电磁铁课件 篇一
关键词：电机学；ANSYS；电磁；有限元
作者简介：王坚（1972-），男，江苏无锡人，南京工程学院自动化学院，讲师，东南大学电气工程学院博士研究生。（江苏？南京？211167）
基金项目：本文系南京工程学院创新基金项目（CKJ2010007）的研究成果。
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）24-0058-02
电机学是强电类专业的一门重要的专业基础课，也是学生由多年理论课学习转为专业课学习的中继课程。该课程的特点是需要运用基本物理学原理来分析电机运行过程，与工程实际结合紧密，理论性强，抽象概念多，推导多，计算多，涉及的电磁场内容多。学生普遍反映电机学是门较难学的课程。[1]
电机学以通用变压器、异步电机、同步电机和直流电机四种电机为主要研究对象，对电机工作原理部分所涉及的电磁场理论的理解和掌握是电机学教学难点。[2]传统教学过程过多地依赖单纯公式推导和讲解式理论教学，一方面，这将使得原本难以理解的电磁原理更加抽象化，使学生失去了应有的学习兴趣；另一方面，也容易导致理论与实践脱节，使学生难以摆脱从课本到课本的循环。针对电机学的教学现状，必须改革其教学方法和教学手段。在教学中引入ANSYS电磁仿真软件进行辅助教学，模拟各种电机实际物理运行过程，可以加深学生对抽象的电机电磁场原理以及工程应用的理解，提高学生的学习兴趣，并提高其分析和解决实际工程问题的能力。
一、电机电磁场仿真与ANSYS软件
电机是机电能量转换装置，它包含有电磁系统和机械系统两个方面，而电磁场是机、电磁系统之间进行能量转换的耦合媒介。机电能量的转换过程始终伴随着电能、磁能、机械能的储存和相互之间的转换。由于耦合场的介质往往是非线性的，且磁场的分布是三维空间的，所以，要精确地分析电机的有关电磁参数和运行性能，充分揭示电机的内在本质，必须应用场的分析方法。此外，对于新型电机的研制和大电机的开发，由于没有成熟的电机设计方法，只能依靠电磁场的分析。而在求解实际工程中的电磁场问题时，需要借助数值计算过程。由于有限元法在求解复杂结构、复杂边界、非线性以及时变场问题时有着不可比拟的优势，因此是目前应用最广泛的一种方法，在电磁场数值计算中占主导地位。
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。利用ANSYS进行电磁场分析，可方便地对以下问题进行研究：电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、力、运动效应、和电路等。其电磁分析模块适用于对各种变压器、发电机、电动机等电机装备进行场量计算、参数分析和整机性能预估。
二、应用实例
1.磁路定律与Ampere环路定律
Ampere环路定律是磁路定律的物理依据，前者描述的是“场”的属性，而后者关注对进行“场”简化得到的“路”，显然后者是前者的近似等效形式。两定律之间的关系和变换过程可以利用ANSYS分析典型的磁路模型加以形象地说明。
Ampere环路定律揭示了电流产生磁场，或者说，磁场的根源是励磁电流。在ANSYS中建立如图1所示三维有限元分析模型。[3]其中环形铁心由20片硅钢片叠装而成的，绕以100匝线圈，励磁电流为有效值1A的市电。由于模型的对称性，只分析1/2 模型即可。硅钢材料电导率为5 MS/m，相对磁导率为1000。
图2给出了有限元仿真得到的励磁电流和磁场分布，从图中可以看出以下几点：
（1）图2（a）中所示励磁电流方向与2（b）中所示磁场方向满足右手螺旋法则，并且励磁电流的大小决定了磁场的强弱；
（2）铁心中磁场分布是不均匀的；
（3）铁心以外的空气中也四处散布着漏磁场，但其在数值上远远小于铁心中磁场。
因此，在电机和变压器里，常把线圈套装在铁心上，当线圈中流过电流，在线圈周围的空间就会形成磁场。其中铁心由铁磁材料构成，导磁性能比空气好得多，磁通几乎全部在铁心中流通，而在空气中只存在少量杂散的漏磁通。所以在定性分析时，电机中的磁场可以简化为磁路来处理。类比于电路的电阻定义式，可以定义磁路中磁阻的关系式。但必须注意的是，磁阻只是在形式上类似电阻，在磁路中其并不具备电阻在电路中类似的物理意义。例如，消耗在电阻上的焦耳损耗可以用I2R的关系求解，而耗散在磁路中的铁耗是无法借助磁阻用类似关系进行计算的。再引入磁动势即磁场源的概念，可得在形式上类比于电路Ohm定律的磁路（Ohm）定律表达式，磁路定律的正确性也很容易利用图1所示分析模型进行数值验证。
通过以上实例引导和分析，可以使学生加深对电机磁场和磁路概念的理解，并拓宽知识面，提高学习电机学课程的兴趣。
2.同步电机运行原理
与感应电机一样，同步电机也是一种常用的交流电机。同步电机在稳态运行时，转子的转速n（即同步转速）与电网频率f之间满足：
（1）
电磁铁课件 篇二
1.知道什么是电磁铁； 2.理解电磁铁的特性和工作原理。过程方法： 1.通过探究电磁铁磁性与什么因素有关的实验，进一步发展学生的空间想象力； 2.通过对实验的分析，提高学生比较、分析、归纳、结论的能力。情感目标： 通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥妙，培养学生的学习热情和求是态度，初步领会探索物理规律的方法。学习重点2电磁铁的概念及影响电磁铁磁性强弱的因素2学习难点2影响电磁铁磁性强弱的因素教学方式2实验法、讨论法、启发式。教具与媒体2多媒体；螺线管，铁棒，一个线圈匝数可以改变的电磁铁，电源，滑动变阻器，电流表和一小堆大头针。教学环节2教师活动2学生活动2设计依据一、创设情境，引入新课（5 min）2观察电铃的工作情况，引起学生的思考，电铃为什么会持续的工作？引出电铃的核心元件――电磁铁对于电磁铁，你最想了解它的那些方面的知识（由磁体向电磁铁过度，发散学生的思维）.学生在归纳时给予充分的肯定归纳总结学生的问题，明确研究方向2 学生思考
