蘇科版九年級(jí)物理下冊(cè)教案：16.2電流的磁場

1、.?電流的磁場?探究式教學(xué)案例設(shè)計(jì)思路：本節(jié)課主要目的就是讓學(xué)生通過探究活動(dòng)從而知道通電的導(dǎo)體可以產(chǎn)生磁場，通過探究的過程，以進(jìn)步學(xué)生的探究才能、學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法、培養(yǎng)學(xué)生的思維才能，同時(shí)，使學(xué)生領(lǐng)略到自然現(xiàn)象的奇妙和科學(xué)研究對(duì)消費(fèi)生活的影響。據(jù)此目的，設(shè)計(jì)了三個(gè)主要的步驟：一、設(shè)置電磁起重機(jī)吊運(yùn)鋼鐵的情景，讓學(xué)生從現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，學(xué)生通過已學(xué)的磁體和磁場的知識(shí)去合理地猜測從而引入探究的題目。在此過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、運(yùn)用已學(xué)過的科學(xué)知識(shí)去推理的才能。二、探究通電導(dǎo)體的磁場的過程。電與磁之間的關(guān)系的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了一個(gè)比較漫長過程，在有限的時(shí)間里面讓學(xué)生探

2、究出來是需要有效的指導(dǎo)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，首先設(shè)置了一個(gè)有趣的科學(xué)故事奧斯特偶爾發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的故事，進(jìn)步學(xué)生的興趣，再通過重做該實(shí)驗(yàn)以啟發(fā)學(xué)生考慮。實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，答復(fù)了“電磁起重機(jī)為什么有磁性？為什么可以控制磁性的有無？的問題，回應(yīng)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的故事。初步使學(xué)生理解電與磁之間的聯(lián)絡(luò)，體會(huì)奧斯特實(shí)驗(yàn)的重要意義。通過考慮新的問題“一根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場是很弱的，那么起重機(jī)又是如何增強(qiáng)磁性的呢？轉(zhuǎn)而引入到探究通電螺線管的磁場。這樣，防止了直接探究通電螺線管的磁場，把難點(diǎn)分散。既符合初中學(xué)生的認(rèn)知程度，也符合人類對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)過程。然后通過探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到通電螺線管的磁場方向與電流的方向有關(guān)

3、，再讓學(xué)習(xí)安培定那么，使其體會(huì)安培定那么的便捷有效。三、“通電螺線管的磁場的探究結(jié)論既答復(fù)了“電磁起重機(jī)為什么磁性很強(qiáng)？的問題，也表達(dá)了物理知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)用。通過課本中讀一讀“電磁鐵及其應(yīng)用和“練習(xí)使用電磁繼電器，讓學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)在消費(fèi)生活中的廣泛應(yīng)用。同時(shí)，也培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用才能和自學(xué)才能。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，首先注重情景、問題的設(shè)置，興趣和求知欲是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力。第二，注重探究活動(dòng)的難度控制和有效性。第三，注重學(xué)生科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。教學(xué)流程：設(shè)置情境激發(fā)興趣 引入新課探究通電導(dǎo)體的磁場探究通電導(dǎo)線周圍的磁場探究通電螺線管外部的磁場電磁鐵磁性強(qiáng)弱探究及其應(yīng)用電磁繼電器構(gòu)

4、造、原理及應(yīng)用教學(xué)目的：通過探究活動(dòng)，知道通電導(dǎo)線周圍存在著磁場，初步認(rèn)識(shí)通電導(dǎo)線周圍的磁場方向與導(dǎo)線內(nèi)的電流方向有關(guān)。通過探究活動(dòng)，知道通電螺線管的外部磁場與條形磁鐵的外部磁場相似。并且認(rèn)識(shí)到通電螺線管的外部磁場方向與電流的方向有關(guān)。通過實(shí)驗(yàn)，會(huì)用安培定那么判斷通電螺線管外部磁場的方向與電流的方向。通過閱讀與觀察，理解電磁繼電器的原理和理解電磁繼電器的一些應(yīng)用。通過探究認(rèn)識(shí)電與磁之間的聯(lián)絡(luò)，使學(xué)生初步領(lǐng)略到自然現(xiàn)象的美妙和諧，樂于探究自然界的奧秘，理解探究研究的科學(xué)方法；通過生活的現(xiàn)象與物理知識(shí)的聯(lián)絡(luò)以及物理知識(shí)在消費(fèi)生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的探究興趣和學(xué)習(xí)的積極性。教學(xué)重點(diǎn)：探究螺線管外部的

