磁性材料设计教程

第一篇：磁性材料设计教程

在电源设计中，主要用软磁材料做磁芯，其分类如下(关于薄膜软磁材料不在此列出,有兴趣请参看薄膜软磁材料的相关文章)：

一、带绕铁芯

硅钢片是一种合金，在纯铁中加入少量的硅（一般在4.5%以下）形成的铁硅系合金称为硅钢该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为12000高斯;由 于它们具有较好的磁电性能，又易于大批生产，价格便宜，机械应力影响小等优点，在电力电子行业中获得极为广泛的应用，如电力变压器、配电变压器、电流互感 器等铁芯。是软磁材料中产量和使用量最大的材料。也是电源变压器用磁性材料中用量最大的材料。特别是在低频、大功率下最为适用。常用的有冷轧硅钢薄板DG3、冷轧无取向电工钢带DW、冷轧取向电工钢带DQ，适用于各类电子系统、家用电器中的中、小功率低频变压器和扼流圈、电抗器、电感器铁芯，这类合金韧性好，可以冲片、切割等加工，铁芯有叠片式及卷绕式。但高频下损耗急剧增加，一般使用频率不超过400Hz。从应用角度看，对硅钢的选择要考虑两方面的因素：磁性和成本。对小型电机、电抗器和继电器，可选纯铁或低硅钢片；对于大型电机，可选高硅热轧硅钢片、单取向或无取向冷轧硅钢片；对变压器常选用单取向冷轧硅钢片。在工频下使用时，常用带材的厚度为0.2~0.35 毫米；在400Hz 下使用时，常选0.1 毫米厚度为宜。厚度越薄，价格越高。

2、坡莫合金

坡莫合金常指铁镍系合金，镍含量在30~90%范围内。是应用非常广泛的软磁合金。通过适当的工艺，可以有效地控制磁性能，比如超过十万的初始磁导率、超过一百万的最大磁导率、低到千分之二奥斯特的矫顽力、接近1 或接近零的矩形系数，具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性，可以加工成1 微米的超薄带及各种使用形态。常用的合金有1J50、1J79、1J85等。1J50 的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些，但磁导率比硅钢高几十倍，铁损也比硅钢低2~3倍。做成较高频率(400~8000Hz)的变压器，空载电流小，适合制作100 瓦以下小型较高频率变压器。1J79 具有好的综合性能，适用于高频低电压变压器，漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯。1J85 的初始磁导率可达十万以上，适合于作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流互感器等。其优点：磁导率很高，损耗很低，高频性能好，缺点是成本很高。

3、非晶及纳米晶软磁合金(Amorphous and Nanocrystalline alloys)硅钢和坡莫合金软磁材料都是晶态材料，原子在三维空间做规则排列，形成周期性的点阵结构，存在着晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷，对软磁 性能不利。从磁性物理学上来说，原子不规则排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶态结构对获得优异软磁性能是十分理想的。非晶态金属与合金是70 年 代问世的一个新型材料领域。它的制备技术完全不同于传统的方法，而是采用了冷却速度大约为每秒一百万度的超急冷凝固技术，从钢液到薄带成品一次成型，比一 般冷轧金属薄带制造工艺减少了许多中间工序，这种新工艺被人们称之为对传统冶金工艺的一项革命。由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到 的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为非晶合金，被称为是冶金材料学的一项革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁 性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。由于它的性能优异、工艺简单，从80 年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。目前美、日、德国已具有完善的生产规模，并且大量的非晶合金产品逐渐取代硅钢和坡莫合金及铁氧体涌向市场。我国自从70 年代开始了非晶态合金的研究及开发工作，经过“ 六五”、“ 七五”、“ 八五”期间的重大科技攻关项目的完成，共取得科研成果134 项，国家发明奖2 项，获专利16 项，已有近百个合金品种。钢铁研究总院现具有4 条非晶合金带材生产线、一条非晶合金元器件铁芯生产线。生产各种定型的铁基、铁镍基、钴基和纳米晶带材及铁芯，适用于逆变电源、开关电源、电源变压器、漏电保护器、电感器的铁芯元件，年产值近2000 万元。“ 九五”正在建立千吨级铁基非晶生产线，进入国际先进水平行列。常用的非晶合金的种类有：铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。

（1）.铁基非晶合金(Fe-based amorphous alloys)铁基非晶合金是由80%Fe 及20%Si,B 类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度（1.54T），铁基非晶合金与硅钢的损耗比较

其磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70％。铁基非晶合金的带材厚度为0.03 毫米左右，广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯, 适合于10kHz 以下频率使用

