九年级物理 电流的磁场教学设计(方案一) 沪科版.doc

沪科版《16.2 电流的磁场》教学设计(方案一)

【教学目标】
知识与技能：
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
过程与方法：
观察和体验通电导体和磁体之间的相互作用；初步了解电和磁之间有某种联系。通过实验操作，学会科学探究。
情感态度与价值观：
认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然奥秘；通过奥斯特的“偶然发现寓于必然性之中”让学生知道科学发明中“机遇”的重要意义和作用；通过了解我国古代的磁文明，激发学习热情；通过介绍我国近代“磁文明的衰落” 提升学生的人文素养，渗透“爱国主义教育”。
【教学重点】
科学探究通电螺线管的磁场及磁极与电流方向的关系。
【教学难点】
奥斯特实验和通电螺线管的磁场的教学。
【教学准备】
一根硬直导线，干电池，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干，
小铁钉，课件
【教学方法】
先学后教再练法、“堂堂清”法、实验探究法，学生空间想象能力及识图能力法
【教学过程】
一、、先学（学生预习、自学并练习下面的题，不要求每个题都要全部正确。上课前完成）
1、1820年，丹麦科学家______把连接电池组的导线放在和磁针平行的位置上，当导线通电时，磁针立即偏转一角度，这个实验表明通电导体周围存在着
2、通电螺旋管外部的磁场跟____________________相似，通电螺旋管的两端相当于条形磁铁的____________，它们的极性是由____________确定的.
3、甲、乙两个外形完全相同的钢条，若用甲的一端靠近乙的一端时，发现有吸引作用，则：（ ）
A、甲一定有磁性； B、乙一定有磁性；
C、甲、乙可能都有磁性； D、甲、乙可能都无磁性
4、一根长直铜导线在靠近一个原来静止的小磁针的过程中正确的有　　 （ ）
　　　A．小磁针不动，导线不可能有电流通过。
　　　B．小磁针发生转动，导线一定通有电流。
　　　C．小磁针发生转动，导线不一定通有电流。
　　　D．小磁针不动，导线一定没有电流通过
5、图2-6所示为四位同学判断通电螺线管极性时的做法，正确的是：（ ）

A B C D
图2-6
二、后教（引入新课）
老师复习提问：
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。
然后通过多媒体向学生展示大量实物，引起学生兴趣。并且通过学生对生活、生产中大量电器的观察，知道磁与点有密切的关系
三、进行新课
1、磁与电的关系
通过学生阅读书本和对生活、生产中大量电器的观察，知道那些用到了磁性。然后通过多媒体向学生展示大量用到了与电有关的磁性实物。最后向学生介绍，首先揭开这个奥秘的是丹麦科学家：奥斯特，并讲授这个发现的重大意义。
2、奥斯特实验
(1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
教师演示实验：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，先让同学们观察静止的小磁针指向，再请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。如图：

教师提问：你们观察到什么现象？
学生回答：（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：通过这个现象你们猜想是什么原因呢？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了力的作用。再联系到前节内容磁体的周围也有这样的现象，也就是磁力的作用，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。
教师再提问：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。 问同学们观察到了什么现象？这说明什么？
然后我们再改变电流的方向，让学生观察刚才小磁针发生偏转和现在小磁针发生偏转的情况有什么区别学生通过观察发现：磁场的方向与电流的方向有关。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。再通过学生讨论得到： 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。
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，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？
学生观看了多媒体资料后知道：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。
“堂堂清”当堂训练
丹麦科学家______的实验，表明通电导体周围存在着_____。
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：如图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？
学生观察讨论后回答：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样
教师再进一步问：条形磁体有南北极，那么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？
教师演示如下图实验：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。
教师提问：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：
（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。
“堂堂清”当堂训练（就是前面的预习题）
1、标出图2-10中通电螺线管的N、S极.

