20.2 电生磁
教学目标：
（一）知识与技能
1、认识电流的磁效应。
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体相似。
（二）过程与方法
1、通过观察直导线电流磁场和通电螺线管的磁场实验，进一步发展学生的空间想象力。
2、通过对实验的分析，提高学生比较、分析、归纳得出结论的能力。
（三）情感态度与价值观
通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥妙，培养学生的学习热情和实事求是态度，初步领会探索物理规律的方法和技巧。
教学重点：奥斯特的实验；通电螺线管的磁场。
教学难点：通电螺线管的磁场及其应用。
教学方法：实验法、讨论法、启发式
教学用具：奥斯特实验器材一套、通电螺线管、小磁针、投影仪、大头针、微机
教学过程：
（一）创设情境，引入新课
教师：电和磁从现象上看有非常相似的地方，它们之间有没有一定的联系呢？
从哲学角度看，应该是有的，但很多年都没发现。直到丹麦物理学家奥斯特的一个实验开始，揭开了电与磁联系的发展史。
（二）新课教学
1、电流的磁效应
（1）奥斯特实验演示：沿着静止的小磁针方向，把一导线水平放置在它的正上方，最好是铜导线，因为它能够不受磁场的影响。当导线中通有电流后，发现小磁针发生了偏转。
分析：①小磁针偏转→受到了磁力的作用；
②由磁场的基本的性质可判断出小磁针处于某个磁场中；
③导线通有电流，小磁针就偏转，断开电流，又会恢复原来的状态；说明是通电导线产生了磁场，即通电直导线产生了磁场。
结论：电流周围能够产生磁场。
（2）磁场方向与电流方向的关系
问题：磁场方向与电流方向有没有关系呢？
猜想：有或没有。
演示：改变电流方向，发现小磁针的偏转方向也发生了改变，说明磁场方向也改变了。
结论：电流产生的磁场方向与电流方向有关系，电流方向变了，其磁场方向也会相应地改变。
（3）电流的磁效应
结论：通电导线周围有磁场，磁场方向与电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。
2、通电螺线管的磁场
问题：通电直导线周围的磁场较弱，怎样才能将这种较弱的磁场能够明显地显示出来，供我们加以应用呢？
猜想：①增大电流；
②让直导线集中起来绕成管状，这就是螺线管。
练习：让学生练习螺线管的画法、有骨架的螺线管的画法等。
探究：通电螺线管的磁场是什么样的？
（1）设计实验：
①如何确定一个磁场是怎样分布的？需要什么器材？
②直导线的磁场方向与电流方向有关，那么螺线管的磁场方向与电流方向有关吗？如何验证是否有某种关系？
（2）进行实验1：探究通电螺线管的磁场分布
①向学生介绍螺线管磁场演示仪的构造，线圈的位置，铁屑的均匀分布情况等。
②向螺线管磁场演示仪中通有电流，振动演示仪，观察铁屑的重新分布情况。
③把它与条形磁体的铁屑分布进行对比。
结论：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
（3）进行实验2：探究通电螺线管的磁场方向
①在螺线管一端放一个小磁针，当电流的方向变化时，观察小磁针的方向是否也随着偏转。
②观察小磁针的N极指向，从而判断出通电螺线管磁场的方向。
③改变电流方向，观察小磁针的指向是否发生改变。
现象：当电流方向改变时，小磁针的方向也随着发生偏转；改变电流方向，小磁针偏转
的方向正好相反。
结论：
①通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场是相似的。
②通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（4）新问题
由于把导线绕成螺线管后，还存在一个绕向的问题，磁场方向除了与电流方向有关外，与线圈的绕向是否也有关系呢？
猜想：有关或者无关。
实验验证：拿两个绕向不同的螺线管，给它们通有相同方向的电流，用小磁针判断螺线管的极性是否发生改变。
现象：小磁针的偏转方向正好相反。
结论：在电流方向一定的情况下，通电螺线管的磁场方向还与线圈的绕向有关，绕向变了，则磁场方向也会改变。
3、安培定则
演示通电螺线管的磁场实验
实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，它们的极性可以从实验中小磁针的指向来确定。改变电流方向，通电螺线管的N、S正好对调，这说明，通电螺线管的极性跟螺线管中电流的方向有关。
通电螺线管的极性跟电流的方向的关系，可以用安培定则来判定。
安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
（三）课堂小结
这节课我们学习了电与磁的第一个关联──电能生磁，即电能转化为磁能的现象。该现象是由丹麦的物理学家奥斯特发现的，所以也叫奥斯特实验，这个实验直接证明了电流可以通过导体在其周围产生磁场；这个磁场比较弱，为了进一步的研究和应用，我们把直导线绕成了螺线管，使其磁场进一步增强，发现通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场是相似的，磁场方向遵循右手定则，也称安培定则。
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