（2）.铁镍基钴基非晶合金(Fe-Ni based-amorphous alloy)铁镍基非晶合金是由40%Ni、40%Fe 及20%类金属元素所构成,它具有中等饱和磁感应强度 〔0.8T〕、较高的初始磁导率和很高的最大磁导率以及高的机械强度和优良的韧性。在中、低频率下具有低的铁损。空气中热处理不发生氧化，经磁场退火后可得到很好的矩形回线。价格比1J79 便宜30－50％。铁镍基非晶合金的应用范围与中镍坡莫合金相对应, 但铁损和高的机械强度远比晶态合金优越；代替1J79，广泛用于漏电开关、精密电流互感器铁芯、磁屏蔽等。铁镍基非晶合金是国内开发最早，也是目前国内非晶合金中应用量最大的非晶品种，年产量近200 吨左右.空气中热处理不发生氧化铁镍基非晶合金（1K503）获得国家发明专利和美国专利权。

(3).铁基纳米晶合金（Nanocrystalline alloy）

铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B 元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为10－20 纳米的微晶,弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料.纳米晶材料具有优异的综合磁性能: 高饱和磁感(1.2Ｔ)、高初始磁导率(8 万)、低Hc(0.32A/M）, 高磁感下的高频损耗低（P0.5T／20kHz＝30 W/kg）,电阻率为80 微欧厘米，比坡莫合金(50-60 微欧厘米)高, 经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9)或低Br 值(1000Gs).是目前市场上综合性能最好的材料;适用频率范围：50Hz-100kHz，最佳频率范围：20kHz-50kHz.广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、电流互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯.二、粉芯类

1、磁粉芯

磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。由于铁磁性颗粒很小（高频下使用的为0.5～5 微 米），又被非磁性电绝缘膜物质隔开，因此，一方面可以隔绝涡流，材料适用于较高频率；另一方面由于颗粒之间的间隙效应，导致材料具有低导磁率及恒导磁特 性；又由于颗粒尺寸小，基本上不发生集肤现象，磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的 大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。磁芯的有效磁导率μe 及电感的计算公式为：

μe = DL/4N2S × 10e9

其中： D 为磁芯平均直径（cm）L 为电感量（享），N 为绕线匝数

S 为磁芯有效截面积（cm2）。

1、铁粉芯

常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。在粉芯中价格最低。饱和磁感应强度值在1.4T 左右；磁导率范围从22～100;初始磁导率μi 随频率的变化稳定性好；直流电流叠加性能好；但高频下损耗高。

铁粉芯初始磁导率随直流磁场强度的变化，铁粉芯初始磁导率随频率的变化

2、坡莫合金粉芯

坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。MPP 是由81%Ni, 2%Mo, 及Fe 粉构成。主要特点是: 饱和磁感应强度值在7500Gs 左右； 磁导率范围大，从14～550;在粉末磁芯中具有最低的损耗；温度稳定性极佳，广泛用于太空设备、露天设备等；磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生。主要应用于300KHz 以下的高品质因素Q 滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC 电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC 电路中常用, 粉芯中价格最贵。高磁通粉芯HF 是由50%Ni, 50%Fe 粉构成。主要特点是: 饱和磁感应强度值在15000Gs 左右； 磁导率范围从14～160;在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度，最高的直流偏压能力；磁芯体积小。主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等, 在DC 电路中常用，高DC 偏压、高直流电和低交流电上用得多。价格低于MPP。

3、铁硅铝粉芯(Kool Mμ Cores)铁硅铝粉芯由9%Al, 5%Si, 85%Fe 粉构成。主要是替代铁粉芯，损耗比铁粉芯低80%，可在8KHz 以上频率下使用；饱和磁感在1.05T 左右；导磁率从26~125；磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生；比MPP 有更高的DC 偏压能力；具有最佳的性能价格比。主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等。有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用。

4、软磁铁氧体(Ferrites)软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物，采用粉末冶金方法生产。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn 等几类，其中Mn-Zn 铁氧体的产量和用量最大，Mn-Zn 铁氧体的电阻率低，为1～10 欧姆-米，多适于10K－500KHz频率，较低功率的应用。Cu-Zn、Ni-Zn 铁氧体的电阻率为102～104 欧姆-米，在100kHz～10 兆赫的无线电频段的损耗小，多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器。磁芯形状种类丰富，有E、I、U、EC、ETD 形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圆形等。在应用上很方便。由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率，粉末冶金方法又适宜于大批量生产，因此成本低，又因为是烧结物硬度大、对应力不敏感，在应用上很方便。而且磁导率随频率的变化特性稳定，在150kHz 以下基本保持不变。随着软磁铁氧体的出现，磁粉芯的生产大大减少了，很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替。国内外铁氧体的生产厂家很多，常用的材质有TDK公司的PC40，TOKIN公司的BH2，Siemens公司的N67，Philips公司的3C90，在此仅以美国的Magnetics 公司生产的Mn-Zn 铁氧体为例介绍其应用状况。分为三类基本材料：电信用基本材料、宽带及EMI 材料、功率型材料。电信用铁氧体的磁导率从750~2300, 具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系, 是磁导率在工作中下降最慢的一种，约每十年下降3%～4%。广泛应用于高Q 滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器。宽带铁氧体也就是常说的高导磁率铁氧体，磁导率分别有5000、10000、15000。其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性。广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器，在宽带变压器和EMI 上多用。功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度，为4000~5000 Gs。另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。也就是说，随频率增大、损耗上升不大；随温度提高、损耗变化不大。广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路、高频变压器，小功率的储能电感等。高磁导率的铁氧体也常用作EMI共模电感。

