师:同学们好,欢迎走进科学课堂。1820年,丹麦科学家奥斯特在实验中发现电流可以产生磁性,由此开启了人类大规模使用电能的大门。通过上节课的探究,我们知道增加线圈圈数和增大电流,都能使小磁针的偏转角度变大,这表明通电线圈的磁性增强。在生活中,温度自动报警器通过智能化报警控制温度,节省了人力,给我们的生活带来很大便利。仔细观察原理图,会发现它有一个重要装置——电磁铁。电磁铁的结构是什么?怎样制作电磁铁?怎样检测电磁铁的南北极?电磁铁在生活中有哪些应用?今天我们就一起来探究电磁铁。电磁铁是由铁芯和线圈组成的装置,下面请看制作步骤。一、用有绝缘皮的导线在大铁钉上沿一个方向缠绕50 - 100圈,导线两头留出10 - 15厘米做引出线,固定导线两头,防止松开。二、用砂纸把导线头磨光亮。现在大家开始制作自己的电磁铁吧。
生:制作好了电磁铁,我思考电磁铁会和磁铁一样有磁性吗?怎样设计实验验证想法呢?实验中还需要注意什么?
师:因为磁铁能吸引铁制品,所以可以观察电磁铁能否吸引铁质的大头针。若能吸引,说明电磁铁有磁性;若不能吸引,则说明电磁铁没有磁性。
生:我认为可以这样做。但我们上节课知道通电线圈产生磁性,所以电磁铁还必须通电。为避免偶然性,需要多次实验。
师:孩子们能联想到用验证磁铁磁性的方法来探究电磁铁的磁性,这种方法值得鼓励。根据大家的想法,我们整理出以下实验步骤:一、将电磁铁连接到电池上,吸引大头针,数一数大头针的数量。二、断开电源,观察电磁铁能否吸引大头针。三、重复三次,分别记录大头针被吸引的数量。在实验时,由于用的导线较短,这个电磁铁很耗电,所以不要长时间接到电池上,并且要及时将数据记录在实验记录单上。好了,现在大家开始测试吧。
师:测试好了吗?你能根据记录单说说自己的发现吗?
生:我测试时发现,通电时电磁铁能吸引很多大头针,但断电时吸不住大头针,所以我认为电磁铁通电时有磁性,不通电时磁性很弱或者没有磁性。
生:我发现断电时的电磁铁虽然能吸引大头针,但过段时间就吸引不了了。所以我认为铁钉被磁化了,电磁铁断电时没有磁性。
师:孩子们能根据现象分析原因,说出自己的观点。在这个实验中,如果使用软铁做铁芯,断电后磁性会完全消失,效果更好。根据实验现象,我们可以得出结论:电磁铁通电时产生磁性,断电时磁性消失。孩子们,电磁铁和磁铁一样也有南北极吗?怎样检测电磁铁的南北极呢?实验时需要注意什么?
生:检测磁铁南北极时用的是小磁针,所以也可以用小磁针检测电磁铁的南北极。比如将钉头靠近小磁针的N极,如果两者吸引,说明钉头是S极;如果排斥,说明钉头是N极。
生:我赞同用小磁针检测电磁铁的南北极,但检测方法我有不同意见。因为铁钉本身就能与小磁针相吸引,为排除这种干扰,我建议电磁铁的钉头和钉尾都与小磁针的N极接触。
师:孩子们说得有理有据,我们可以将电磁铁的钉头和钉尾靠近小磁针的同一极观察现象。实验时还要注意重复实验,多做几次,并及时将现象画在实验记录单上。现在大家动手操作完成了吗?观察实验现象,你发现了什么?
生:我发现电磁铁的钉尾与小磁针的N极相互吸引,钉头与N极相互排斥。根据同名磁极相斥、异名磁极相吸,所以电磁铁的钉尾是S极,钉头是N极。
生:我的电磁铁南北极正好和你相反,我的电磁铁钉尾是N极,钉头是S极。
