白癜风用药 http://pf.39.net/bdfyy/zqbdf/180328/6131751.html电磁铁磁力探究多用装置
作者介绍
柳桦，中山火炬高技术产业开发区香晖园小学科学教师，年毕业于华南师范大学。自制教具“电磁铁磁力探究多用装置”在年广东省优秀自制教具评选活动中荣获一等奖。
一、选题背景“探究电磁铁是否具有磁极”和“探究电磁铁磁力大小与什么因素有关”是小学科学电磁铁知识中最为关键的内容，主要让学生通过这两个探究明确电磁铁具有磁极和电磁铁磁力大小与电池个数、线圈匝数有关等知识点。如下图所示：
原始实验具有以下几点不足：
1.材料损耗量较大
（1）导线经过多次缠绕，易断，导致电路断路和材料损耗量大；
（2）较长时间使电池处于短路，易损耗电池。
2.实验严谨性不足
（1）当电池电量较弱的时候，吸取回形针数目差别不大，有时甚至出现相同个数的情况；
（2）实验仅进行两组变量的对比，并每个变量仅进行一次实验。
3.实验现象易误导
在探究“电磁铁是否具有磁极”时，电磁铁十分容易跟指南针的指针吸附到一起，导致指针偏转不了而使学生出现误判。
为解决以上的问题，作者对传统的电磁铁实验装置进行改良和创新，自制了一套操作便捷、效果明显、数据稳定、趣味十足的“电磁铁磁力探究多用装置”。
二、实验原理
该装置主要由一个电磁盒子，一辆强磁小车，还有一条带双边轨道的尺子组成（如图所示）。它是采用连接电池的导线碰触铜柱使电路短路让电磁铁产生磁性，当与强磁小车磁极相同时便产生排斥作用，从而让小车运动起来。根据小车运动的距离可明确电磁铁磁力的强弱与电池数量、线圈匝数、铁芯数量是否相关；通过控制侧面线圈正反向，接通电路后观看强磁小车的运动方向，明确电磁铁是否具有磁极。
三、制作方法
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电磁盒子的制作
（1）利用雷宇激光切割软件画图，绘画装置外观图；
（2）激光切割机切割厚度3mm的亚克力板，将盒子的板打造出来，并进行拼凑成型；
（3）用漆包线绕制20、40、80匝数的线圈，并分别固定，用热熔胶在线圈内黏上两个铁钉，形成电磁铁的线圈，然后卡在盒子对应的位置上，并做好圈数标志；
（4）分别安装2、4、8节电池到电池盒里面，然后将电池盒安置到电磁铁探究盒子相对应的位置上进行固定；接着进行接线，2节电池的采用红色线，4节电池的采用白色线，8节电池的采用绿色线。电池正极引出一根导线到盒子外方便接触铜柱，电池负极引出三根导线分别与三个线圈进行相接，这样就方便实验做到控制变量；
（5）电磁铁磁极探究装置制作：绕制80匝的线圈，将线圈两末端进行刮漆，其中漆包线的一端先与电池负极进行连接，另一端则先放空，待实验时再碰触电池正极则可观察实验现象；线圈进行悬挂，电池黏贴在盒子外壁上，便完成磁极探究装置的制作。
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强磁小车制作
选用实验室常用的小车，然后将车头的挂钩摘下，选用两个直径1.5厘米的强磁，用热熔胶将其进行黏贴在车头原始挂钩的位置上，形成一辆强磁小车。
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轨道制作
（1）将两长度为30cm的尺子以及实验小车放置在白色PVC板上，采用三明治夹法定出轨道的长度以及宽度，然后进行划线、切割，最后将尺子粘贴在轨道两侧；
（2）量出强磁小车前面磁铁的厚度，按照此宽度切割出与轨道相对应的缓冲道，这样就可以轻松让小车一放上轨道车头就对着零刻度上。
四、使用方法实验1：探究同电池数不同线圈匝数对电磁铁磁力大小的影响
1、将教具放置在水平的桌面上，把轨道以及小车放在20匝的线圈前方，调整好位置，让强磁对准线圈的中间；
2、自主选择三色电线中的一条电线（即控制电池数相同），碰触线圈上方的铜柱，使小车弹开，读下小车停留的距离并记录数据，重复三次获得平均数；