电磁铁的结构；电磁铁磁性强弱与那些因素有关；电磁体与永磁体的区别；电磁铁的应用2通过观察，对比，让学生的思维展开，尽可能多地让学生表达自己的想法 二、进入新课，科学探究（39 min）2二、 进入新课，科学探究（15 min+15 min）
通过学生总结所要探究的问题，把探究电磁铁分为四个部分
1.电磁铁的构造
2.电磁铁磁性强弱与那些因素有关
3.电磁体与永磁体的区别
4.电磁铁的应用
首先，让我们先来解决电磁铁的构造问题！
电磁铁很神奇，但构造非常简单，制作起来也确实容易，相信聪明的你一定可以很快的制作一个电磁铁。
（一）电磁铁的构造（15 min）
我们把插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
通过对电磁铁结构的认识，你们能自己动手制作电磁铁了吗？2 回答
观察
师生讨论
讨论2 探求其原因 2为了确保大家制作的电磁铁美观实用，请看大屏幕上的制作提示和要求！ 让我们比一比，看看哪个组做的既整齐美观，而且速度快，3.2.1电磁铁制作现在开始！
（二）电磁铁的探究
各个小组都在短时间内完成了电磁铁的制作，究竟咱们制作的电磁铁好不好使，利用你手中的电源和大头针能检验吗？
接下来，让我们一起前去检验我们所制作的电磁铁！
看看你们组制作的电磁铁吸引了多少大头针？
22化归到我们欲研究的问题上来2每组吸引大头针个数不同，反映出电磁铁的磁性强弱有所不同。请结合你的制作和检验过程，猜想一下电磁铁磁性强弱与那些因素有关？
猜想： 1.电磁铁的磁场强弱可能与电流的大小有关，因为电流越大，电流产生的磁性可能就越强； 2.电磁铁的磁场强弱可能与线圈的匝数有关，因为一匝线圈要产生一定的磁性，匝数多，则产生的磁场也会增强。
总结：教师经过讨论汇总后，总结为电磁铁的磁场强弱可能与电流的大小、线圈的匝数有关，下面对这两个问题进行实验设计。
设计实验： 1.想研究电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，该如何控制匝数呢？同理要研究磁场与匝数的关系，该如何控制电流呢？（在研究匝数时控制电流不变，在研究电流时，控制匝数不变）
2.如何改变线圈的匝数？如何改变电流的大小？ （取匝数不同的螺线管以改变匝数的不同；通过滑动变阻器改变电流的大小）
3.如何判断电磁铁磁性的强弱？ （通过采用不同匝数的电磁铁以改变其匝数，通过在电路中串联滑动变阻器以改变电流的大小，通过让电磁铁吸起大头针的个数来判断其磁性的强弱。）
【进行实验】
1.组成电路：将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路。
2.将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。
3.将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。
分析与论证：（15min）
（1）电磁铁通电时产生磁性，断电时没有磁性。
（2）通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
（3）在电流一定时，通电螺线管线圈匝数越多，磁性越强。
同学们，电磁铁磁性强弱的关系的奥秘被我们所揭示，为了今天的成功，让我们把掌声送给我们的同伴和我们自己！
（三）电磁铁的优点：（3min）
（1）电磁铁磁性的有无可以通过电流的有无来控制。
（2）电磁铁磁性的强弱可以通过电流的大小来控制。
（四）电磁铁 应用（7min）
电铃
接下来，让我们在回到我们课前的电铃，思考一下它的工作过程？老师为你们准备了它的电路图！ 2
培养学生对生活中的现象的探究积极性
进一步加深对电磁铁的认识小结1min2同学们，科学的道路上我们一起探索了电磁铁的奥秘，并将它应用到了我们的生活当中，通过和你们一起学习，老师再一次被你们严谨的科学态度所折服，被你们相互包容的大度所感染，为你们团结合作的精神而感到高兴，在接下来的日子里，我们要通过努力的学习知识，用自己聪明的才智去改变我们的世界，用物理的武器为我们创造更加美好的生活！让我们自己为自己下课！板 书 设 计 2电磁铁。
一、电磁铁：插入铁心的通电螺线管。
二、电磁铁磁性强弱的影响因素
三、电磁铁的优点
四、电磁铁的应用： 电铃、电磁继电器等。课 后作业2课后1.22[ 黑龙江省哈尔滨市虹桥学校（150000） ]
3
燃烧条件探究多变 耿昌福燃烧促进了人类文明的发展，燃烧需要一定的条件，对燃烧条件的探究一直是各种化学命题中的热点。下面就结合具体实例，一起来探究燃烧的条件。
一、依据书本实验，进行常规探究
图1例1（河北中考题）为了探究燃烧的条件，小军查阅资料得知：白磷的着火点为40 ℃，红磷的着火点为240 ℃，五氧化二磷会刺激人的呼吸道。
他设计了如图1所示的实验装置。将分别盛有少量白磷和少量红磷的两支试管，放入到盛有热水的烧杯中，另将少量白磷直接投入到烧杯的热水中。观察到的实验现象如下：
①试管中的白磷燃烧，产生大量的白烟；②试管中的红磷不燃烧；③烧杯中的白磷不燃烧。
（1）白磷燃烧的化学方程式为 .
（2）分析实验现象，得出结论：
由现象①②得到的燃烧条件是 ；
由现象①③得到的燃烧条件是 .
（3）请举一例说明燃烧必须有可燃物参加： .