总的来说：优点：成型容易，成本低，电阻率高，高频损耗较小。缺点：饱和磁通较低（4000~5000高斯），居里温度点较低。

结束语：磁性材料是电源设计的重点，本文介绍的磁性元件都是常用的磁性元件所涉及的，掌握了各种磁性元件的特性才能熟练设计一个磁性元件。

第二篇：磁铁有磁性教学设计

磁铁有磁性教学设计

教学内容：

教科版三年级下册《磁铁》单元第二课《磁铁有磁性》，课本第66-68页内容。学情分析：

学生认识磁铁几乎都是从看到磁铁吸铁现象开始的。在他们对磁铁特殊性质的自发认识中，印象最深的也是磁铁能吸铁。但是有相当一部分学生对磁铁能吸引什么，不能吸引什么认识上是模糊的，有的学生可能认为磁铁能吸引所有的金属。本课将引导学生通过实验强化正确认识，修正错误看法。教学目标：

科学概念：

1、磁铁能吸引铁制的物体，这种性质叫磁性。

2、磁铁隔着一些物体也能吸铁。过程与方法：

1、用实验方法研究磁铁能吸引什么，不能吸引什么。

2、根据材料设计实验，研究磁铁隔着一些物体能不能吸铁。

3、用磁铁识别物体是不是铁材料制作的。情感态度价值观：

1、认真实验，获取证据，用证据来检验推测的重要性。

2、体验学习科学的乐趣，在科学学习中尊重他人意见，敢于提出不同见解，乐于合作与交流。

教学重点：通过实验，认识到磁铁有吸引铁制品的性质。教学难点：知道并理解用磁铁可以辨别出不易辨认的铁制品。教学准备：

1、为小组探究准备：磁铁、铁制回形针、铁钉、、铝片、铜导线、木片、纸片、布片、钢 珠、塑料尺、橡皮筋、玻璃珠、实验记录单等。

2、为演示实验准备：磁铁、一枚1元的钢币、一枚5角的铜币和一枚钢芯镀黄铜5角，二种不同的1角的硬币等。

3、为板书准备：磁铁、两张写有概念的纸条。

教学过程：

一、魔术激疑，引入新课（3分钟）观看小魔术——会走路的小鸡

师：今天老师给你们带来一个魔术，大家一定能喜欢！它那么喜欢蓝色的卡纸呢？请同学们来猜一猜。为什么粘在卡纸上不会掉下来呢？到底是不是像你们说的那样呢？今天，我们就来研究关于磁铁的一些性质（板书：磁铁）

