苏科版九年级物理下册第十六章《16.2电流的磁场》教案.doc

16.2电流的磁场
（一）教学目的
1．知道电流周围存在着磁场。
2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
3．会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
（二）教具 一根硬直导线，干电池2～4节，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干。
（三）教学过程
1．复习提问，引入新课
重做第二节课本上的图11—7的演示实验，提问：
当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？
（观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。）
进一步提问引入新课
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？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？这就是我们本节课要探索的内容。
2．进行新课
(1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。
提问：观察到什么现象？
（观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。）
进一步提问：通过这个现象可以得出什么结论呢？
师生讨论：通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。
教师指出：以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节课我们就主要研究电流的磁场。
板书：第四节电流的磁场
一、奥斯特实验
1．实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？
重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。
提问：同学们观察到什么现象？这说明什么？
（观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。）
板书：2．电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。
提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？
学生看书讨论后回答：
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，有力推动了电磁学的研究和发展。
(2)研究通电螺线管周围的磁场
奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？请同学们观察下面的实验：
演示实验：按课本图11—13那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
提问：同学们观察到什么现象？
学生回答后，教师板书：
二、通电螺线管的磁场
1．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
提问：怎样判断通电螺线管两端的极性呢？它的极性与电流的方向有没有关系呢？
演示实验：将小磁针放在螺线管的两端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
再改变电流的方向，观察小磁针的N极指向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
引导学生讨论后，教师板书：
2．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。
提问：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？同学们看书、讨论，弄清安培定则的作用和判定方法。板书：
三、安培定则
1．作用：可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。
2．判定方法：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
教师演示具体的判定方法。
练习：如附图所示的几个通电螺线管，用安培定则判定它们的两极。
可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管，先弄清螺线管中电流的指向，再用安培定则判定出两端的极性。
通过以上练习，强调：螺线管的绕制方向不同，螺线管中电流的方向也不同。
3．小结（略）
4．作业：①完成课本上的“想想议议”。
②课本上的练习1、2、3题。

16．2电流的磁场(第二课时)
一、教学目标：
知识与技能：
1、 知道电磁铁的构成，能说出影响电磁铁磁性强弱的因素。
2、 知道电磁铁的优点及其应用。
3、 知道电磁继电器的构造与工作原理。
过程与方法：
1、 观察电磁铁，能说出电磁铁的构造。
2、 在研究电磁铁的磁性与哪些因素有关的过程中，比较电磁铁与普通永磁体的异同。
3、 连接电磁继电器电路，探究并了解电磁继电器的作用。
情感、态度与价值观：
1、 增强对科学技术的好奇感，在解决问题的过程中体验成功的喜悦。
2、 初步认识科学技术对社会发展和人类生活的影响，激发学生为科学服务的意识和理想。
二、教学重难点：
重点：与普通永磁体相比，电磁铁有哪些优点，电磁继电器的构造及工作原理。
难点：电磁继电器的工作原理，电磁继电器电路的连接方法。
三、教学资源：
多媒体课件、电磁铁、电磁继电器、电池、导线、开关、电铃、电话模型、滑动变阻器、铁钉、螺线管
四、教学程序：
一、创设情境，引入新课
1、 首先出示电铃，并连接电路，使其发声，再出示电话模型。
(他们当中都有一个重要的部件------电磁铁。今天我们这堂课就一起来探究电磁铁的相关知识。)
二、新课教学：
1、电磁铁
出示螺线管，提问：要使螺线管的周围产生磁场，根据我们学过的知识，可采用什么方法？
（学生讨论得出：给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。）
进一步提问：如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？
请同学们观察下面的实验：演示实验：先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。
　　提问：小磁针的偏转程度哪个大？这表明什么？（插入铁棒后，小磁针的偏转程度增大，这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。）
进一步提问：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？
　　学生讨论得出：铁心插入通电螺线管，铁心被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了。
教师指出：从上面的实验中可以看出，铁心插入螺线管，通电后能获得较强的磁场。我们把插入铁心的通电螺线管称为电磁铁。
2、 实验：探究影响电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关
提问：电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？
进一步提问：怎样来做实验呢？其步骤是怎样的呢？
　　我们知道，电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，由此，我们可以进行猜想：它的磁性与电流的大小有关；螺线管是由导线绕制成的，它的磁性强弱与线圈的匝数有关。下面我们就从这几个方面来进行实验探索。
　　学生实验：首先请同学们从盒子里拿出实验器材，放在桌上摆好，观察所用的器材，同时思考下列问题：
这些实验器材应连接成怎样的电路？
（应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路）用什么来判断电磁铁的磁性强弱？
　　（通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断）学生将实验器材连接好，检查电路无误后进行实验：
　　①将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。
②将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。
③将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。
实验小结：让学生归纳、概括实验结果后，教师板书：实验表明：
　　1、电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
　　2、通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
　　3、在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。
　　讨论电磁铁的优点
　　提问：通过实验，我们知道了电磁铁的一些特点，它的这些特点与永磁体相比，有哪些优点呢？
　　3、介绍电磁铁的应用
　　提问：电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢？
　　请同学们观看视频：电磁起重机。(说明它能将钢材吊起的原理。)
　　介绍两种常用的电磁起重机：一种是圆柱形电磁铁，一种是蹄形电磁铁。蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面上，能同时吸住一块铁，因而磁性更强。
4、电磁继电器
提出问题：
　　高压环境或恶劣环境有可能对人造成不利影响，如何才能完成工作而又不会造成人身伤害?如何自动控制、远距离控制?
　　①、电磁继电器的构造
　　电磁继电器的结构和工作电路如图所示：(屏幕显示)

　　结构：A：电磁铁、B：衔铁、C：弹簧、D：动触点、E：静触点．
　　②、电磁继电器的工作原理
　　工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来使D和E接触，工作电路闭合．电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路．
　　结论：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关．
　　学生实验：让学生分组联接电磁继电器的控制电路和用小灯泡组成的工作电路．使继电器通电时，小灯泡亮，断电时小灯泡灭．
　　通过接线和操作，使学生掌握继电器的主要构造和工作原理．
　　提问：用电磁继电器控制电路有什么好处？
　　回答：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制．
　　5、电磁继电器的应用
　　分析防讯报警器、水位自动报警器和温度自动报警器的工作原理．
　　在学生自己分析的基础上，进行小组议论．利用多媒体给出以下报警器的电路．(屏幕显示)

三、巩固反馈：
(屏幕显示)
四、今天收获：
电磁铁的构造：铁心加螺线管
影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、铁心的有无
　　电磁继电器的几个主要部件：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点.静触点．
　　电磁继电器的工作原理：控制电路的接通、断开，使电磁铁有、无磁性，衔铁被吸或被拉离．使动、静触点接通或断开．使工作电路接通或断开．
自动报警装置、控制电路在一定条件下自动接通，以达到报警的目的．如控制电路中接入热敏元件或光敏元件还可以实现温度自动控制或光自动控制．
五、课后延伸：
上网搜索“电磁铁”的有关资料，了解电磁铁的种类以及工作环境，结合生活实际写一篇《电磁铁在生活中的应用》调查报告。