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【小学科学】小学一年级将开设《科学课》!实验示范:用磁场传感器探究电生磁现象


Ladies and gentleman!Big news!


2017新学期安徽小学将从一年级起开设《科学》课程!


 为了激发孩子们对自然科学的兴趣,《科学》课程不但起到了启迪作用,更将为日后初中理化生知识的学习做好铺垫!

学自然科学要从娃娃抓起!

部分教科版小学《科学》课本目录:





一、知识点介绍

  在《(教科版)六年级科学上册》书中,有一节课叫作电生磁的应用。在此课,学生需要掌握:

1、知道电可以产生磁场;

2、了解“电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失”的特性;

3、通过小组合作,能够制作简易的电磁铁,并且探究线圈数目与磁场大小的关系。

二、实验介绍

  此实验名称为利用磁场传感器探究电生磁现象。顾名思义,我们将用到数字化实验仪器:电脑、数据采集软件、数据采集器、磁场传感器。





  在这次实验中,将用钢钉、导线和电池制作一个电磁铁。我们把不同的圈数的导线绕在钉子上,分别测量它们的磁场强度。

  所需实验物品:

1、4根30cm长的洋钉;

2、2根1米长的导线,2根2米长的导线;

3、两节一号电池,一个电池盒;

4、一盒回形针;

5、胶带;


三、实验流程

1、将导线按照相同方向缠绕在洋钉上,分别缠绕:50圈、40圈、30圈、20圈,方向要一致;


2、我们将电池与缠绕50圈导线的钢钉相连;


3、用回形针去接近此装置,观察现象:通上电的装置产生了磁场,“电磁铁”吸起了回形针;





4、打开电脑,打开数据采集软件,将电脑、数据采集器、磁场传感器依次相连;


5、将磁场传感器与实验物品装置用正确的统一的方式摆放;


6、将缠绕50圈导线的装置按照上图摆放方式对准磁场传感器,点击数据采集按钮,采集10秒数据;


7、将缠绕40圈导线的装置按照上图摆放方式对准磁场传感器,点击数据采集按钮,采集10秒数据;



8、将缠绕30圈导线的装置按照上图摆放方式对准磁场传感器,点击数据采集按钮,采集10秒数据;


9、将缠绕20圈导线的装置按照上图摆放方式对准磁场传感器,点击数据采集按钮,采集10秒数据;


四、数据统计


五、实验总结

  同学们发现了什么规律吗?首先,电的确可以生磁。其次,缠绕圈数越多,产生的磁场越强,缠绕圈数越少,磁场强度越小。由此可见,磁场强度和缠绕圈数成正比关系。

六、知识总结与拓展

1、关于磁场

磁现象是最早被人类认识的物理现象之一。

磁场是广泛存在的,地球,恒星(如太阳),星系(如银河系),行星、卫星,以及星际空间和星系际空间,都存在着磁场。

在古今社会里,很多对世界文明有重大贡献的发明都涉及到磁场的概念。地球能够产生自己的磁场,这在导航方面非常重要。



2、人类察觉到电磁现象是很早以前的事情,比人类有历史的记载还要久远。

例如:天空打雷放电时,会对建筑物、人身、以及车辆和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害,但是当时的人不知道如何解释而已。



雷电是自然界频繁的大气放电现象,它通过脉冲形式向外辐射高频的电磁能量。地球上平均每秒发生100次左右。

 雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse),简称LEMP,是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。

2、我们把电流流经电路时在其周围产生磁场的现象,称为电磁现象。这一现象是由一个丹麦的物理学家发现并验证的,他的名字叫作奥斯特。


奥斯特,全名汉斯·克里斯蒂安·奥斯特(Hans Christian Oersted,1777年8月14日-1851年3月9日),丹麦物理学家、化学家。

1820年发现了电流的磁效应,他的重要论文在1920年整理出版,书名是《奥斯特科学论文》。



著名的奥斯特实验,最原始的证明电生磁的实验方法。

3、电磁现象在现代科技中的应用:

  磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。



七、拓展探究与思考

  亲爱的同学们,今天我们通过简单的实验了解到了:电可以生磁。在今后初中、高中甚至大学的学习中,我们将会接触到更加深奥的电磁世界的知识。本次探究燃起了我们探索自然的兴趣,为今后的学习与探索作了启发。

  有几个小问题,等你来探索:

1、既然电可以生磁那么磁可以生电吗?



2、若电池的正负极接法和线圈缠绕方向的不同,会使得电磁铁的南北极不同吗?







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