这节课老师希望同学们做到会观察、会思考、敢发言、会合作、会倾听。

二、自主探究，获取新知

1.探究活动一：找朋友（12分钟）

师：磁铁还喜欢什么呢？老师请大家帮着找一找磁铁还有哪些朋友。（课件）预测

同学们先猜一猜，哪些能被磁铁吸引，可能是磁铁的好朋友？要想知道我们预测得对不对，可以用什么方法呢？（实验）

实验探究

1、出示实验要求：（课件）

2、小组分组（从一号袋取出材料，学生分类）实验并做记录，老师巡视指导

3、汇报交流

4、小结。

（1）比较实验结果和预测结果是否完全一致。

（2）能被磁铁吸引的物体和不能被磁铁吸引的物体有什么不同的特点？（课件）（3）由此我们可以推知，磁铁可以吸引什么物质？（课件）

（4）我们只用了13种材料，科学家用了更多种材料做实验后，发现磁铁的确能够吸住铁的物质，我们把磁铁的这个特点叫做磁性。（板书：有磁性）

得出结论：磁铁能吸引铁的性质叫磁性。那现在你能说说为什么磁铁那么喜欢小鸡吗？ 考考你（课件）

（1）我们把磁铁能吸引 一类材料做成的物体的性质叫。（2）科学解决问题的方法是

a、确认或者修正原先的想法 b、预测 c、实验检验（２）探究活动二：巧辨真假（10分钟）

1、预测

师：有些家伙看到磁铁那么好玩，也冒充到“铁”家族行列中来了，请用你的火眼金睛看一看，哪些硬币是铁制成的呢？有更好的办法来辨别铁家族成员吗？（课件）

2、动手实验

从二号袋取出材料，学生分类

3、汇报结果

从结果中你发现了什么？

师：为什么有的硬币能被磁铁吸住？而有的硬币又不能被磁铁吸住呢？想进一步了解硬币吗？请看大屏幕！（课件）

教师课件演示各种硬币成分，并解读和解释。

4、明察秋毫辨一辨

师：当然，生活当中，很多物品我们都可以用磁铁去吸吸看，也有部分物品不能去接触，比如说电视机、电脑、手机、硬盘、手表等等物品，磁铁接触后会损坏这些物品。

（３）探究活动三：隔物吸铁（10分钟）

1、观看小魔术——会走路的回形针

学生猜测，教师演示。看到了什么现象？学生交流汇报。师：原来隔着纸的磁铁也能吸铁啊！

2、实验探究

师：那就利用我们的材料，隔着这些材料，用磁铁实验能不能吸住回形针？ 学生分组实验并做记录。汇报交流。

小结：通过实验，你发现了什么？

师：所以，我们知道了，磁铁可以隔着一些物品吸住铁。（板书：隔着一些物体也能吸铁。）刚刚磁铁隔着泡沫不能吸住铁，你们认为可能是什么原因造成的？ 同学们在实验中还有其它什么发现吗？ 这是老师发现的，同学们来读一读。

3、举一反三——隔物取物

师：老师的钥匙掉鱼缸里了，我不想把手弄湿，你能用什么办法帮我把它拿出来？ 学生演示这个实验。

师：看来磁铁的作用果然大。从这个实验当中我们可以得出什么结论？

4、我会做

（1）辨认铁制品，使用磁铁检测比用眼睛看更可靠。（）（2）磁铁能吸引所有金属。（）（3）检测能被磁铁吸引的物体的实验中，检测的物体越多，结果越可靠。（）（4）金属铜和铝能够被磁铁吸引。（）

三、全课总结，畅谈收获（5分钟）

这节课你学到了什么？你还想知道哪些关于磁铁的知识？这将在以后的学习当中进一步去了解，只要我们肯动脑、动手，就会有更多的发现！

四、实践应用，拓展新知

我们家里都有玻璃窗，有住高楼的同学家擦玻璃窗肯定成为妈妈爸爸头疼的问题，特别是外面的那扇玻璃窗，既麻烦又危险，你能利用磁铁能隔物吸铁的性质,设计一款产品,使爸爸妈妈在里面擦同时也能擦到外面的玻璃吗？

板书设计

磁铁有磁性

能吸引铁 能隔一些物体吸铁

第三篇：磁铁有磁性教学设计

《磁铁有磁性》教学设计

执教者：晋江市第五实验小学 徐英

指导老师：晋江市第五实验小学 丁美玲 洪背清

教材分析：

本课是义务教育课程标准教科版小学科学3年级下册第4单元第2课。本课有两个活动，第一个活动是引导学生认识磁铁能吸引什么物体。首先，通过对有结构的、数量较多的材料的检测，让学生初步认识到磁铁可以吸引铁类的物体，不能吸引非铁类的物体。之后让学生用磁铁去辨别硬币，再通过出示硬币的成分表使学生进一步明确磁铁可以吸引铁的这一事实，引出磁性的概念，进而让学生利用磁铁的磁性找出教室里的铁材料。这是从探究和应用两个方面帮助学生建立和加深磁性的科学概念。

第二个活动是研究磁铁能不能隔着物体吸铁，活动安排学生设计一个简单的实验方法，自主选择探究材料，培养学生设计实验的意识。由于铁材料具有导磁性，隔着铁制材料吸铁有可能存在磁“传递”和磁“屏蔽”的现象，这对3年级学生来说是不容易理解的，所以活动只要求学生能够通过实验发现隔着非铁质材料的物体能否吸铁。这个探究活动指向的科学概念最明显的是“磁铁隔着一些物体也能吸铁”，其实也指向了磁力不需要接触物体就能起作用，磁力大小与距离有关系等。通过以上两个活动，相信学生对磁铁有磁性会有更深入的认识。

学情分析: 三年级的学生刚开始学习科学，对科学概念的理解只是感性的，经验型的。学生认识磁铁几乎都是从看到磁铁吸铁现象开始的，教师就应当从学生原有认知出发，创设与学生原有认知相碰撞的问题情境，从而激发学生的兴趣，使学生提出问题，在探究活动中修正认知，构建形成新的科学概念。