（4）请你根据小军查阅的资料和实验现象，指出他设计的装置有何不足。
解析：由于烧杯中水是80 ℃，温度达到了试管中白磷的着火点，未达到红磷的着火点，由现象①②对比可知燃烧条件之一是温度要达到可燃物的着火点；烧杯中的白磷浸没在水中，无法与空气（氧气）接触，由现象①③对比可知燃烧必须与空气（氧气）接触。根据题目中的信息可知，五氧化二磷会刺激人的呼吸道，所以该实验应在密闭装置内进行，以防止生成的五氧化二磷会污染空气。
答案：（1）4P+5O2点燃32P2O5 （2）温度达到着火点；与空气（或氧气）接触。（3）关闭燃气灶阀门，火焰熄灭等（合理皆可）； （4）白磷燃烧没有在密闭装置中进行，生成的五氧化二磷会污染空气。
二、注重装置创新，提升探究能力
例2（福州中考题）某兴趣小组活动中，同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究。探究过程中，大家对磷燃烧生成的大量白烟是否危害人体健康提出疑问。
【查阅资料】白磷的着火点是40 ℃，红磷的着火点是240 ℃，燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，可能与空气中水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO3）.
【交流与讨论】白烟对人体健康有害，该实验装置必须改进。
【改进与实验】同学们按改进后的图2装置进行实验。
图1图2图3 请你帮助他们将表1补充完整。
表1现象3解释a试管中白磷燃烧，热水中白磷没有燃烧。b试管中红磷没有燃烧。3b试管中红磷、热水中白磷都没有燃烧的原因是① ；② .【反思与评价】（1）改进后的图2装置与图1装置比较，优点是 .
（2）小林同学指出图2装置仍有不足之处，并设计了图3装置，其中气球的作用是 .
【拓展与迁移】实验小结时，小朱同学说：“待a试管冷却后，如果将试管口紧贴水面（室温下），并取下橡皮塞，将看到液体进入试管。”这一说法得到大家的一致认同。
小晶问：“如果不考虑橡皮塞占试管的容积，进入a试管内液体的体积会是多少呢？”大家争论后，出现两种预测。
甲：接近试管容积的1/5； 乙：不一定接近试管容积的1/5.
你赞同的预测是 （填“甲”或“乙”），理由是 .
解析：图2中60℃的热水提供的温度没有达到b试管中红磷的着火点240℃，所以红磷不能燃烧；而60℃的热水温度虽然已达到热水中白磷的着火点40℃，但热水中的白磷没有与氧气（或空气）接触，所以也不能燃烧。
图1是在空气中进行实验，由查阅的资料可知：五氧化二磷会刺激人体呼吸道，在空气中可能与水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO3）.而图2是用橡皮塞将试管塞住，形成了密闭系统，能防止白磷燃烧产生的五氧化二磷逸散，危害人体健康；图3中用气球代替了橡皮塞，能有效避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动。
氧气约占空气体积的1/5，由于足量白磷燃烧消耗掉试管中的氧气，使得气体减少，气压减小，故将试管倒立于水中后，水面应上升至约距试管口1/5处，甲的预测是正确的。
答案：①温度未达到红磷的着火点；②热水中的白磷没有与氧气（或空气）接触；[反思与评价]（1）能防止白磷燃烧产生的五氧化二磷逸散，危害人体健康；（2）避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动。[拓展与迁移]甲；氧气约占空气体积的1/5，且上述实验白磷足量、气密性良好，所以进入a试管内液体的体积能接近试管容积的1/5（其它合理答案均可）.
三、借助燃烧实验，探究燃烧概念
例3（南京中考题）某化学兴趣小组用火柴、蜡烛、烧杯三种实验材料探究物质燃烧的条件。
[提出问题]物质燃烧需要什么条件？
[猜想与假设]1.有可燃物； 2.温度要达到着火点；3.与氧气（或空气）接触
[设计与实验]验证3对比试验假设13示例：加热烧杯，烧杯不可燃3（仿照示例填写）假设23常温放置蜡烛，蜡烛不燃烧3（仿照示例填写）假设33点燃蜡烛，蜡烛在空气中持续燃烧3（仿照示例填写）[得出结论]猜想正确，燃烧必须同时满足 个条件，只要破坏 个燃烧的条件，就能达到灭火的目的。
[反思质疑]氢气在氯气中能燃烧。燃烧是否一定要有氧气参加？
[查阅资料]镁条能在空气中剧烈燃烧，也能在二氧化碳中剧烈燃烧，发出耀眼的白光、放出大量的热；细铁丝可以在氯气中剧烈燃烧，放出大量的热，产生大量棕黄色的烟；磷能在氯气中剧烈燃烧，放出大量的热，产生大量的白色烟雾。
[表达与交流]根据上述内容和课本中对“燃烧”的描述，你认为 叫做燃烧。
解析：燃烧条件的结论应通过设计对比试验进行探究。假设1是探究“有可燃物”，结合下面实验，可通过“点燃蜡烛”与“点燃烧杯”对比，得出燃烧需要可燃物；假设2是探究“温度要达到着火点”，通过“常温放置蜡烛”与“点燃蜡烛”对比，观察蜡烛是否燃烧可得出结论；假设3是探究“与氧气（或空气）接触”，通过“蜡烛在空气中持续燃烧”与“将燃着的蜡烛扣入一只烧杯内，蜡烛逐渐熄灭”，可验证此因素。
初中化学中燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应，而在资料中氢气、镁条、细铁丝等物质也可在氯气中燃烧，说明燃烧不一定需要氧气参加，所以在重新描述燃烧定义时，应将与氧气反应的字眼去除，即“发光、发热的剧烈的化学反应叫燃烧”。
答案：[设计与实验]假设1：点燃蜡烛，蜡烛可燃；假设2：点燃蜡烛，蜡烛燃烧；假设3：将燃着的蜡烛扣入一只烧杯内，蜡烛逐渐熄灭。[得出结论]上述3，1；[表达与交流]发光、发热的剧烈的化学反应。（合理均可）
知识点拨：对比实验是探究性学习的一种重要方法，只要根据燃烧的三个条件进行对比分析，就可以轻松得到燃烧的条件。另外，如今的化学实验考查不再仅仅局限于书本知识点的考查，而是趋向于对课本实验、知识的创新考查。这就要求我们在平时的学习中要注意前后知识的联系、对比、整合和创新。
[江苏省镇江市丹徒区世业实验学校 （212115）]准确理解谨防错选 孙兴全 一、对水的组成理解错误
图1例1关于电解水实验的叙述错误的是（ ）
（A） 试管1中的气体是氢气
（B） 试管2中的气体能使带火星的木条复燃
（C） 产生的氢气和氧气的质量比为2∶1
（D） 发生的是分解反应
错解：错选（A）或（B）.
