小學(xué)六年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例一、實(shí)驗(yàn)背景與目標(biāo)在日常生活中，電磁起重機(jī)能輕松搬運(yùn)成噸的鋼鐵，揚(yáng)聲器能傳遞出美妙的聲音，這些神奇的現(xiàn)象都離不開電磁鐵的作用。六年級(jí)的同學(xué)們已初步認(rèn)識(shí)了電與磁的聯(lián)系，知道“通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)”，而電磁鐵正是利用電流的磁效應(yīng)制成的裝置。本次實(shí)驗(yàn)將帶領(lǐng)大家深入探究：哪些因素會(huì)影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱？實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)，理解電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小的關(guān)系。2.能力目標(biāo)：掌握“控制變量法”的實(shí)驗(yàn)思路，提升觀察、記錄與分析數(shù)據(jù)的能力。3.情感目標(biāo)：體會(huì)科學(xué)探究的樂趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度與合作精神（若為小組實(shí)驗(yàn)）。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備材料清單鐵釘（作為電磁鐵的鐵芯，建議選擇直徑3-5mm、長(zhǎng)度5-8cm的鐵釘，鐵芯材料會(huì)影響磁性，本次實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一用鐵釘）漆包線（直徑約0.5mm，長(zhǎng)度約2米，需用砂紙刮去兩端絕緣漆以導(dǎo)電）干電池（1.5V，1-3節(jié)，用于提供電流）回形針（若干，作為“磁性強(qiáng)弱”的檢測(cè)物，數(shù)量越多代表磁性越強(qiáng)）砂紙（用于刮除漆包線的絕緣漆）單刀開關(guān)（1個(gè)，控制電路通斷）導(dǎo)線（若干，連接電路）三、實(shí)驗(yàn)步驟步驟1：制作簡(jiǎn)易電磁鐵取一枚鐵釘，將漆包線緊密且均勻地纏繞在鐵釘上（纏繞時(shí)盡量避免線圈重疊，兩端預(yù)留約5cm導(dǎo)線用于連接電路）。用砂紙輕輕刮去線圈兩端漆包線的絕緣漆（僅需刮去一小段，露出金屬導(dǎo)線即可），使導(dǎo)線能夠?qū)щ?。步驟2：探究“線圈匝數(shù)”對(duì)磁性強(qiáng)弱的影響（控制電流大小不變）實(shí)驗(yàn)核心思路：保持電池?cái)?shù)量（電流大小）不變，改變線圈匝數(shù)，觀察吸引回形針的數(shù)量變化。1.電路連接：將制作好的電磁鐵（初始匝數(shù)建議為50匝）、1節(jié)電池、開關(guān)、導(dǎo)線連接成閉合電路（連接時(shí)先斷開開關(guān)，避免短路）。2.測(cè)試磁性：閉合開關(guān)，將電磁鐵的釘尖靠近回形針，記錄能穩(wěn)定吸引的回形針數(shù)量（為減少誤差，可重復(fù)操作2-3次，取平均值）。3.改變?cè)褦?shù)：斷開開關(guān)，保持電池?cái)?shù)量不變，將線圈匝數(shù)調(diào)整為80匝（重新纏繞時(shí)仍需緊密均勻，刮去兩端漆層），再次閉合開關(guān)，重復(fù)步驟2的測(cè)試并記錄數(shù)據(jù)。4.重復(fù)實(shí)驗(yàn)：繼續(xù)將匝數(shù)調(diào)整為120匝，重復(fù)上述操作，記錄每次吸引的回形針數(shù)量。步驟3：探究“電流大小”對(duì)磁性強(qiáng)弱的影響（控制線圈匝數(shù)不變）實(shí)驗(yàn)核心思路：保持線圈匝數(shù)不變，改變電池?cái)?shù)量（電流大小），觀察吸引回形針的數(shù)量變化。1.固定匝數(shù)：保持電磁鐵的線圈匝數(shù)為80匝（或步驟2中某一固定匝數(shù)）。2.測(cè)試1節(jié)電池：將電磁鐵與1節(jié)電池連接，閉合開關(guān)后記錄吸引的回形針數(shù)量。3.增加電池：斷開開關(guān)，將電池?cái)?shù)量增加至2節(jié)（注意電池正負(fù)極依次連接，避免反向連接導(dǎo)致短路），再次閉合開關(guān)，記錄吸引的回形針數(shù)量。4.重復(fù)實(shí)驗(yàn)：繼續(xù)增加電池至3節(jié)，重復(fù)測(cè)試并記錄數(shù)據(jù)。四、實(shí)驗(yàn)記錄與分析實(shí)驗(yàn)記錄表（示例）實(shí)驗(yàn)序號(hào)線圈匝數(shù)（匝）電池?cái)?shù)量（節(jié)）吸引回形針數(shù)量（個(gè)）----------------------------------------------------------------1501280131201480158026803數(shù)據(jù)分析與結(jié)論觀察表格數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電池?cái)?shù)量（電流大小）不變時(shí)，線圈匝數(shù)越多，吸引的回形針數(shù)量越多→說明線圈匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強(qiáng)。當(dāng)線圈匝數(shù)不變時(shí)，電池?cái)?shù)量越多（電流越大），吸引的回形針數(shù)量越多→說明電流越大，電磁鐵磁性越強(qiáng)。綜上，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)和電流大小有關(guān)：線圈匝數(shù)越多、電流越大，磁性越強(qiáng)。五、注意事項(xiàng)1.電路安全：連接電路時(shí)務(wù)必先斷開開關(guān)；電池正負(fù)極連接需正確，避免反向連接或短路（短路會(huì)導(dǎo)致電池快速發(fā)熱、損壞，甚至燙傷）。2.設(shè)備保護(hù)：漆包線長(zhǎng)時(shí)間通電會(huì)因“電流的熱效應(yīng)”發(fā)熱，若手感明顯發(fā)燙，應(yīng)立即斷開開關(guān)，待漆包線冷卻后再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，防止絕緣層損壞或燙傷。3.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性：吸引回形針時(shí)，電磁鐵與回形針的距離盡量保持一致；回形針不要過度堆積（若回形針相互吸引成串，需輕晃電磁鐵使多余回形針掉落，僅記錄穩(wěn)定吸附的數(shù)量）。六、拓展與延伸1.生活應(yīng)用觀察：尋找生活中電磁鐵的應(yīng)用（如電磁繼電器、磁懸浮列車的軌道電磁鐵、電鈴等），思考它們?nèi)绾卫谩按判詮?qiáng)弱可調(diào)節(jié)”的特點(diǎn)工作。2.進(jìn)階探究：嘗試更換鐵芯材料（如用銅棒、鋁棒代替鐵釘），探究“鐵芯材料是否會(huì)影響電磁鐵的磁性強(qiáng)