5、磁場和安培定那么的使用。教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)方案探究螺線管外部的磁場和運(yùn)用安培定那么判斷通電螺線管外部的磁場極性和電流方向教學(xué)方法：科學(xué)探究法、難點(diǎn)分解法、小組學(xué)習(xí)法教學(xué)資源：教學(xué)課件、干電池、導(dǎo)線、鐵釘、小磁針、鐵屑、開關(guān)、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器。教學(xué)過程： 一創(chuàng)設(shè)情景 引入新課利用多媒體播放：電磁起重機(jī)調(diào)運(yùn)廢舊鋼鐵。師：從圖像中，我們看到起重機(jī)沒有用其他的工具為什么鋼鐵能自動(dòng)被吊起呢？想一想，利用我們上節(jié)?磁體和磁場?的知識(shí)可以大膽猜測一下有可能是什么原因呢？生：起重機(jī)的吊鉤是磁體，通過磁場吸住鋼鐵，而把鋼鐵吊起的。師：對(duì)于同學(xué)的猜測進(jìn)展鼓勵(lì)，提出新的問題，磁體吸起鋼鐵，那為什么在運(yùn)到卡車上時(shí)鋼

6、鐵卻能掉下來呢？請(qǐng)大家考慮一下。生：考慮并交流磁體的磁性沒有了等等。師：看來這中磁體與我們前面遇到的磁體還是不同的，可以自由的控制自己的磁性有無。那么這終究是個(gè)什么樣的磁體呢？又是怎么控磁性強(qiáng)弱的呢？我們下面就來研究這個(gè)問題。二探究通電導(dǎo)體的磁場、探究通電直導(dǎo)線的磁場奧斯特實(shí)驗(yàn)1820年4月的一天，丹麥哥本哈根大學(xué)的一間教室里正在上物理課 .快下課時(shí)，教授說：“讓我們把導(dǎo)線與磁針平行放置試試看.他把導(dǎo)線和磁針都沿磁子午線方向放好，然后接上電源，只見小磁針向垂直于導(dǎo)線的方向偏轉(zhuǎn)去.學(xué)生無動(dòng)于衷，教授卻沖動(dòng)萬分.他接連三個(gè)月深化地研究，在1820年7月21日，他宣布了實(shí)驗(yàn)情況，由此揭開了電與磁的一

7、個(gè)宏大的機(jī)密。請(qǐng)同學(xué)們也來做做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，放置一個(gè)小磁針，等它靜止后把一根直導(dǎo)線放在它的上方，并使直導(dǎo)線與小磁針平行，然后閉合開關(guān)?？纯茨隳苡惺裁窗l(fā)現(xiàn)呢？由此你又能得到什么啟示呢？生：分組實(shí)驗(yàn)并考慮：多媒體投影當(dāng)斷開電路時(shí)，小磁針不偏轉(zhuǎn)；當(dāng)接通電路時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)選填“偏轉(zhuǎn)或“不偏轉(zhuǎn) 。改變直導(dǎo)線中電流的方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向改變選填“改變或“不改變 。師：通過上面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你得到什么啟示了嗎？點(diǎn)撥：通過現(xiàn)象一說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場；通過現(xiàn)象二說明通電導(dǎo)線周圍的磁場方向與電流方向有關(guān)。生：分析交流歸納總結(jié)。結(jié)論：通電導(dǎo)線周圍存在磁場，磁場的方向與電流的方向有關(guān)。師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)提醒了電流可以產(chǎn)生磁

8、場，我們稱之為：“電流的磁效應(yīng)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著電磁學(xué)新時(shí)代來到了，而 17771851揭開新時(shí)代帷幕的教授就是丹麥的物理學(xué)家奧斯特，因此我們把這個(gè)實(shí)驗(yàn)也叫做“奧斯特實(shí)驗(yàn)、探究通電螺線管的外部磁場師：同學(xué)們?nèi)缃衲苤罏槭裁雌鹬貦C(jī)有磁性和如何控制磁性的有無了嗎？生：通電導(dǎo)體可以產(chǎn)生磁場，可以用通電或者斷電控制；師：可是能從上面的實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，接通電路時(shí)小磁針偏轉(zhuǎn)很慢，這說明一根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場是很弱的，那么起重機(jī)又是如何增強(qiáng)磁性的呢？我們假如把通電導(dǎo)線增多會(huì)怎么樣呢？如圖教給大家一個(gè)方法。點(diǎn)撥：把導(dǎo)線繞成螺旋狀，每一圈導(dǎo)線都產(chǎn)生一個(gè)磁場，很多圈導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場累積起來的磁場就加強(qiáng)了，就做成了螺線

9、管。師：那么通電螺線管的磁場又是什么樣子的呢？同學(xué)也可以借用小磁針和鐵屑來研究。生：分組繞螺線管，連接電路，借用小磁針和鐵屑研究通電螺線管的磁場分布情況。觀察并考慮答復(fù)。1通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似；2改變螺線管中電流的方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向改變選填“改變或“不改變 。說明：通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。師：試驗(yàn)里我們可以通過小磁針的指向來判斷通電螺線管的極性，假如沒有小磁針，我們是否就不能判斷通電螺線管的極性了呢？點(diǎn)撥：實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)，我們可以利用它們之間的這個(gè)關(guān)系來判斷通電螺線管的極性呢？物理學(xué)家安培就利用這一點(diǎn)，

