第2节 电生磁
【教学目标】
知识与技能
1．认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系。
2．知道通电导体周围存在着磁场，通电螺线管的磁场与条形磁铁相似。
3．会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
过程与方法
1．观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电和磁之间有某种联系。
2．探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。
情感态度与价值观
1．通过奥斯特的图片、事迹介绍，感悟奥斯特善于发现问题，勇于进行科学探索的精神；
2．通过体验电和磁之间的联系，养成乐于探索自然界奥秘的习惯。
【教学重点】
奥斯特的实验；通电螺线管的磁场
【教学难点】
使学生明白电和磁具有一定联系；通电螺线管的磁场及其应用
【教学准备】
学生器材：学生电源、开关、导线、直线导体、螺线管、小磁针、大头针若干；
教师器材：多媒体设备及课件、电源、开关、直线导体、螺线管、铁屑、小磁针、大头针若干、安培定则立体模型。
【教学过程】
主 要 教 学 过 程
教学内容
教师活动
学生活动
一、创设情景，引入新课
1.魔术-----纸盒吸铁
利用纸盒内隐蔽的通电螺线管吸引大头针。
【设问1】此盒中可能有什么？你猜想的依据是什么？
2.断开开关，在靠近铁屑
【设问2】仔细观察实验现象，你有哪些疑问？
3.将纸盒打开，展示螺线管
【设问3】观察盒内的器材，你想到了什么？可提出什么样的问题进行探究？
（设计意图：用实验激发学生的好奇心，由不能吸引铁屑引起学生思维冲突，培养学生发现问题和提出问题的能力。）
观察实验现象，猜想。
盒内可能有磁体，磁体能吸引铁屑。
为什么不吸引了呢？盒内到底是什么？
电和磁之间有联系，电流也能产生磁场。
二、合作探究，建构知识
（一）电流的磁效应
1. 通电直导线周围存在磁场
2.电流的磁场方向与电流的方向有关
【想想做做】
1.设问：电流真的能产生磁场吗？
引导学生探究教材第124页中的“想想做做”
2.提问：你们是怎么做的？看到了什么现象？说明了什么？
3.思考：改变电流的方向，观察到了什么现象？这又说明了什么？
4.小结：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
【物理学史】
学生分组探究，交流展示实验现象。
小提示：①用直导线的一端接干电池正极，另一端试触干电池的负极；②导线放在小磁针的正上方，并且与其平行。
小磁针发生偏转，说明通电直导线周围存在磁场。
小磁针偏转方向发生改变，说明电流的磁场方向与电流的方向有关。
看书了解奥斯特发现电和磁之间的联系过程。
从刚才的实验我们发现，电也可以产生磁，电和磁之间是有联系的，但这个发现也是非常不容易的，介绍丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特实验的意义：这一重大发现轰动了科学界。因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现有力地推动了电磁学的研究和发展.
（设计意图：通过发现电生磁的物理学史，对学生进行科学世界观的教育。）
（二）通电螺线管的磁场
【创设问题情境】
问题1：既然电能生磁，为什么我们在生活中感受不到呢？比如：手电筒在通电时连一根大头针都吸不动
问题2：你有什么办法可以增大电流的磁场吗？如果不能增大电流，还可以怎么做呢？
加油站：实验中利用短路获得较强的电流来增加磁性，在一般情况下是不允许的，在实际生活中我们用什么办法来增强通电导体的磁场呢？后来人们在生产实践中把导线弯成各种形状，发现把把导线绕成一圈一圈的螺线管状，磁场就会强得多，这样在生产生活中用途就大，这种装置就叫做螺线管。
演示实验：演示螺线管的绕制方法
（设计意图:使学生认识到复杂的事物都是由简单的事物构成的道理，是抽象复杂的事物可视直观化。）
探究一：通电螺线管周围是否存在磁场？
操作方法：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。通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。（为增大可见度可利用实物投影仪，便于学生观察。）
尝试让手电筒通电吸引大头针
猜想：可能是磁性太小、电流太小或导线太粗。
增大电流或绕成线圈。
观察螺线管的缠绕方法。
1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
（设计意图:通过直观的实验现象让学生感知通电螺线管周围存在磁场。）
结论：通电螺线管周围存在磁场
探究二：通电螺线管的磁场是什么样的？
【提出问题：】
通电螺线管的磁场是什么样的？用什么方法可以显示出磁场的分布？
【设计实验：】
按照课本P125图20.2-5布置器材，为使磁场加强，在螺线管中插入一根铁棒。把小磁针放到螺线管四周不同的位置，在图上记录磁针N 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。
【分析归纳：】
对比上节课学习的蹄形磁体和条形磁体的磁场分布，你能得到什么结论？
【得出结论：】
1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
2.它的两端相当于条形磁体的两极。
通过观察小磁针静止时N、S极的指向判断通电螺线管的N极和S极。
铁屑或小磁针
小组合作，实验探究，随时记录电流方向和小磁针N极的指向。
讨论、交流
与条形磁铁的磁场相似。
总结通电螺线管的磁场特点。
2.通电螺线管的极性与电流方向有关。
（设计意图:通过让学生自己探究、感知，总结出通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场非常相似，且极性与电流方向有关，为安培定则的应用做好铺垫。）
探究三：通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流的方向之间有什么关系？
【提出问题：】
通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端就相当于条形磁体的两个磁极。那么通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流的方向之间有什么关系？
