因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理制成的，故A、B合理；升降调节旋钮可以改变磁力的大小，说明升降调节旋钮可以改变电流的大小，可能是变阻器，故C合理；球体升高后处于静止状态，受到的磁力和重力是一对平衡力，重力不变，所受磁力不变，故D不合理。时简分现在很多商场都安装了如图所示的
44、“聪明电梯”，小李发现无人乘梯和有人乘梯电梯运行的速度会发生改变。她了解到电梯是由电动机带动运转的，这种电梯的易控制电路如图乙所示，控制电路中安装了压敏电阻R,请你帮助她完成下面的析：（1）当人走上电梯后，电磁继电器控制电路中的电流一（选填“增大”或“减小”），和衔铁相连的动触点与静触点_（选填“1”或2”）接触，电动机的转速,使电梯的运行速度加快。（2）通过分析可知，压敏电阻R受到压力时，阻值会发生改变，其阻值随着压力的增大而（选填“增大”或“减小”）。答案：增大；2；变快；减小。作业评价：作业评价表评价指标表现标准表现水平自评他评科学性能准确应用物理概念及规律完整性原理推导过程思路清晰、逻
45、辑严密可行性实验步骤可操作、可实现作业分析与设计意图:第1题通过自制电磁铁中观察、体验的过程，认识电磁铁，体会电磁铁的优点，使学生对电磁铁的原理及特点有较为深刻的认识，更好地建构电磁铁的概念。第2题通过问题引导学生对电磁继电器构造及工作过程进行梳理，对学生的知识网络的构建起到促进作用，使学生对电磁继电器的整体认知更具体。第3题取材与实际生活中的物品，创设情境能够使学生更好地体会电磁铁磁性强弱变化特点，以及电与磁之间的相互作用关系，培养和训练学生用科学的视角去分析实际的应用。第4题是对电磁继电器的理解与应用，通过分析具体情境加深学生对知识与科技关系的理解，提高学生发现问题，解决问题的能力，也为学生在后续的自行设计简单的控制电路提供思路和启发；通过问题给学生搭建阶梯引导学生经历设计的过程，真正地将知识内化，使核心素养得以发展。【上述4题预计完成时间15分钟】（二）提升性或实践性作业：（为选择性作业）如图是小胡同学自制的一个电磁小狗和小猫跷跷板玩具，小狗和小猫模型站在一个可绕光滑转轴转动的轻质杆上，它的工作过程是：当处于如图位置时，两触点接触使电磁铁产生磁性，吸引衔铁，小猫端下降，两触点断开，电磁铁失去磁性，在小狗重力的作用下，小狗