教学目标 知识与技能

1.知道磁铁有磁性，能隔着一些物体吸铁。2.知道磁铁隔着一些物体也能吸铁。过程与方法

3.会用实验方法研究磁铁能吸引什么，不能吸引什么。4.能根据材料设计实验，研究磁铁隔着一些物体能不能吸铁。5.会用磁铁识别物体是不是铁材料制作的。情感态度价值观

6.培养学生对磁铁进行探索活动的兴趣。教学重点：用磁铁识别物体是不是铁材料制作的。

教学难点：用实验方法研究“磁铁可以隔着一些物体吸引铁” 实验材料：

教师材料：三个乒乓球（一个内部有订书钉）、用纸张包住的条形磁铁 小组材料：磁铁每组一块。

1号袋：铁棒、铁纽扣、长尾夹、发夹、易拉罐、铜片、布条、棉、木棒、塑料棒、玻璃棒、陶瓷

2号袋：各种硬币

3号袋：纸片、布片、铝片、玻璃片等 教学过程：

一、导入 游戏导入

【设计意图】通过创设魔术情境的设置，意在唤起学生的学习兴趣，激发学生的探究欲望，又能非常直观地引出本课要研究的问题。

二、新课

活动一：引导学生认识磁铁能吸引什么物体 1.谈话：磁铁能够吸引什么材料？（猜想）2.实验验证猜想

(1)出示实验要求和实验材料(2)小组合作探究

(3)学生汇报并总结实验结果 3.用磁铁辨认出铁材料制成的物品(1)用观察法辨别(2)用实验法辨别

(3)老师总结：辨认铁制物体用磁铁去判别更可靠一些，在我们科学中磁铁能吸引铁制物品，这种性质叫磁性。

【设计意图】通过猜测、实验、结论等步骤分别总结了能被磁铁吸引的物体和不能被磁铁吸引的物体的共同点，之后又通过吸引硬币，分析硬币成分的活动进一步验证了磁铁能吸铁类物体的科学事实，并得出磁铁有磁性这一科学概念，符合小学科学特点，也体现了严谨的科学态度。

活动二：研究磁铁能不能隔着物体吸铁

(1)谈话：隔着一些物体时，磁铁能不能顺利的吸起铁制品呢？(2)小组设计实验计划并交流(3)实验验证猜想(4)学生汇报

(5)教师总结：磁铁能隔着一些物体吸铁

【设计意图】这一环节的设计充分尊重了学生的意愿，让学生设计简单的实验方法，自主地选择喜欢的物体进行实验，体现了以学生为主体、以教师为主导的作用，激发了学生探究的积极性，学生的发散性思维得到训练，也培养学生设计实验的意识。

三、课堂总结

这节课通过猜测-进行实验-得出结论知道了很多磁铁的知识，磁铁还有很多的秘密，我们下节课还会继续探究。

四、板书设计

磁铁有磁性

磁铁能吸引铁的性质叫磁性。磁铁隔着一些物体也能吸铁。

第四篇：《磁铁有磁性》教学设计

《磁铁有磁性》教学设计

洛南县西街小学 杨云娥

【教学目标】 科学概念

1、磁铁能吸引铁制的物体，这种性质叫磁性。

2、磁铁隔着一些物体也能吸铁。过程与方法

1、用实验方法研究磁铁能吸引什么，不能吸引什么。

2、用磁铁识别物体是不是铁材料制作的。

3、根据材料设计实验，研究磁铁隔着水能不能吸铁。情感态度价值观

认同认真实验，获取证据，用证据来检验推测的重要性。【教学重点】通过实验，认识到磁铁具有吸引铁制品的性质。【教学难点】知道并理解用磁铁可以辨别出不易辨认的铁制品。

【教学准备】 为小组准备:

1、磁铁和被测试物品:铜钥匙、铁钥匙、回形针、铁钉、铝片、铜导线、玻

璃珠、木片或木块、纸片、弹簧、布条等物品(材料的种类多一些，铁材料制品要有多种，要有铜、铝等非铁的金属物品，学生的学习用品，如:橡皮擦、铅笔、塑料尺等也可用 作测试材料)。

