内容正文:
4.5 《能量——电磁铁》
(教科版)六年级
上
4.5 《能量——电磁铁》
电磁起重机如何控制磁性强弱搬运不同重量的钢铁?哪些因素能改变电磁铁磁性?
新知导入
聚集
电磁起重机通电时, 电能转换为磁能, 可吸起钢铁; 断电时, 磁能消失,钢铁就会落下。
我们制作的电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢?
探究新知
电磁铁磁性强弱与三个因素有关:一是电流大小,电流越大,磁性越强;二是线圈匝数,匝数越多,磁性越强;三是有无铁芯,有铁芯时磁性比无铁芯时强,铁芯能增强线圈产生的磁场。
设计实验, 验证电磁铁的磁性强弱与什么因素有关。在你的实验中, 需要改变的实验条件是什么?不变的实验条件是什么?怎样才能做到公平实验?
1.验证电磁铁的磁性强弱可能与线圈的匝数有关。
分析你的记录单,这些实验数据能说明磁性的强弱与通电线圈匝数之间的关系吗?
2.验证电磁铁的磁性强弱可能与电流大小有关。
分析你的记录单, 这些实验数据能说明磁性的强弱与电流大小之间的关系吗?
电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系是怎样的?
课堂练习
选择题
1. 探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系时,应控制不变的是( )
A. 线圈匝数(需改变,错误 )
B. 电池节数(电流大小,需固定,正确 )
C. 吸大头针数量(结果,需观察,错误 )
2. 下列能增强电磁铁磁性的是( )
A. 减少线圈匝数(减弱,错误 )
B. 增加电池节数(增大电流,增强磁性,正确 )
C. 断开开关(无磁性,错误 )
3. 实验中吸大头针数量“不严格对应变量变化”的主要原因是( )
A. 实验误差(操作、环境干扰,正确 )
B. 规律错误(已验证趋势正确,错误 )
C. 大头针无磁性(错误,大头针有弱磁性 )
B
A
A
(二)判断题
1. 电磁铁磁性强弱只与线圈匝数有关,与电流大小无关。( )
2. 控制变量法要求实验中只能改变一个条件,其他条件严格相同。( )
3. 电磁起重机搬运轻物时,应减小线圈匝数或电池节数,降低磁性。( )
√
×
√
课堂总结
今天探究了电磁铁磁性的影响因素,谁能总结规律和实验方法?电磁铁磁性与线圈匝数、电流大小有关,匝数越多、电流越大,磁性越强!用控制变量法做实验,规律看趋势,误差很正常!
板书设计
4.5 电磁铁
核心问题:磁性强弱与哪些因素有关?
实验方法:控制变量法(固定一个变量,改变另一个 )
规律归纳:
线圈匝数越多→ 磁性越强→ 吸钉越多
电流越大(电池节数越多 )→ 磁性越强→ 吸钉越多
技术应用:电磁起重机(调控变量,按需搬运 )
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$$你现在看到的是一辆用电池和铜线圈制作的小火车,尽管它没有轮子,但却能跑得又快又稳。只要把铜线绕成弹簧圈,小火车就能自己钻进去。这个神奇的秘密就藏在磁铁和电流的合作里。当电池两端的磁铁靠近铜线圈时,线圈就会产生磁场,瞬间变成一个电磁铁。前方的磁场吸引车头,后方的磁场推动车尾,这股合力比磁铁之间相互排斥的力还要大。只需要把两块磁铁脸对脸安装,就像两个互相推手的武士,一旦装反了方向,小火车就会立刻停止。如果想让小火车跑得更快,只需要换成更大的电池,就像给火车装上火箭引擎。现在把铜线圈掰成波浪形,小火车的路径还能走出来。如果轨道足够长,它能一口气跑完整个书桌。而这个原理就被科学应用在磁悬浮列车上,只需把铜线圈换成超强电磁铁,就能让几十吨的列车悬浮10厘米,时速能飙到430公里,比这个实验火车厉害100倍。