3、将轨道和小车放置到40、80匝数的线圈前方，重复以上步骤；
4、对比三组数据，从而得出实验结论。
实验2：探究同线圈匝数不同电池数对电磁铁磁力大小的影响1、将装置放置在水平的桌面上，把轨道以及小车放在三个线圈中其中一个线圈前方，调整好位置，让强磁对准线圈的中间；2、先用连接2节电池的红色导线去碰触所选线圈上方的铜柱，使小车弹开，读下小车停留的距离并记录数据，重复三次获得平均数；3、接着用连接4节电池的白色导线和8节电池的绿色导线去碰触铜柱，重复以上步骤；4、对比三组数据，得出实验结论。
实验3：探究电磁铁是否具有磁极1、将装置放置在水平的桌面上，把轨道以及小车放在侧面线圈的前方，调整好位置，让小车跟线圈具有2cm的距离，让强磁对准线圈的中间；2、采用连接线圈的导线碰触9V电池的正极，让电磁铁产生磁性，观看小车运动的方向，做好记录；3、将线圈方向反转，重复以上的步骤。
课后延伸实验4：探究铁芯个数对电磁铁磁力大小的影响1、将装置放置在水平的桌面上，把轨道以及小车放在三个线圈中其中一个线圈前方，调整好位置，让强磁对准线圈的中间；2、自主选择三色电线中的一条电线（控制电池数相同），碰触线圈上方的铜柱，使小车弹开，读下小车停留的距离并记录数据，重复三次获得平均数；3、在选择的线圈中增减铁钉的个数，重复以上步骤；4、对比数据，得出实验结论。
五、教具优点实验效果明显
只要用导线轻碰铜柱小车立刻就会迅速向后退，不同变量之间实验结果对比十分明显，即使在电量较弱的时候，也能呈现出跨度变化。
装置操作便捷
本套装置操作简单，不仅能提高课堂的教学效率，给学生充分探究的机会；同时也给学生足够的延伸空间，让学生课余可以利用装置继续研究其他因素对电磁铁磁力的影响。
实验数据稳定
装置将实验变量从2个提升到3个，实验次数从每个变量1次提升到3次，大大地提升实验的严谨性，同时在多次测试下，发现数据误差不会超过3mm，确保了数据的稳定性。
实验趣味性强
本教具从学生学情入手，采用了吸睛的磁力小车来探究电磁铁的磁力和磁极，一改以往传统实验的单一，让实验趣味性剧增，大幅度提升了学生探究的兴趣！
六、视频展示电磁铁磁力探究多用装置
专家点评李余仙
广东省名教师工作室主持人广东省十佳科技教师、科学高级教师中山市东区柏苑中心小学副校长“神奇的电磁铁”是粤教版六年级《科学》下册的教学内容。柳桦老师在教学实践中发现教材中的实验存在“材料损耗量较大、实验严谨性不足、实验现象易误导”等问题，为此自制了电磁铁磁力探究多用装置。该装置不仅能探究电磁铁磁力大小与线圈匝数、电池个数、铁芯个数等是否有关，同时还能探究电磁铁是否具有磁极，充分体现了多功能性；装置将实验变量从2个提升到3个，实验次数从每个变量1次提升到3次，大大地提升实验的严谨性，同时在多次测试下，发现数据误差不会超过3mm，确保了数据的稳定性；装置操作简单，不仅能提高课堂的教学效率，给学生充分探究的机会，同时也给学生足够的延伸空间，让学生课余可以利用装置继续研究其他因素对电磁铁磁力的影响；装置只要用导线轻碰铜柱小车立刻就会迅速向后退，不同变量之间实验结果对比十分明显，即使在电量较弱的时候，也能呈现出跨度变化，可见实验效果十分明显。该装置有效解决了教材中实验存在的问题，也为学生进行“电磁铁”的探究学习过程提供了更开放的、更简易便捷的、更多种可能性的实验思路与策略，真正培养了学生自主探究的兴趣，提升了学生科学实验的严谨性和科学性，提高了学生学习的效率，发展了学生“像科学家一样思考”、“像设计师一样规划”、“像工程师一样解决问题”的科学核心素养。
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柳桦
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刘建华
爱上实验课
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