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和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·价值观】
1.通过奥斯特的事迹介绍,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。
◇教学重难点◇
【教学重点】
奥斯特的实验、通电螺线管的磁场。
【教学难点】
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。
◇教学过程◇
一、新课导入
电和磁从现象上看有很多相似的地方:电荷能吸引轻小物体,磁体能吸引钢铁类物质;电荷有正负两种,磁极有南北之分;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。电现象和磁现象之间有这么多的共同点,那么这两种现象之间是否存在某种联系呢?
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二、教学步骤
探究点1 电流的磁效应
[阅读课本]P124“电流的磁效应”
[思考]实验中是如何判断某一空间是否存在磁场的?
[提示]磁场对放入其中的小磁针有力的作用,如果某一空间存在磁场,小磁针会受力转动。
[思考]导线和小磁针的位置关系有要求吗?
[提示]在小磁针上方平行架一根导线。
[思考]实验时,通电时间不宜过长,这是为什么?
[提示]导线中的电流过大,易将电源损毁。
[思考]导线下的小磁针在什么情况下才会发生偏转呢?
[提示]导线中有电流通过时,小磁针偏转;没有电流通过时,小磁针不动。
[思考]小磁针偏转说明了什么?
[提示]小磁针受到力的作用发生偏转,说明通电导线周围存在磁场。
[思考]引起小磁针偏转的原因是导线,还是导线中的电流?
[提示]通电时小磁针发生偏转,没有电流通过时小磁针不动,说明是导线中的电流引起小磁针偏转。
[小结]通电导体周围存在磁场。
[思考]如果对调电源的正、负极,即改变导线中电流的方向,可能会观察到什么?
[提示]小磁针转动的方向发生了改变。
[思考]电流产生的磁场,其方向与什么有关?
[提示]与电流的方向有关。
[思考]拿走小磁针,通电导体周围的磁场还存在吗?
[提示]小磁针的作用只是显示磁场存在的,无论有没有小磁针,磁场都是一直存在的。
[归纳提升]通电导体周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫电流的磁效应。
探究点2 通电螺线管的磁场
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[阅读课本]P125“通电螺线管的磁场”
[思考]螺线管是什么?
[提示]将导线绕在圆筒上,可做成一个螺线管。
[思考]通电直导线周围存在磁场,那么把直导线绕在圆筒上,做成螺线管后,通电后其周围是否也会产生磁场呢?
[提示]通电导线周围的磁场是由电流产生的,磁场的有无与导线的形状无关。
[思考]你认为通电直导线周围的磁场和通电螺线管周围的磁场,哪个磁场更强?
[提示]把导线绕在圆筒上,做成螺线管,各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场就会更强。
[思考]观察通电螺线管周围铁屑的分布情况,其与哪种磁体周围的磁场分布相似?
[提示]回忆条形磁铁的磁场分布。
[归纳提升]通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,它的两端相当于条形磁体的两极。
[思考]如何判断通电螺线管的磁极?
[提示]利用已知N、S极的小磁针来判断。依据:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
[思考]螺线管上的线圈匝数多少对实验有影响吗?
[提示]匝数多的螺线管周围磁场强,小磁针受力大,实验现象更明显。
[思考]通电螺线管周围的磁场方向与什么因素有关?
[提示]对调电源的正、负极,观察小磁针的偏转情况。
[思考]除此之外,有没有其他改变方法呢?
[提示]改变螺线管的绕向,观察小磁针的偏转情况。
[思考]螺线管与电源正、负极的接法和螺线管的绕向对通电螺线管的极性有决定作用吗?
[提示]观察如图所示的情况,注意从“电源正、负极的接法、螺线管的绕向、螺线管中电流方向”三个方面观察。
[思考]图(a)和图(b)相同的是什么,不同的是什么?
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[提示]与电源正、负极的接法不同,绕向相同,环绕螺线管电流的方向不同。
[思考]图(a)和图(c)相同的是什么,不同的是什么?
[提示]与电源正、负极的接法不同,绕向不同,环绕螺线管电流的方向相同。
[思考]决定螺线管极性的因素是什么?
[提示]环绕螺线管的电流方向相同,磁极方向就相同。
[归纳提升]通电螺线管的极性由螺线管中的电流方向决定,而跟螺线管的绕向和螺线管与电源正、负极的接法无关。
探究点3 安培定则
[阅读课本]P126“想想议议”
[思考]蚂蚁和猴子说的话对我们有什么启示?
[提示]我们可以采用一些巧妙的方法,既方便记忆,又便于我们发现其中各量之间的关系。
[思考]你能借用自己的手指来描述通电螺线管的电流方向与N极位置的关系吗?
[归纳提升]安培定则: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。
三、板书设计
第2节 电生磁
1.奥斯特实验
(1)通电导体周围存在磁场
(2)通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关
2.通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似
(2)安培定则
◇教学反思◇
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本节课先带领学生重温转换法,回顾我们所学过的知识有哪些实验采用这种方法。本节内容中通电直导线周围的磁场、通电螺线管周围的磁场等,都离不开转换法的应用,从而将看不见的转换为看得见的,将抽象问题形象化,符合学生的认知规律。通过这种体验,让学生认识到物理方法比物理知识更为重要。
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