错因：出错的原因在于对电解水中正、负极上分别产生什么气体分不清，应该是“负氢正氧”。
分析：在学习电解水实验过程中要注意：负氢（谐音：父亲）正氧、氢二氧一是指产生的氢气和氧气的体积比是2∶1，而不是质量比为2∶1.
答案：（C）
二、有关微观粒子性质的理解错误
例2下列有关分子、原子、离子的说法正确的是（ ）
（A） 分子是化学变化中最小的粒子
（B）一切原子的原子核都是由质子、中子构成的
（C） 分子的质量总比原子的质量大
（D） 分子、原子、离子都能直接构成物质
错解：（B）或（C）
错因：不清楚原子核构成的特例以及受分子的结构的误导所致。
分析：分子是保持物质化学性质的最小粒子，但分子在化学变化中不是最小的，还可以再分，（A）错误；原子核通常由质子和中子构成，但有一种氢原子中没有中子，是一个原子核结构的特例，（B）错误；分子由原子构成，所以构成分子的原子的质量和体积都比它所构成的分子要小，但抛开它们之间的隶属关系，单论分子和原子，则分子的质量体积并不一定比原子大，如，汞原子的质量就比氧分子大，（C）错误；（D）正确。
答案：（D）
三、用微粒的观点解释现象的错误
例3能说明分子在化学变化中可分这一实验事实的是（ ）
（A） 打开浓盐酸的瓶盖，瓶口出现白雾
（B） 将冷水加热至沸腾时，会看到生成大量的气体
（C） 加热红色的氧化汞粉末，放出气体，同时试管内壁附着一层银白色的物质
（D） 将蔗糖放入水中，一会儿不见了
错解：（A）、（B）、（D）
错因：没有搞清楚物质变化时的现象和实质。要明白对于由分子构成的物质，发生物理变化时，分子本身没有发生改变。发生化学变化时，分子被破坏，变成原子，原子又构成新的分子。因此，要想正确回答本题需要搞清楚哪个是化学变化才行。
分析：打开浓盐酸的瓶盖，瓶口出现白雾，是因为浓盐酸具有挥发性，挥发出的HCl遇到空气中的水蒸气生成了盐酸小液滴。水沸腾时生成的气体是水蒸气，蔗糖放入水中，一会儿不见了，是蔗糖溶解在水中了，从根本上来说这些现象中物质的分子组成没有变化，属于物理变化。加热氧化汞粉末，放出气体，同时生成银白色的物质，这是氧化汞受热发生了分解反应，因而这一实验说明分子在化学变化中可以再分。
答案：（C）
四、没有掌握水污染的措施
例4水可以造福于人类，但水被污染后却会给人类带来灾难。为了防止水污染，下面①～⑤项措施中可以采用的是（ ）
①禁止施用农药和化肥 ②不任意排放工业废水 ③抑制水中所有动、植物的生长 ④生活污水经过净化处理后再排放 ⑤减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量，防止形成酸雨
（A） ②③④ （B） ②④⑤
（C） ①④⑤ （D） ①②③④⑤
错解：（D）
错因：造成本题错误的原因是同学们没有真正掌握造成水污染的三种途径，知识模糊，概念不清。
分析：造成水污染的途径一般有三种。在现阶段，我国农业方面禁止施用农药和化肥，这显然是不现实的，也不可能抑制水中动、植物的生长。
答案：（B）
五、对物质的分类理解错误
例5经分析，某种物质只含有一种元素，则该物质不可能是（ ）
（A） 混合物 （B） 化合物
（C） 纯净物 （D） 单质
错解：（A）
错因：把同一种元素与同一种物质混淆了。没有准确理解概念的内涵和外延导致出错。在这里需要注意物质与纯净物的区别和联系。
电磁铁课件 篇三
在高中物理教学中，电磁感应有着相当重要的地位，因此这部分的教学中演示实验就显得非常重要且必要。实验室中针对这部分的教学的实验器材也非常多，有的是要组合，有的是成套的，在实际教学中我不喜欢用成套的，特别是那种封在一个盒子里只露出几个部件的套件（自感现象演示器，电磁波的发射与接收之类的），因为这种器材几乎没有动手环节，不利于对学生的动手能力和兴趣的培养，另外在课堂上教师能动手做演示实验很容易调动学生的积极性。
在电磁感应的教学中我试着用课本上演示实验用到的器材进行实验，但效果并不理想。比如演示课本（鲁科版选修3-2下同）P5中的探究2实验时（如右图），大部分教师想到的是用条形磁铁、原副线圈组中的原线圈和J0401演示电表演示这个实验，但很多时候实验现象并不理想，原因是条形磁铁磁性不够强，原线圈自身电阻大，磁铁插入原线圈时经常会偏不易插入，电表量程过大偏角过小（J0409量程小偏角大，但体积太小只有近处的学生能看得见，用实物展台可用它）。有很多教师自己花钱买多个方形强磁铁串在一起用（实验室没有标配强磁铁），特别是有些教师在上公开课时经常看到，另一些教师就用J0409分组用的G表代替演示用电表J0401做演示实验，虽然现象是明显了但只有几个学生能看到，演示的效果就要大打折扣了。还有的教师干脆不做演示实验，有的用PPT演示，差点的就讲实验，这些都不是最好的方法。
我在这部分教学中只做了小小的改变，实验效果出奇得好，方法是用可拆变压器的0-200-800-1600组线圈中的0-1600两接线柱代替原来的原线圈，其他不变。由于可拆变压器的线圈内部是方形的，如果条形磁铁磁性不强，则有两种方法解决，一是用充磁机充磁，一根条形磁铁实验现象就非常明显，演示用电表J0401的指针会偏三分之一以上。二是用两根或三根条形磁铁并在一起用（单根条形磁铁磁性不够时），就能使电表指针满偏。以上的实验也可以用于楞次定律（感应电流方向判断）的教学中。
