师:今天我们一起来学习教科版小学科学六年级上册第四单元第四课电能和磁能。先来看看学习目标:知道电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质;通过实验知道电磁铁有南北极,改变电流方向会改变电磁铁的南北极;知道电能可以转化为磁能。需要准备的学习用品有教科书、活动手册、文具、指南针,还有一些实验材料。上一节课我们学习了电和磁,知道了电可以转化为磁,磁也具有能量。请同学们观察这几张图,分别是磁悬浮列车、电磁起重机、耳机、电磁炉,这些都有磁能的影子,到底是什么样的装置可以将电能转化为磁能?今天我们就一起学习电能和磁能。请同学们看看电磁起重机是怎样工作的。
起重机是工业中必不可少的产品,利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。电磁铁的铁芯用软铁制作,而不能用钢制作,否则钢一旦被磁化后,将长期保持磁性而不能退磁,其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制,而失去电磁铁应有的优点。电磁起重机的主要部分是电磁铁,接通电流,电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住,吊运到指定的地方。电磁起重机能够产生强大的磁场力,几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料,不装箱、不打包、也不用捆扎就能很方便地收集和搬运。
看了视频,我们知道很多工厂利用电磁起重机来搬运铁质的物品。通电流的时候,电磁起重机能吸起很多铁质的物品,断开电流,物品就会掉下来。电磁起重机真的这么厉害吗?里面有什么装置呢?我们把电磁起重机的吸盘拆开看看,原来里面有很多线圈,中间还有一根铁心。这样的装置真的可以将铁制的物品吸起来吗?今天我们也来做一个这样的装置做实验吧。做装置需要用到铁钉和长导线,铁钉一端是尖尖的,我们把它叫做钉尖,另一端叫钉帽。首先我们制作的时候先去掉两端的绝缘体,然后预留10 - 15厘米作为连接线,从钉帽一端开始绕线,再打结固定好连接线与线圈,避免线圈松开,这样就完成了。同学们拿出材料,跟着老师一起制作吧。
首先我们来缠绕线圈,将导线的两端去掉绝缘体,露出大约1到2厘米的导体部分。导线留10 - 15厘米长作为连接线,以便连接电源。然后将导线固定在铁钉上,将导线按照同一个方向缠绕在铁钉上。铁钉最好选用8厘米以上的大长铁钉。
装置做好了,我们把它连接到电路中做实验,看看它是否能吸起大头针。我们使用短路电路做实验,电流很强,只能短暂接通一下,马上断开。我们用快开快关的方式控制开关,完成实验操作。同学们拿出材料开始动手实验吧。
师:同学们在实验中发现了什么?
生:我发现通电后铁钉能吸引大头针,具有磁性,断电后大头针掉下来,说明铁钉的磁性消失了。
师:通过现象我们发现接通电流铁钉能够吸起大头针,它具有磁性。断开电流大头针会掉落下来,铁钉的磁性消失了。有的时候铁钉还有一丁点的剩余磁性,我们可以用手轻轻地敲一下,剩余的磁性就没有了。刚才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,电磁铁具有通电有磁性、断电磁性消失的性质。老师这里有大头针,怎样用我们制作的铁钉电磁铁把大头针搬运到指定的盒子里呢?怎样控制大头针才能让它到指定的位置呢?听听这两个同学的意见吧。
生:我认为先让电磁铁通电,这样电磁铁具有磁性,可以吸起大头针,再到指定的位置断开电流,这时电磁铁失去磁性,吸不起大头针,大头针就会掉下来。
