九年级物理第二十章☞电与磁

第2节《电生磁》(教学案)

一、教学目标

（一）知识与技能

1．通过探究活动，知道通电导线周围存在磁场，并初步认识通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。

2．通过探究活动，知道通电螺线管的外部磁场与条形磁体的外部磁场相似。

（二）过程与方法

通过实验，学会判断通电螺线管外部磁场方向的方法，即会应用安培定则。

（三）情感态度和价值观

通过认识电与磁之间的关系，激发探索自然界奥秘的动机，了解探索大自然的科学方法。

二、教学重难点

在前面学习了磁体及磁场后，学生对于磁场的研究方法已经有了一定的了解，所以本节课中研究电流的周围的磁场方法上较容易。电流的磁效应是电与磁联系之一，电能转化成磁，它是后面要学通电螺线管、电磁铁、电磁继电器的基础。通电导线周围的磁场很弱，可以做成通电螺线管使磁性增强，通电螺线管周围的磁场分布情况，可以结合实验探究总结得出，它需要学生较强的空间想象能力和语言表达能力。通过总结通电螺线管周围的磁场分布，了解通电螺线管相当于一个条形磁体，磁极的判断可以利用安培定则，安培定则是在实验的基础上总结出来的判断通电螺线管磁极的方法，这不是判断通电螺线管磁极的唯一方法，可以鼓励其他的判断方法。

重点：通过实验知道电流的磁效应以及通电螺线管外部的磁场分布情况。

难点：会运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。

三、教学策略

本节内容中包含三部分：电流的磁效应、通电螺线管的磁场、安培定则。这三部分内容都是建立在实验的基础上的，所以本节课可以利用实验贯穿始末。在电流的磁效应前先通过实验来说明通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这就是著名的奥斯特实验，拉近科学家与物理学习的距离。此磁场是非常非常弱的，对磁体产生力的作用也很小，为了使磁性增强，自然过渡到通电螺线管，它是各圈导线产生的磁场的叠加。研究通电螺线管周围磁场的分布的方法与前面研究磁体周围磁场的方法相同，在通电螺线管周围撒铁粉，观察磁场对铁粉的作用来形象地画出通电螺线管周围磁感线，发现磁感线的形状与分布和条形磁体相似。在通电螺线管周围放小磁针来研究磁场方向，发现磁场方向与电流方向有关。通过安培定则来判断通电螺线管的磁极是本节的难点，内容比较抽象，实际教学中可以利用绳子来模拟导线，在圆柱体上绕线，练习判断通电螺线管的磁极。可以通过“想想议议”来鼓励学生发现不同的判断磁极的方法。

四、教学资源准备

电源、开关、导线、小磁针、磁铁、铁粉、螺线管、演示用螺线管、漆包线、瓷管、多媒体整合系统。

五、教学过程

创设情景

小磁针静止时能指南北，把一磁铁靠近小磁针，观察小磁针有什么变化？为什么会出现这种现象？

引导学生总结磁极间相互作用的规律。

学生回忆上节课的主要内容，回答问题。

磁铁周围存在磁场，对小磁针有力的作用。

磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

知识回顾，为本节内容做知识准备。

引入新课

小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？如何判断磁场的存在？

磁体周围存在磁场，电也可能产生磁，可以利用小磁针检验磁场的存在。

提出问题，激发学生学习兴趣。

新课内容

电流的磁效应

在桌面上放一小磁针，小磁针能指南北，在靠近小磁针且与其平行的方向放置一直导线

连接电路，检查完毕，观察小磁针在开关闭合前后的变化。这说明了什么？

改变导线中的电流方向，观察小磁针的变化，说明了什么？

这个实验最早是由丹麦物理学家奥斯特做的，此实验也叫奥斯特实验，它说明了通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的磁效应。

通过奥斯特实验可以总结出哪些结论？

学生观察实验，注意观察小磁针在开关断开前后的变化情况。

闭合开关，有电流通过直导线，小磁针会转动，说明通电导线周围存在磁场。

改变导线中电流方向，小磁针的偏转方向也改变，说明通电导线周围磁场方向与电流方向有关。

了解电与磁之间是有联系的，要注意观察生活，机会只垂青那些有准备的人。

学生总结：

（1）通电导线周围存在磁场。

（2）电流的磁场方向与电流方向有关。

再现奥斯特实验，使学生体验科学家探究的过程。(培养学生根据实验现象得出结论的能力。)