在自感现象的教学中通电自感和断电自感是要求做演示实验的，现在实验室中有一种自大感现象演示器如下图，这套仪器在演示通电自感和断电自感的现象都很明显，但学生只能看到老师或打开或关闭开关和灯的亮度变化，从灯的亮度变化上来说这套仪器已经很能说明问题了，但我不太赞成用这种成套的仪器，特别是已经封装好看不到内部结构的仪器。原因有：首先，物理实验目的是培养学生的动手能力，演示实验中老师可以教学生怎么做，要注意哪些问题，分组实验中学生才能敢于动手、大胆尝试；其次，演示实验是教师展现自己动手能力很好的平台。如果做得好，则能很快吸引学生的注意力，提高学生的学习兴趣，激发学生的求知欲，同时更能增强学生对教师的认同感，甚至有的学生会因此而崇拜教师，进而爱上物理，这其实是老师与学生心灵交流的很好机会，教学效果自然很好。在实际自感现象教学中由于实验室中没有专门为自感配备的线圈，因此有的老师会去找旧的变压器，有的会去买一个日光灯镇流器，这两种方式都不错，我都用过。用实验室配备的自感现象演示器J2446。我也用过，但学生最多只能看到老师通电和断电还有就是灯的变化，没有了其他动手吸引学生的环节，我用过一次后来再也不用了。后来我发现可拆变压器的线圈加其铁芯是做自感现象实验很好的器材，我就把课本上对应演示通电自感和断电自感的线圈用可拆变压器代替，演示效果非常好。方法是在演示课本P29实验与探究实验时用可拆变压器的0-400两接线柱。电源用学生电源的直流挡，电压不要太高，以免开关断开时L1灯烧坏，先调节R0使两灯亮度接近，再演示断电自感现象。同理把P30中的实验探究中的线圈换成可拆变压器的0-800或0-1600接线柱，如果是0-1600两接线柱，则R0要用最大阻值为200欧或用电阻箱，而电源电压也要大一些，在实验时可以试着加，演示通电自感会发现灯2明显比灯1 要晚亮。P31的迷你实验室中一节干电池产生电火花，如果是学生做给自己看可以，但如果老师想在课堂上演示那么也还是得变一下，电源要用学生电源，线圈用可拆变压器的0-400两接线柱就能让大部分学生看到产生电火花的现象。
电磁铁课件 篇四
当前，伴随着知识经济的不断繁荣，层出不穷的科技创新，以强大的动力推动着社会前进。新科技从根本上改变着劳动方式，改变着人们获取信息的手段，也改变了人们传统的学习观念。全世界都重视创新和创新人才的竞争。在此情况下，高等教育在培养符合社会发展的实用型人才、创新型人才方面，面临着新的挑战。基础教育同样受到了强烈的冲击。因此，以推进素质教育为目标，对基础教育课程改革已成大势所趋，一种普遍的认识是：加强课程内容与学生生活以及现代化社会科技发展的联系；关注学生的学习兴趣和经验；倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手；培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作的能力[1-6]。这恰好符合大学物理实验教学改革方向，因为物理实验是科学实验的基础，也是众多科技创新的摇篮。物理实验每一个题目的思想方法和实验内容，既体现了传统科学深厚的基础又蕴藏着丰富的创新思想，衍生出很多新理论、新技术[7，8]。该文介绍了一个“基础”与“创新”相结合的物理实验教学创新开放活动：利用基础物理实验教学为依托开设物理实验装置科技小制作的实验活动。实践证明，该课程在激发和培养大学生的创新精神和能力方面，获得了较好的效果。
1 创新型物理开放实验教学实例
在新型开放物理实验课活动内容中，有一个演示实验装置制作方案：电磁感应摆装置的制作。电磁感应摆装置既可以直观的演示电磁感应现象又可以用于普通物理实验中，对磁体的磁感强度进行测量[9]。其核心装置为双绕组铁芯线圈。其中，铁芯截面形状决定了电磁感应摆的摆动幅度和效果。因此，在制作前，指导教师要求学生在两种铁芯形状（铁芯截面方形和圆形），要求学生自行确定铁芯制作方案。很多同学在电磁学理论进行了分析基础上用COMOSL多物理场分析软件，对通电线圈的感应磁通量做模拟分析。这是一大胆的做法，必须投入大量的业余时间。由于积极性很高，提出这个想法的学生自愿组成了一个小组，在教师的帮助下，克服了很多困难，一边努力学习有关电磁理论和COMOSL软件，基本上完成了部分模拟实验工作，为正确选择铁芯截面提供了较为科学的证据。在此过程中，师生都获得了很大的锻炼，下面是师生共同做的研究和分析过程。
1.1 圆柱型铁芯的磁通量模拟
使用CCOMSOL软件中的3D模式，采用无限元法分析模拟通电线圈的磁场情况。首先建立磁场载体模型（见图2），根据对称性，仅计算分析铁芯边缘某一纵向的磁场情况，经过多次物理条件的设定试验，最后获得模拟效果图1。
此次结果：铁芯产生的磁通比较集中在边缘，磁通密度最大值达到1.267e-4特斯拉，圆柱形铁芯截面上表面的磁通密度分布不均匀。
1.2 方柱型铁芯的磁通量模拟
同样方法，物理条件设定与圆柱形铁芯的基本相同，仍然采用无限元法分析模拟通电线圈的磁场情况，最后获得模拟效果图2，
此次结果：铁芯产生的磁通比较集中在边缘，漏磁现象不严重，磁通密度最大值达到1.381e-4特斯拉，方柱形截面上表面的磁通分布较为均匀。
结论：根据图2与图1的比较，方形铁芯磁通密度较大，分布较为均匀，故铁芯截面应为方形截面。实验结果证明，该形状的铁芯效果良好。
2 几点体会
2.1 提高大学生对物理实验的兴趣，符合物理实验创新教育功能的教学规律
创造最根本的动力就是兴趣。该文介绍的开放实验教学形式，通过电磁感应摆奇特的摆动原理吸引了学生的兴趣，激起学生们参与制作的极大热情。在这种情绪的激励下，他们不但渴望表现出自己的能力，而且会主动设想更科学的制作过程。这就为后来的模拟线圈磁场提供了积极地探索动机，于是在指导教师的帮助和鼓励下，完成了分析，使得制作过程完全科学化，成效显著。