2、橡胶皮(气球皮)、杯子和水。

3、铁盒(如罐头盒)、铝盒(如易拉罐)、茶叶筒(底和盖是铁制的，筒身是纸制的)、圆珠笔。

4、几种不同材质的硬币，如一元的钢币，5角的铜币和钢芯镀黄铜币，1角的铝币和钢币，分值铝币。【教学过程】

一、魔术导入，激发兴趣

1、小朋友们，你们喜欢看魔术表演吗？今天，老师就给大家表演一个魔术。你们看，老师能让这个玩具自己挂在我的棍子上。

师表演魔术：用铁制玩具靠近裹着白纸的磁铁，玩具挂住了。学生兴趣盎然。

2、谁能说说其中的奥秘？

学生猜测是磁铁的原因。

3、想不想亲自玩一玩磁铁吸引物体的游戏？今天，我们就一起来探究磁铁的秘密。教师板书课题：磁铁

二、自主探究 获取新知

引入研究 实验设计：

（一）活动一：磁铁能吸引什么物体

1、老师准备了这些材料，请看（实物投影出示材料小样）。我们先预测一下物体会不会被磁铁吸引，然后再做实验进行检验吧。（预测时说说理由或根据）

2、我们小组的桌子上就有这些材料，一会儿就要请大家来做做小小检验员了。实验可不要忘了做记录啊。（投影出现记录表）检测后把被测试物体按“能被磁铁吸引的物体”和“不能被磁铁吸引的物体”分类填写好，然后小组讨论记录下两类物体在材料上的各自特点。（学生实验并记录填写好表格）

3、交流汇报。

4、小结。

（1）、能被磁铁吸引的物体和不能被磁铁吸引的物体有什么不同的特点？

（2）、由此我们可以推知，磁铁可以吸引什么物体？（3）、与我们刚上课时的观点相比较，原来的观点是得到了确认，还是需要做一些修改呢？（回顾板书，修正板书。）

5、辨认铁制品。

（1）、这些物体中，哪些是铁材料做的？（实物投影出示：主要是硬币、茶叶筒等）（2）、学生观察判断并交流。

（3）、对于自己的判断有十足的把握吗？想想辨认铁制物体用什么方法可以更可靠呢？（用磁铁）

（4）、那我们就用磁铁来检验一下刚才的判断吧！学生实验。（5）、两次判断结果一样吗？哪一次判断更能使人信服呢？从中我们收获了什么呢？学生汇报、交流、小结（教师小结：磁铁都能吸引铁一类材料做的物体，我们可以把磁铁的这种性质叫作磁铁的磁性。）。

（二）活动二：磁铁能隔着物体吸铁吗

1、通过刚才的实验，我们知道了磁铁能吸引铁材料制成的物体，那么，如果老师用这些物体将磁铁和铁隔开，磁铁还能吸住铁吗？

教师出示课件：木片、纸片、塑料片、铝片、布片。学生猜测。

2、现在请材料员在你们的材料袋里选择一项自己喜欢的物体做实验，记录员做好记录。

材料员拿出材料，小组成员开始实验。教师巡视并参与其中

3、哪个小组来汇报你们的实验结果？（生充分汇报）

4、根据刚才的汇报，你们发现了什么结论？ 教师板书：磁铁隔着一些物体能吸住铁。

5、这里的“一些物体”指一的是不是铁材料制成的物体。因为磁铁隔着铁质物体吸铁，情况比较复杂，在以后的学习中我们会研究到的。当然如果你们现在感兴趣的话，可以回家做一做实验，然后把实验结果告诉给老师，好吗？

（三）活动三：哪些物体是铁制品。

1、同学们，可爱的小兔遇到了难题，你们愿意帮助她吗？ 你们看：这里有那么多的硬币，可哪个硬币是铁制成的呢？ 教师出示课件：硬币实物图，学生猜测。

2、有更好的办法来辨别铁制成的物体吗？

学生指出：可以用磁铁来检验，因为磁铁能吸住铁。

3、请材料员上台领取材料。

材料员上台领取材料：一块磁铁和7枚硬币，小组所有成员进行实验，教师参与其中。

4、哪种硬币里含有铁的成分呢？为什么有的硬币能被磁铁吸住？而有的硬币又不能被磁铁吸住呢？想进一步了解硬币吗？请看大屏幕！

教师出示课件：硬币的成分，学生认真阅读。师引导小结：磁铁能吸引所有铁制品。三总结全文，拓展延伸

1、师：通过这节课的学习，你们有哪些收获？（学生畅所欲言。）

2、现在老师也遇到一个难题：老师不小心将一枚回形针掉进了装满水的塑料杯子里，要想不碰到水，该怎么办才能把回形针取出来?（学生汇报并演示：用磁铁紧贴着杯壁往上移动。）