通电螺线管的磁场

既然电能生磁，为什么电线连一根大头针都吸不动？

把导线绕在圆桶上，做成螺线管，各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强很多。

展示一个螺线管，给螺线管通电，能使小磁针转动。

拿一个小磁针在通电螺线管周围移动，观察小磁针的变化。

我们如何研究通电螺线管周围的磁场呢？

在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。观察电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。改变电流方向，再观察一次。用线画出铁粉的形状。

对比通电螺线管的磁场分布以及前面学过的磁体周围磁场，它的形状与哪个磁体相似？

磁性太弱，吸引力太小。

通电螺线管周围存在磁场，不同位置磁场的方向也不同，在螺线管的两端磁极不同。

借助铁粉可以研究磁体周围磁场的分布情况，我们也可以利用类似的方法来研究通电螺线管周围的磁场。

学生观察实验，画出通电螺线管的磁感线。

通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，它也有两个磁极。

通过介绍电与磁的联系，对学生进行“偶然性寓于必然性之中”的教育。

物理方法的培养，利用磁场对外的作用来研究通电螺线管的磁场分布。

探究通电螺线管外部的磁场分布

提出问题：通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端就相当于条形磁铁的两个磁极。那么通电螺线管的磁极与哪些因素有关呢？

猜想：磁极与电流方向有关。

设计实验：在通电螺线管的外部放一些小磁针，利用漆包线在瓷筒上绕成螺线管，改变电流方向，确定通电螺线管的磁极。

进行实验：按照课本中的图进行绕线，给螺线管通电，在图中标出通电螺线管的N、S极。

归纳分析：当通电螺线管的电流方向改变时，小磁针N极指向也发生改变。

结论：说明通电螺线管的极性与电流方向有关。

想想议议：

你能借用自己的手指的关系来描述通电螺线管的电流方向与N极位置的关系吗？

学生进行猜想：

磁极可能与电流方向有关，可能还与螺线管的绕线有关等。

螺线管有两种绕法，不同绕法电流有两个方向，如下图。确定通电螺线管的磁极。

学生对比通电螺线管的N、S极，得出结论。

学生讨论课本中的蚂蚁和猴子的说法，尝试用自己的方法把这种关系表述出来。

根据实验现象总结规律。

安培定则

通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢？

下面请同学来结合下图说出判断通电螺线管磁极的方法。

例题：判断下面图中通电螺线管的磁极，以及小磁针的N极。

练习：

（1）根据小磁针静止时的位置，判断电源的正、负极。

（2）根据小磁针静止时的位置及电流方向，请给螺线管绕线。

学生阅读课本中关于安培定则的描述，结合对刚才的实验尝试用右来判定通电螺线管的磁极。

学生描述判断方法

用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的指的那端就是螺线管的N极。

练习使用安培定则解决实际问题。

学生自主完成练习，熟悉安培定则这一方法。

培养学根据实验分析，总结规律的能力。使学生意识到物理方法是由个性到共性，由特殊到一般的过程。学生利用物理知识解决实际问题的能力。

想想议议

如果条形磁体的磁性减弱了，你能用电流来使它磁性增强吗？应该怎么办？

提示：利用电流的磁效应，使条形磁体磁化。

课堂小结：

1．通过这节课你学到了什么？

2．奥斯特实验说明了什么问题？

3．通电螺线管周围磁场有什么特点？

4．如何判定通电螺线管的磁极？

学生梳理本节课知识内容。

1．本节课主要研究了电流的磁场，通电导线周围存在磁场，通电螺线管就是它的应用。

2．奥斯特实验说明了通电导线周围有磁场，并且磁场方向与电流方向有关。

3．通电螺线管的磁场与条形磁体相似，都有磁极。

4．利用安培定则来判定通电螺线管的磁极。

作业布置

1．完成《动手动脑学物理》第1～3题。

2．利用通电螺线管自制一个指南线圈。

3．对比条形磁体和通电螺线管各自的优缺点。

按要求完成作业。

知识巩固。

板书设计:

(略)

教后随记:

(略)