2.2 开展物理实验基础装置小制作实验课，有利于发挥物理实验的创新教育功能
1993年诺贝尔奖获得者，生理医学家理查德？罗伯茨谈到创新教育时说：“要对学生放手，让他们做自己感兴趣的事”。前面论述中的调查数据表明，大多数大学生都有参加实验装置制作课程学习的热情。这样开放性的实验课，可以让他们获得很多自由、独立的思考机会。他们的创造性思维不再受到束缚。他？在做实验的工作过程中，既体会到探索过程的艰辛又享受到创作成功后的喜悦，树立他们克服困难的信心，锻炼他们动手能力的同时增强了创新意识。该文介绍的用COMOSL模拟磁场过程，就是他们经历了很多困难波折，最后获得了较为成功的一个具体实例。
电磁铁课件 篇五
下面是与双册教材有关的几个有代表性的实验项目训练内容。
一、电磁铁性质实验
1．实验原理
1820年丹麦科学家奥斯特发现，不仅磁铁周围存在着磁常电流周围也存在着磁场，如果把导线绕成螺线管，螺线管就有了磁性。利用通电螺线管有磁性和铁在磁场中能被磁化的原理，可制成磁性很强的电磁铁。电磁铁有很多性质：通电产生磁性，截断电流磁性消失；电流越强磁力越大：螺线管的线圈匝数越多磁性越强；电磁铁的南北极性可以由变换电流方向来控制。
2．实验操作
（1）把带有绝缘外皮的导线，按照相同的方向缠绕在一根大铁钉上。接通电流，用它接近铁制品，有吸引现象出现；切断电流。现象消失。（2）用电磁铁的一端去接近磁针两极，出现相斥相吸现象。改变电流方向，又出现相吸相斥变化。（3）改变电磁铁线圈匝数，磁力随之改变。改变电池节数，磁力也改变。
3．实验教学设计
（九年义务教育教材五年制第六册第8课）（1）自制电磁铁。（2）综合定义。（3）分组实验：研究电磁铁有无极性和变换极性的方法。（4）分组实验：研究加大电磁铁磁力的方法。（5）讲述电磁铁的用途。
二、电路的组装实验
1．实验分析
在设计、安装、维修各种实际电器的时候，常常需要表示电路连接情况的图。为了简便，通常这种图不用实物，而用符号代表，这种用符号表示电路连接情况的图叫电路图，根据需要电路有串、并联之分。把电路元件逐个顺次连接的叫做串联，把电路元件并列接在电路两点间的叫做并联。教材中涉及到的电路图如下：图中①是串联电路，②③④是并联电路，使用了电灯、开关、电池组、导线四种符号。并联电池能加大外电路电流，串联电池能提高外电路电压，通常采用串联电池方法。串联灯泡光线弱，不能控制每只灯泡的亮灭；并联灯泡光线强，可以分别控制。
2．实验操作
（1）组装串联两节电池、两个灯泡、一个开关的电路。（2）组装串联两节电池、并联两个灯泡，一个开关控制的电路。（3）组装串联两节电池，并联两个灯泡、两个开关，分别控制每盏灯泡亮灭的电路。（4）组装串联两节电池和一个分别控制三个并联灯泡亮灭的开关的电路。
3．实验教学设计
五年级教材涉及电路的内容是第6课《电流》，目标是指导学生学习一些电流电路的初步知识，培养学生的想象能力和独立思考能力，磨练其攻克困难的意志。学生动手实验操作是课堂教学中的主要活动，教师需要做的是：①提供充足的器材。②明确三个研究课题：一是分别试用一节和两节电池做电源，看小灯泡的亮度有什么变化。二是试用同一电源，使两只小灯泡同时发光的方法。三是设计控制三只灯泡分别亮灭的电路。③组织学生课内外实践活动，参与观察，实验制作，分析综合，形成概念。④让有创见的同学演示自己组装的电路。⑤总结。三年级教材也安排了电路内容，要求学生知道什么是电路，会连接简单的串并联电路。课堂教学中虽然也让学生进行实验、比较、探究、尝试，但实验能力要求只是初步学会组装电路，做不同电路的对比实验。
三、沉浮规律实验
1．实验原理与操作
（1）浮力的产生：挪动水中的物体，有省力的感觉，这说明水对物体有向上托起的力，这种力叫浮力。浮力是怎样产生的呢？这可用下图来说明。假定在水中有一个立方体，它的六个面都要受到水的压力。物体的左右两个面因在同一深度，所受的压强大小相等方向相反，所以侧面上的压力是彼此平衡的。前后两个面也是这样。而上下两个面在水中的深度不同压强就不同了，下面的压强比上面的大，也就是说下面的向上压力比上面的向下压力大，这压力差就是水对物体的浮力。浮力的方向是竖直向上的。（2）浮力的大小跟什么有关系：用实验图示来研究。在弹簧的下面挂一个金属筒，筒下吊一个金属圆柱体，记下弹簧伸长后达到的位置。 另外取一个溢水杯，杯里的水装到溢水位置，把金属圆柱体浸入水中，这时弹簧缩短，同时水从溢水口流出，把溢出的水全部倒入金属筒，这时弹簧又伸长到原来位置。这个实验可以说明，金属体所受的浮力等于被它排开的水的重量。如不用水而用酒精等液体做这个实验，结果也一样。（3）沉浮条件：我们知道，浸在液体里的物体要受到两个力的作用。一个是竖直向上的浮力，大小等于排开液体的重量；另一个是竖直向下的重力，大小等于物体的重量。物体在液体中的沉浮就取决于这两个力的大校如果物体受到的浮力大于物体的重量，物体就上浮；如果物体受到的浮力小于物体的重量，物体就下沉；如果物体的重量等于浮力，物体就停留在水中不动。浮在液面上的物体所受到的浮力等于它的重量。
电磁铁课件 篇六
关键词：情境引入；板块式问题组；合作探究
G633.7
《几种常见的磁场》这一节内容多，学生较难以理解。在该节内容的教学中，要引发学生的学习兴趣，本节内容分为四部分，采用几个情境引入，激发学生的兴趣。每个情境引入后采用板块式问题组的形式，引导学生自学和探究。分为几个环节：学生根据问题组合作探究，学生展评探究结果，老师点评总结、巩固提高。这种创建情境，合作探究，总结归纳的形式，符合学生的认知规律，由浅入深。