【做出猜想：】
改变电流方向，磁场方向也会变化。
【设计进行实验：】
将静止的小磁针靠近放在通电螺线管的一端，根据磁针的偏转判定螺线管的极性（每个小组根据实验单探究下面四个图中的一种情况，并把答案写在黑板上）。
【汇报展示：】
每个小组展示自己实验的结果，并标出螺线管的N、S极和通过螺线管电流的方向。
【分析归纳：】
根据四幅图中通过螺线管的电流方向和标出螺线管的N、S极，你可以得出什么结论？
【得出结论：】
提出要探究的问题。
电流方向改变，磁场方向会改变。
小组同学做好分工和配合，仔细观察
小磁针的指向，根据磁极间的作用规律，标出螺线管的N、S极。
展示判断结果。
对比四幅图中螺线管的N、S极和电流的方向，得出结论。
思考、讨论。
通电螺线管的极性与电流方向有关。
【拓展延伸：】
通电螺线管的极性与电流方向有关，你能否想出一些办法把这个关系表述出来？
（设计意图:把探究“螺线管磁场分布”实验分解为三个实验步骤进行，分散难点，逐个击破，便于学生接受、理解。）
（三）安培定则
螺线管右手握；
电流四指指；
拇指指北极。
【自主学习：】
1．小组讨论课本第126页“想想议议”：蚂蚁和猴子说的话对吗？看书第127页图20.2-8，想想如何借助自己的手判断通电螺线管的极性。
2.安培定则的内容：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
【学以致用：】
例题1：请你根据通电螺线管中的电流方向判断螺线管的极性。
例题2：如图所示，根据通电螺线管的极性画出螺线管中电流的方向，并用箭头标出。
试着说出自己的想法，多个同学相互不从，逐渐完善，总结出安培定则的内容。
看教材第127页“安培定则”部分，对照图片和文字表达，熟悉安培定则的判断方法，学会灵活应用，并用安培定则判断刚才标的四幅图中的N、S极是否正确。
利用安培定则完成练习。
例题3：：如图所示，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示（涂黑端表示N极）。请在图中标出螺线管的磁极、电源的“+”、 “—”极，并画出螺线管的绕法。
解题思路：
1.根据小磁针的N、S极指向确定螺线管的N、S极；
2.标出进、出螺线管的电流方向；
3.确定第一根线的画法。
通过上面的例题，安培定则有哪些应用呢？
【归纳总结：】
安培定则应用：
1.由螺线管中的电流方向，判断通电螺线管的N、S极；
2.已知通电螺线管的N、S极，判定螺线管中电流的方向；
3.根据通电螺线管的N、S极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线方向。
（设计意图:培养学生分析问题、总结概括能力，使学生的学习知识点到知识面的学习。）
小试身手：
小磁针放在两通电螺丝管之间，静止时处于如图丙所示的位置，请完成螺线管B的绕线，并标出电流的方向。
总结安培定则的应用。
三、课堂小结：
回顾本节课的学习内容
本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?
学生讨论梳理知识，交流收获和疑惑。
四、课堂检测
教师巡视、讲评
学以致用完成检测题、解答见附件1
五、布置作业
出示思考题题目 见附件2
课后完成
【板书设计】
§20.2电生磁
一、 电流的磁效应：（奥斯特实验）
通电导线周围存在与电流方向有关的磁场
二、 通电螺线管的磁场
1.通电螺线管的磁场与条形磁体相似；
2.通电螺线管的极性与电流方向有关。
三、安培定则：螺线管，右手握。
电流四指指，拇指指北极
【教学反思】
一、案例的“亮点”
教案设计简洁清晰，各环节的设计、问题的提出、学生活动的安排，都比较妥帖、紧凑，将前后知识衔接到位，是教学中心内容得到充分展现。尤其是教学过程中的配合展示对应很好，画面实用，图片丰富，跟踪练习也比较及时，有利于学生的消化吸收，教学主导和学生主体地位把握准确，认真实施于教学，可以带来很好效果。
二、教学建议
1.可以适当扩展改变螺线管的形状、匝数，探究磁场分布，比如考虑一个环形导线的磁场分布方向与什么有关？为什么用纸筒与用铁芯效果不同（与下一节接轨）？
2.增加分析一下螺线管内部磁感线问题，了解磁感线的不要和特征等；
3.找几个电视机偏转线圈、电磁起重机图片、牵牛花生长螺旋攀附图片等，介绍一点生活应用，可增加学生对实用知识的感性认识，感知物理与生活的密切关系。
附件1
课堂检测
1.1820年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在 ，在世界上第一个发现了电和磁之间的联系．如果把导线绕在圆筒上做成螺线管，通电时磁场就会变强，通电螺线管的极性与螺线管中的
方向有关．
2.奥斯特成功做出实验后，人们对磁场的产生有了不同的理解，其中正确的是（ ）
A．只有磁体才能产生磁场
B．只有电流才能产生磁场
C．磁体和电流都能产生磁场
D．磁体和电流与磁场的产生无关
3.如下图所示，通电螺线管与条形磁铁相互吸引的是（ ）
4.标出图中通电螺线管的N、S极。
5、标出螺线管上导线中的电流方向。
6.如图，在通电螺线管的上端有一静止的小磁针，请把线圈绕制完成。
参考答案：1. 磁场 电流方向 2.C 3.B 4.图略 5.图略 6.图略
附件2
课后作业
1. 下图是奥斯特曾经做过的实验示意图。
比较甲、乙图得到结论 ；
比较甲丙图得到结是 。
2．如图所示电路，开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．小磁针静止时，A端为N极
B．小磁针静止时，B端为N极
C．电磁铁左端为N极
D．向左移动滑片P，电磁铁磁性减弱
3．如图所示，当开关S闭合时，通电螺旋管周围的小磁针指向不正确的是（ ）
A．a
B．b
C．c
D．d
4.开关闭合后磁感线的形状如下左图，请在图中标出磁铁A的两个磁极．
5.根据下图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“＋”极。
参考答案：1.通电导线周围存在磁场； 电流的磁场方向与电流的方向有关 2.B 3.D 4.图略 5.图略
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