此起重机通电时,电能转化为磁能,可吸取钢铁。断电时磁能消失,钢铁就会落下。我们制作的电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢?可以做出我们的假设推测,影响电磁铁磁力大小的因素可能与线圈的匝数有关,与电池的多少有关,与铁心长短有关,与铁芯粗细有关。研究这些因素需要用到控制变量实验。首先我们研究线圈的匝数与电磁铁磁性强弱的关系,因此实验前我们先来填写报告单。我们的研究内容是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系研究。假设线圈匝数越多磁性越强,匝数越小磁性越弱。需要改变的条件是线圈的匝数,不变的条件也就是控制变量,电流大小不变,电池正负极不变,线圈的粗细长短不变。对于线圈的匝数,我们可以选择用20圈、四十圈、六十圈。我们将导线正向的缠绕20圈,在铁钉上接通电流,闭合开关。用钉帽靠近大头针。将大头针平移到指定的位置,我们数一下大头针的个数,并记录在记录表中。重复操作第二次。重复操作第三次。我们取平均值,大约吸气八根大头针。将线圈正向缠绕40圈,在大头针上连接电路,闭合开关。这吸取到。指尖的位置。第一次试验吸取了。11根大头针. 重复操作。第二次重复操作。第三次。大约吸取11根大头针。再将线圈正向缠绕60圈在. 皮筋上。连接电路,闭合开关,用钉帽靠近大头针。第一次一共吸取十一根大头针。我们将数据记录在表格中,重复操作。第二次、第三次,最后我们取平均值。大约吸取了12根大头针,我们对实验数据进行分析和排列。对比实验数据我们发现线圈的扎数越多吸引大头针的,因此我们可以把磁性的强弱进行排列。二十卷是词性相对比较,40圈时磁性较强,60圈时磁性最强。由此我们可以得出结论,但此题的磁性结构先去讲,线圈匝数越多磁性越强,线圈杂数越少磁性越弱。下面我们来研究电磁铁的磁性,强弱电实验之前先填写实验报告单。我们研究的内容。是电磁铁磁性填空与电流大小。的关系。我们对研究。做出假设,电流越大电磁铁的磁性越强,电流越小电磁铁的磁性越弱。在这个实验中,我们需要改变的条件是电流的大小。我们可以通过电池的个数来改变电的大小。这里面我们可以采用一节电池、两节电池、三节电池串联的方法。不变的条件有铁芯的粗细大小,线圈的圈数、粗细。在这一组实验中,我们多选取线圈匝数为40圈的铁钉电磁铁。首先我们将一节电池接入到电流中。将大头针吸引到指定的位置,不断开关艺术大同志的个数,并记录在镜头中。我们重复刚才的操作,数一数他通知的个数,记录在记录表中。最后取平均值。大约六个月。我们将两节电池连入电路中,闭合开关。将。并将数量记录在总表中。重复以上操作三次,取平均值,大约吸取了九根大头针。我们将三节电池连入电路中,闭合开关,将钉帽靠近大头针,断开开关,看看可以吸取多少根大头针,将大头针的个数记录在记录表中。重复以上操作三次,取平均值大约12个。这我们来对比实验数据,发现电池越多电流越大。越小心及大脑的度数就越少。我们可以尝试着自己一节电池时雌性不降低电极电池时雌性叫三节的知识磁性最强。由此我们可以得出实验结论,电磁铁与电影大小有关,电影越大磁性越强,电影越小。
你说这玩意儿谁发明的?能在垃圾废物中精准吸出金属碎屑,还能用来搬运金属货物。其实它的名字叫做电磁起重器,在磁盘里面装有铜线圈和铁芯,当电流经过线圈时,线圈周围就会产生磁场,使铁芯磁化,从而产生强大的吸力。通入的电流越强,吸力也就越大。而想要磁盘下方的金属掉落,只需切断电源,线圈中的电流消失之后,磁场也就随之消失了。由于强大的吸力被经常用于搬运钢材、大型金属零件,比如钢卷,能够减少人工搬运的风险。不过它无法搬运非磁性材料,只对磁性材料有效,但比传统起重机的搬运效率高。