一、引入新课
问题组设置：
1.电场可以用电场线形象地描述，回顾电场强度的大小和方向如何用电场线描述？（展示图片：不同电荷周围的电场线分布。）
2.磁场可以用什么来描述呢？
3.那么什么是磁感线，又有哪些特点呢？
设计意图：通过对电场线的复习，使学生联想到用磁感线来描述磁场。通过问题组的设置使学生逐步了解并思考磁感线的特点。从而引出新课。
二、磁感线的分布
（一）磁感线
演示实验：
用小磁针和铁屑演示条形磁铁周围的磁场分布
问题组设置：
1.电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？
2.观察条形磁铁和蹄形磁铁周围的磁感线，有什么样的分布特点
总结归纳：
1. 可以用磁感线描述磁场。
2.曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向；磁感线的疏密表示磁感应强度的大小。
3.磁感线是闭合曲线：磁铁外部从北极出发到南极，内部是从南极到北极。
设计意图：通过演示实验和图片展示，加强知识的直观性、形象化。用情境和问题组的形式，引导学生思考。学生类比电场线的特点，通过小组的合作交流得到结论。
（二）实验探究导线周围磁场分布
奥斯特发现电流的磁效应，电流产生的磁场是如何分布的呢？
问题组设置
1：猜想导线周围的磁场是怎样分布的？
2：是否能也用细铁屑、小磁针反映了直导线周围磁场的分布？（请设计实验）
3：通电直导线周围的磁感线如何分布？
4：通过实验结果能不能用手来描述电路方向与磁感线方向之间的关系？
总结归纳：
1.磁感线分布是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。
2.安培定则（也叫右手螺旋定则）：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
设计意图：设计探究实验，让学生动手体会到通电导线周围磁场的分布。引导学生结合之前所学，利用右手来比划出磁场的分布，加强学生的切身体会。
（三）环形电流周围的磁场分布
演示实验：投影展示环形电流和通电螺线管周围的铁屑分布。
问题组设置：
1：如何判断环形线圈和通电螺线管的磁极？
2：请画出它们的磁感线空间走向及疏密分布情r
3：根据记下了电流的方向和磁感应线的方向，思考这两者之间有没有什么联系？能否用安培定则来描述？
总结：电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
三、安培分子电流假说
通过课件展示两张通电螺线管和条形磁铁的磁感线形状照片。
问题组设置：
1：磁铁和电流都能产生磁场，它们是否有什么联系？
2：螺线管有许多环形电流组成，条形磁铁是不是也是由小的环形电流做成呢？
3：如何利用安培分子电流假说解释磁化和退磁等现象？
四、匀强磁场
图片展示两个异名磁极间的匀强磁场
问题组设置：
1.观察分析，两磁极间的磁场有何特点。
2.在哪些情形中，存在这种电场？
学生活动：观察，动手画出这种磁场，并说出它的特点。小组内交流。
总结：
1.定义：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
2.产生方法：距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场都可认为是匀强磁场。
五、磁通量
展示图片：光通过洞口
问题组设置
1.“光通量”由光的强弱及洞的面积决定，那么如何来描述磁通量呢？
2.光线垂直入射与光线倾斜入射时通过的“光通量”不同，那么磁感应强度 B和面积S不垂直时如何描述磁通量？
总结：
1.磁通量定义式φ=BS.单位Wb.
2. 当 B和S不垂直时，应该找到线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积S， φ=BS.
六、设计思路
整体思路：本节将全部内容分为几部分，采用六个情境引入。每个情境采用板块式问题组的形式，分为几个环节：学生合作探究，学生展评探究结果，老师点评总结、巩固提高。这种创建情境，合作探究，总结归纳的形式，符合学生的认知规律，由浅入深。本节课中设计了很多小的探究实验和探究问题，让学生参与探究过程，去动手，去观察，去讨论，体验探究过程中的乐趣。
对于重难点的认识：类比研究电场的方法来研究磁场，利用磁感线，我们可以比较直观地描述磁场的方向性。常见的磁场即三种常见的电流周围磁场的磁感线空间分布情况是这节课的重点，它们周围的磁感线的画法包括立体图，截面图，侧面图是这节课的难点，也是学生不容易掌握的地方。在【磁感线的分布】模块，一定要让学生认真观察，动手参与，这样才能建立起形象直观的认识，为此在这部分设置了图片展示、演示实验、探究实验，让学生真正能看到，摸到，体会到。
注意事项：一。本节课容量大，要分析探究的问题多。学生一定要在课前做好预习：回顾电场和电场线的特点，与磁场相联系；并要搜集资料，了解生活中常见的磁体。二。本节提倡在教师指导与启发之下学生以自主探究、合作探究的形式参与学习，带领学生深入生活，体验和运用所学知识解决实际问题。教师应当用富有感染力的语言，亲和的教态创设轻松自然的学习氛围，引导学生步入科学的大门；用浅显易懂的图片，适当的演示实验和探究实验创设情境，引导学生探究。整个过程教师要把自己放在“引导者”的地位，为学生的探究发现、展评归纳做好服务。
参考文献：
[1]埃里克森。概念为本的课程与教学[M].北京：中国轻工业出版社，2003.
