师:同学们好。我们一起来学习小学科学六年级上册第四单元第四课——电能和磁能。课前,请同学们准备好以下材料:多股绝缘细导线(1.2米左右)、大铁钉、电池盒、电池、开关、大头针、指南针。
通过前面的学习,我们已经知道磁铁具有能量,磁场具有的能量叫做磁能。在日常生活中,磁能应用广泛,比如磁悬浮列车、电磁起重机、耳机、电磁炉等。上节课,我们重演了奥斯特实验,学会利用线圈增大磁力。我们发现,当通电线圈立着放套在指南针上时,指南针发生大幅度偏转,由此可知通电线圈具有磁性,电可以产生磁能。实际上,通过适当装置,生活中的大部分磁能都可由电能转化而来。
那么,什么样的装置可以将电能转化成磁能呢?如果在通电线圈中加入一枚铁钉,会有磁性产生吗?
生1:我认为会产生磁性。
生2:我认为不会产生磁性。
师:怎样验证它是否有磁性呢?
生3:可以给这个装置通上电流,用它来吸引大头针试试看。如果能吸引起大头针,则说明它有磁性。
师:为了验证猜想,我们来制作这样一个装置。需要的材料有长导线、大铁钉、大头针、电池盒。实验中要注意,大铁钉需提前用火烧10分钟以上进行退磁。导线前端去掉绝缘皮1 - 2厘米,露出导体部分。导线两端留出10 - 15厘米长做连接线,固定连接线与线圈,避免线圈松开。将导线按照同一个方向缠绕50 - 100圈,用砂纸把接线头打磨光亮。特别提醒,此时组装的电路是短路,不能长时间连接在电池上,否则容易损坏电池。下面,大家动手试一试这个装置能否吸引大头针吧?
师:通过观察现象,你发现了什么?
生4:闭合开关,铁钉能够吸引起大头针,说明它具有磁性;断开开关,大头针掉落,铁钉的磁性消失。
师:通过实验,我们发现缠绕了线圈的铁钉通电后有磁性,断电后磁性消失。像这样由线圈和铁芯组成的装置叫做电磁铁。电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。同学们,你能利用电磁铁的这个性质将大头针搬运至指定位置吗?探索前,请思考电磁铁是怎样搬运大头针的,怎样控制才能让大头针掉落在指定位置?
生5:要先给电磁铁通电,这样电磁铁就具有磁性,可以吸引起大头针,再在指定位置断开电流,这时电磁铁磁性消失,大头针就会掉落在指定位置。
生6:我想法和他一样,通电后电磁铁具有磁性,能吸引起大头针,然后保证电磁铁一直通电,直到大头针到达指定位置才能断开电流,这样就能保证大头针掉落在指定位置。
师:同学们,你们的想法和他们一样吗?下面动手试一试吧。
师:你们成功了吗?是怎样完成这个任务的呢?
生7:成功了。我们利用电磁铁接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质,完成了搬运大头针的任务。
师:现在我们知道通电后的电磁铁和磁铁一样具有磁性,能够吸引铁制品。那么,通电后的电磁铁是否和磁铁一样也具有南北极呢?如何验证?
生8:我认为可以借助指南针来验证电磁铁是否有南北极,因为磁铁具有同极相斥、异极相吸的规律。
师:电磁铁通电后,如果用钉尖靠近指南针,钉尖与指南针的南极相吸引,这能证明钉尖是北极吗?
生9:我认为不行,因为铁钉本身就可以与指南针的南北极相吸引。我们可以让钉尖再靠近指南针的北极试一试,如果相互排斥就可以说明钉尖是北极。
师:接下来,请同学们动手验证一下自己电磁铁的南北极情况吧。
师:同学们,通过实验你发现了什么?
生10:通过实验,我发现电磁铁通电后也和磁铁一样具有南北极。
师:那么你们的电磁铁磁极情况如何?钉尖是南极还是北极呢?
生11:我的钉尖是南极。
生12:我的钉尖是北极。