10、想到了一個(gè)非常簡單的方法：用右手握住螺線管，讓四指彎曲且與螺線管中的電流方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺線管的極，所以這種方法叫做安培定那么，也叫右手定那么。如下圖練習(xí)穩(wěn)固：第題、電磁鐵及其應(yīng)用指導(dǎo)學(xué)生閱讀讀一讀“電磁鐵及其應(yīng)用，使學(xué)生理解：電磁鐵就是內(nèi)部帶有鐵芯的螺線管和它的優(yōu)點(diǎn)，以及應(yīng)用電磁起重機(jī)、電鈴、電磁繼電器等。利用鐵釘、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、電源、開關(guān)、大頭針等器材，制作一個(gè)電磁鐵，并利用如圖電路探究“影響電磁鐵磁性的因素、電磁繼電器與自動(dòng)控制指導(dǎo)學(xué)生閱讀“電磁繼電器，理解：電磁繼電器的構(gòu)造、工作原理和作用。師：借助圖像進(jìn)展指導(dǎo)。電磁繼電器構(gòu)造如下圖；電磁繼電器原理：利用低壓弱電流

11、的控制電路，來控制高壓強(qiáng)電流工作電路。作用：用低壓弱電流的控制電路來控制高壓強(qiáng)電流工作電路；并能實(shí)現(xiàn)遙控和消費(fèi)自動(dòng)化。應(yīng)用：電冰箱、汽車、水位控制、溫度控制、電梯、機(jī)床里的控制電路等三課堂小結(jié)老師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展整節(jié)課的知識(shí)梳理、奧斯特實(shí)驗(yàn)、通電螺線管的外部磁場、電磁鐵及其應(yīng)用、電磁繼電器與自動(dòng)控制四作業(yè)布置必做題、；選做題、.五板書設(shè)計(jì)電流的磁場三、應(yīng)用電磁鐵電磁起重機(jī)電磁繼電器電鈴、 等一、 奧斯特實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電導(dǎo)線周圍存在磁場意義：實(shí)現(xiàn)了電生磁，初步提醒了電與磁的聯(lián)絡(luò)二、通電螺線管的磁場分布：外部磁場與條形磁體的磁場相似極性與電流方向有關(guān)安培定那么 課外拓展實(shí)驗(yàn)：電流的磁場【目的和要求】通過

12、直線電流的磁場和通電螺線管的磁場的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)帶電導(dǎo)體周圍存在著磁場，并進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和檢驗(yàn)安培右手螺旋定那么?！緝x器和器材】專用電源低電壓、短時(shí)間大電流，粗銅線3×30毫米小磁針J2406型，一組10個(gè)，硬紙板20厘米×20厘米，方座支架J1102型，鉛筆，帶硬紙板15厘米×20厘米的螺線管，導(dǎo)線2根，細(xì)鐵粉?！緦?shí)驗(yàn)方法】一、直線電流的磁場1將30毫米長的粗鋼線穿過20厘米見方的硬紙板的中心。2將粗銅線沿豎直位置固定好例如用一個(gè)小支架固定硬紙板，或用方座支架夾持住硬紙板。粗銅線的兩端另外用導(dǎo)線連接到專用電源的輸出端上，然后在紙板上均勻撒一層細(xì)鐵粉。3接通專用電源的開關(guān)

13、，并同時(shí)用一支鉛筆輕敲紙板，使上面的鐵粉沿磁力線排列。專用電源的短時(shí)間電流輸出達(dá)三、四十安培以上，然后會(huì)在預(yù)定的時(shí)刻自動(dòng)斷開。4用白紙畫出所見圖形的簡圖參看圖3171。然后在紙板上沿同心圓的4個(gè)不同方位各放1個(gè)小磁針。再次接通專用電源，按小磁針北極所指的方向在同心圓上標(biāo)出磁力線的方向。5檢查導(dǎo)線中的電流方向和磁力線方向是否符合右手螺旋定那么見圖3172。6改變電流的方向重做一遍上述實(shí)驗(yàn)，再畫一張磁力線簡圖，與上圖相比較，并檢驗(yàn)右手螺旋定那么。二、通電螺線管的磁場1將帶硬紙板的螺線管的兩端接到專用電源的輸出端上，按通電源，同時(shí)輕敲均勻地撒好了鐵粉的硬紙板，使上面的鐵粉沿磁力線排列圖3173。2畫出說明螺線管內(nèi)和兩端外鐵粉排列形狀的簡圖。3在螺線管內(nèi)和兩端外不同地方放幾個(gè)小磁針，再次接通專用電源，按小磁針北極所指的方向，在簡圖上標(biāo)出磁力線的方向，并注明電流的方向看看是否符合右手螺旋定那么圖3174。【參考資料】線圈指南針在鉛筆上用牛皮紙纏兩層，然后再用漆包線在紙上順次密繞6070圈，把線頭固定好后，把線圈連同紙筒一起從鉛筆上取下，這樣便得到了一個(gè)螺旋線圈。