[2]李海洋。生活化情境在高中物理核心概念教学中的应用研究[J].高中数理化，2015（10）：31-31.
[3]廖伯琴。中学物理课程改革的目标与实施[M].北京：高等教育出版社，2003.
电磁铁课件 篇七
在课改的课堂教学实践中，我真切地感受到：“活动单导学”贵在“导”。那么如何有效地“导”呢？我个人认为可以抓住以下三方面：
一、以活动单“导”学
如皋课改推出的“活动单导学模式”顾名思义，“活动单”首当其冲地在课堂教学中担当着“导学”的主角。它是“导学”的方案，引导学生明白所要学习的目标、内容和流程。学生以“活动单”作引领，明确目标——自主活动——交流反馈，真正体现了自身的主体地位，并且加强了师生、生生之间的互动，使“活动”成为了课堂的灵魂，使课堂通过学生的“动”“活”了起来。“活动单导学”有三个核心概念，一是“活动”， “活动”是“活动单导学”的主题，通过“活动”促进学生发展是“活动单导学”的根本目标。二是“活动单”，“活动单”是导学的主要手段。三是“导学”，教师在教学过程中的主导性是“活动单导学”的基本策略。
因此，教师在设计活动单时，既要充分依据学生的实际考虑到活动单的可操作性，又要考虑到活动过程中的变数灵活机动，切不可被活动单“模式化”。
二、以师“导”学
如皋的“活动单导学”最大的改革就是教师由原先的主演变成了现在的导演，教学中教师以“活动单”为抓手，创设情境——巡视引导——评价总结，通过教师的激发、组织、引导和熏陶的主导作用，进一步确立学生的主体地位。新课程呼唤在学习中让学生先行，学生自己思考，自己理解，自己消化，自己吸收。当然，教师如果矫枉过正，也会使学生在主动学习能力相对较差的情况下无所适从，导致课堂教学效率低下。活动一为知识框架建构，在这一部分我设计的活动是：请同学们对照知识框架迅速自主阅读教材，理清基本内容，在你认为重要的地方作出适当的记号并读一读。
例如：探究产生电磁感应现象的条件的实验。
实验一：当导体AB在磁场中向左运动或向右切割磁感线时，就会观察到电流表的指针发生偏转。
实验二：（a）如图2如果把条形磁铁放在线圈中不动，电流表指针不偏转。
（b）把条形磁铁插入线圈中时，电流表指针向左（或右）偏转；把条形磁铁从线圈中拔出时，电流表指针向右（或左）偏转。电流表指针偏转说明有感应电流。
实验三：如图3向左向右移动滑动变阻器触头，或者把线圈A拔出或插入线圈B时，线圈B中都有感应电流。
用上面3种方法可以使磁场产生电流，如果用初中学过的导体切割磁感线的理论去解释磁场产生电流的现象，只能解释第一种情况，很难解释第二、三种情况。要总结出一个理论来解释所有三个实验现象对学生来说比较困难。这就要求教师把学生的思维引导到从三个实验中归纳出产生感应电流的条件上来，并着意让学生构建理论。
实验二中磁铁从线圈插入、拔出过程中，线圈的面积没有变化，而磁感应强度B发生变化，有感应电流产生。
实验一中磁场是匀强磁场，磁感强度B并没有变化而有感应电流产生，说明磁感强度B的变化并不是产生感应电流的唯一条件，还可能有面积S变化。什么物理量能把B和S联系起来？从而引出磁通量是不是产生感应电流的条件呢？
再次分析实验二：磁铁放入线圈中不动时，线圈中有磁通量但无感应电流。从而分析磁通量的有无不是产生感应电流的条件。最终得出结论。
三、以小组合作“导”学
“学起于思，思源于疑”。活动单导学鼓励学生自主质疑，去发现问题，大胆发问，小组合作探究共同解题。在教学过程中，学生个体的独立思考固然有着不可替代的地位，但学习过程中难免会遇到个人难以完成的内容，教师应根据教学需要抓住有利于产生争论的、有价值的问题，为小组提供合作的契机，让学生在独立思考的基础上，小组合作争论、探究，让每一位学生在小组活动的过程中都能充分展示自己的风采。老师还必须选择恰当的时机进行引导，如方法多样时、学生思考出现困难、偏差时、意见不统一时等，这样既可以提高小组合作的效率，又可以使学生个体的思维不断提升。
四、反思
新课程理念指导下的“活动单导学”，一个显著的特征便是把课堂还给学生，把学生看成是有思想、有情感、有需求的个体，是独立于世的人，而不是成人的附庸或任人打造出来的产品。他们虽不成熟，但并非一无所知，他们对世界充满了好奇、幻想；他们虽禀赋各异，但不乏独到见解。只有这样，我们才能思考出怎样的教学设计才最适合与学生交流并产生共鸣，怎样的课堂情境才真正令学生思绪飞扬，怎样的活动方式确实让学生置身其中，乐此不疲。
以上内容就是t7t8美文号为您提供的7篇《电磁铁课件》，希望对您的写作有所帮助。