3、其实，磁铁里面还蕴藏着很多的秘密，希望同学们课下继续探究！板书设计：

磁铁有磁性

1.能吸引铁的性质叫磁性。2.隔一些物体也能吸住铁。3.磁铁能吸引所有铁制品。

第五篇：《磁铁有磁性》教学设计

《磁铁有磁性》教学设计

【教材分析】

本课教学内容为人教版《科学》三年级下册，磁铁单元的第二课时《磁铁有磁性》。学生认识磁铁几乎都是从看到磁铁吸铁现象开始的。在他们对磁铁特殊性质的自发认识中，印象最深的也是磁铁能吸铁。但是有相当一部分学生对磁铁能吸什么和不能吸什么，在认识上是模糊的。所以教材设计的实验从操作上分析是简单的，而从学生的认知和思维的层面看，却能强化学生的认识，修正错误的看法。因此把本课的实验做深挖透，对学生进一步研究磁铁的性质，掌握科学概念，培养科学素养都是很有帮助的。【教学目标】 科学概念

1、磁铁能吸引铁制的物体，这种性质叫磁性。

2、磁铁隔着一些物体也能吸铁。过程与方法

1、用实验方法研究磁铁能吸引什么，不能吸引什么。

2、用磁铁识别物体是不是铁材料制作的。

3、根据材料设计实验，研究磁铁隔着物体能不能吸铁。情感态度价值观

认同认真实验，获取证据，用证据来检验推测的重要性。【教学重点】通过实验，认识到磁铁具有吸引铁制品的性质。【教学难点】知道并理解用磁铁可以辨别出不易辨认的铁制品。【教学准备】

教师准备：三个实验活动的材料，磁铁，茶叶筒，玻璃瓶（里面有小铁球）小组准备：每个小组1号、2号、3号材料袋，实验记录表，磁铁

１号材料：回形针、铁钉、铁夹子、铁珠子、纸片、布片、塑料尺子、牛皮筋、玻璃珠、铜片、铁片、钥匙

２号材料：几种不同材质的硬币，如一元的钢币，5角的铜币1角的铝币和钢币等。３号材料：纸、布、铝片、塑料片、薄木片、橡胶皮 【教学过程】

一、创设情景，激趣导入。

师：今天第一次给我们班的小朋友上科学课，老师感到非常高兴。老师特地准备了一个魔术表演，想看吗？我需要一位小助手，大家能不能给我们来点掌声。

（学生上来后，老师非常快的在他的衣领下粘一块磁铁。老师出示一个硬币，请学生向手中的硬币吹一口气，硬币就能粘在衣服上。）

师：看清楚了吗？老师再表演一遍。知道其中的原因吗？ 生：我知道，我知道…… 生：是磁铁，一定是磁铁…… 师：其他同学认为呢？

师：我们班的小朋友真是了不起。一下子就把老师的把戏给看穿了。这的确是一块磁铁，今天我们就来研究磁铁。（板书：磁铁）

[设计意图：通过创设魔术情景的设置，意在接近学生生活，激发学生的学习兴趣，激发学生的探究欲望，又非常直观的导出了本堂课要研究的问题。]

二、新课教学

第一部分——磁铁能吸引什么物体

师：我们都知道，磁铁能吸引一些物体，那你觉得磁铁到底能吸引什么呢？学生举例回答。

师：老师这里也有一些物体，我先来介绍一下。（实物投影：回形针、铁钉、铁夹子、铁珠子、纸片、布片、塑料尺子、牛皮筋、玻璃珠、铜片、铁片……）

师：请同学们预测在这些物体中到底哪些能被磁铁吸引，哪些不能吗？并记录在这张表格上。能被吸引的在预测栏中打钩，不能被吸引的打叉。明白了吗？

（请同学们拿出１号材料袋，倒在托盘里，进行预测并记录）小组交流汇报预测情况

[设计意图：学生的预测可能会出现不同的情况，老师不给予肯定与否定，让学生自由发表自已的想法，在回答中互相启发，碰撞思维的火花。] 师：哪个小组来汇报一下猜测的结果？（学生说）

师：有不同意见？到底猜测得对不对，可以用什么方法来解决？（做实验，用磁铁检测）师：能说得更详细些吗？

师：检测的结果请填在表格上，并思考归纳能被磁铁吸引的物体，它们共同特点是什么，请记录下来。好，请材料员领取磁铁

（学生进行实验记录；教师巡视、指导（特别是共同特点的归纳）……）师：好！老师已经发现大家都已经做好了，哪个小组上来汇报一下实验结果？（引导学生进行概括——磁铁能吸引铁制的物体）。师：（投影记录表格）你们对这个小组的检测结果有意见吗？ 生：没有。

师：都跟这个小组一样，嗯好的，请你接收说（那能被磁铁吸引的它们的共同特点是什么？）

生：这些物体是铁做的。

师：也就是磁铁能吸引铁。（板书：磁铁能吸铁）同意吗？那之前我们的预测对了吗？为什么错了？

生：我以为铜片、钥匙能被磁铁吸引的，但做了实验后才发现他们不能被磁铁吸引。生：铜片和铁一样都是金属，我以前认为金属都能被磁铁吸引，现在知道错了。师：磁铁有它的特殊性，并不是所有的金属都能吸。板书：磁铁能吸引铁的性质叫磁性。

师：科学家们把磁铁能吸引铁（一类的物体）的性质叫磁性。一齐读一遍。

[设计意图：学生们最喜欢动手操作，为学生提供动手的机会和平台，让学生亲自检测哪些物体能被磁铁吸引，哪些不能被吸引。让学生与原来的观点相比较，得到确认。] 第二部分——利用磁铁检验铁制品

师：通过实验我们已经知道磁铁能吸引铁，那说明老师衣服上的硬币（里面一定含有铁），是铁材料做的。老师的魔术大家能不能表演？

（请三位同学上来表演，老师准备三个硬币：两个能被磁铁吸引，一个不能被磁铁吸引）

在表演时学生发现一些硬币不能被磁铁吸引，师问：你发现了什么？这说明了什么？ 生：我的硬币不能被磁铁吸引。

师：是吗，这个硬币不能被磁铁吸引，那你认为这个硬币是不是铁材料做的？生：不是铁材料做的。师：你的行吗？ 生：行的。

师：你认为这个硬币是不是铁材料做的？ 师：看来硬币的制作材料是不同的。

师：出示一些硬币，你觉得哪些是铁材料做的，哪些不是铁材料做的。（学生根据硬币的光泽、新旧、颜色等方面判断是不是铁材料）师：说说你是通过什么观察方法判断出来的？ 师：看来真的很难分辨，你想到用什么方法？ 生：用磁铁。

（请同学们整理好１号材料袋，领２号材料袋，开始实验。请位学生上来做）师：大家都找出来了吗？看来用磁铁确实很方便。

师：生活中还有很多像硬币一样的物体，表面上看很难分辨出它是不是铁材料，如我们教室里的物体。你能找出教室里哪些物体是铁材料吗？比一比，哪个小组找到的多？

学生汇报自己找到的铁材料物体。

师：老师找到一个茶叶筒，它有没有铁材料？问：由哪几种材料组成的？（纸和铁）让学生来尝试吸茶叶筒。

[设计意图：在汇报中，引导学生注意倾听。在这个环节要真正把学习和研究的权力还给孩子们，由他们自已来确定哪些问题能够解决，由他们自己来决定想要检测的物体，并掌握其方法和步骤。] 第三部分——磁铁能隔着物体吸铁吗

师：老师还找到一些小铁球，在这个玻璃瓶里，如果不能把瓶子斜过来，也不能往瓶子里放任何东西，你有什么办法把铁球取出来？ 师：你是说把磁铁放在瓶子的外面去吸，行吗？（学生上来试试）师：你们刚刚看到了什么？

师：磁铁与铁材料没有直接接触，中间隔着玻璃。奇怪了，隔着玻璃也能吸，那隔着别的物体行不行呢？你想研究隔着哪些物体呢？学生列举。

师：除了同学们讲到的材料，老师这里有一些材料，（投影出示实物纸、布、铝片、塑料片、薄木片、橡胶皮），回形针是让大家隔着这些物体磁铁去吸的，清楚了吗？

（请同学们整理好２号材料袋，领３号材料袋做实验）学生自主探究，并做记录，教师适时指导…… 师：谁来汇报你们的实验结果？

汇报后小结：从我们的实验可以知道，磁铁隔着纸、布、铝片、塑料片、薄木片、橡胶皮都能吸铁。也就是说磁铁隔着物体也能吸铁

板书：磁铁隔着物体也能吸铁。

师：其他的物体试过吗？有没有隔着物体磁铁不能吸铁的？为什么？

[设计意图：什么状况下磁铁能隔物吸铁和什么状况下不能，是在明确地引导学生设计两种状态下的磁铁隔物吸铁实验，深入的探究不仅能为以后对磁铁的研究推波助澜，更培养了学生思维的全面性和设计实验的合理性。]

三、总结延伸

师：通过今天的研究你有什么收获？

今天早上我发现两块磁铁经常会闹别扭一样不愿意待在一起，（演示实验）现代的科学家们就是发现了其中的奥秘，发明了高速安全的磁悬浮列车！大家想知道其中的奥秘吗？”

让我们在课后共同来探索其中的奥秘吧！请各小组迅速整理实验材料。

[设计意图：科学探究不局限与课堂，让学生课后探索其中的原因，让学生真正融入学生的生活。]