图2-10 图2-11
2、在图上标出通过静止小磁针的磁感线，标明小磁针的N、S极.
可以引导学生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。
想想议议：
如果条形磁铁磁性教弱，你能用那些方法来使它加强吗？应该怎么办：
学生自己动手，制作一个电磁铁，（把导线缠绕在一个钉子上，连接好电路）再在老师的引导下分别：
（1） 用铁钉做芯。
（2） 用铜、木钉等做芯。
（3） 改变线圈的匝数。
（4） 改变电流的大小。
每次观察电磁铁吸引铁钉多少的情况，再让学生交流讨论得到影响通电螺线管的磁场强弱的因素：是否有铁芯，有就越强；线圈的匝数，匝数多就就越强；电流的大小，电流越大就越强。（用控制变量法理解）。
“堂堂清”当堂训练
如图所示，在电磁铁的上方用弹簧悬挂着一条铁棒，开关S闭合后，当滑片
P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是：（ ）
A、电流表示数变大，弹簧长度变长；
B、电流表示数变大，弹簧长度变短；
C、电流表示数变小，弹簧长度变长；
D、电流表示数变小，弹簧长度变短.

课堂小结：
发现磁效应的人是奥斯特。 奥斯特实验说明了通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。其方向与电流的方向有关。通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。极性与电流的方向有关。判定方法是安培定则：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。它的磁场强弱由：是否有铁芯；线圈的匝数；电流的大小决定。
再练：作业设计
“堂堂清”强化反馈（分层训练A为基础，大家都必须做。B为能力，大家都可以做，C为拓展只对少数要求）
A类
1． 电磁铁与普通磁铁比较，主要的特点是：磁性的有无可以用__________来控制，磁性的强弱用__________来控制，N、S极可以用__________来控制。
图1
SN
N
S
图2a
图2b
2． 图1是一个通电螺线管，请在图中标出其N、S极的位置。

3、在图2两个图中画出磁体周围的磁感线分布情况。
4、下列措施中，一定能够使电磁铁的磁性增强的是………………………………（ ）
A.改变通电线圈中电流的方向；
B.改变通电线圈中电流的大小；
C.增加线圈的匝数；
D.减小线圈的匝数。
5、 列器材中，可以用来判断电流的方向的是…………………………………（ ）
A.小磁针；B.小灯泡；
C.电阻箱；D.开关。
6、 列设备中应用了电磁铁的是…（ ）
A.电饭锅；B.电烤箱；
C.电热水器；D.电磁起重机。
7、 电螺线管插入铁芯后，磁性大增强其原因是………………………………（ ）
A.插入铁芯相当于增加了线圈的匝数；
B.铁芯原有的磁性使通电螺线管磁性增加。
C.铁芯磁化后的磁场与电流的磁场叠加、互相增加；
D.铁芯磁化后的磁场与电流的磁场互相抵消。
B类
N
图1
1、 图1电路中，闭合开关后，滑动变阻器的滑片从左向右移动，小磁针（ ）
A.顺时针转动； B.逆时针转动；
C.保持不动；D.无法确定。

图2
2、 有一种特殊的开关，叫做“干簧管”。它是由密封在一断玻璃管内的二条铁片制成的（如图2），当磁铁沿图中箭头方向靠近时，开关就会闭合。
（1）请说明干簧管的原理；

3、 小红同学用一只小直流电动机制作了一台汽车模型，装上电池小汽车就能在地上快速地奔跑。它是利用通电线圈在磁场中__________的原理。小汽车行驶时，电流通过电动机做功，消耗__________能，转化为__________能。如果要让小汽车倒着开，最简单的办法就是________________。
图3
4、 一个圆形的纸盒里有一个条形磁体。纸盒外放着一些小磁针，各磁针N极的指向如图3所示。请在纸盒上画出磁体的大至位置，并标明磁极。

5、如图所示，甲、乙两个电磁铁靠近放置，a、b和c、d分别接电源那么：（ ）
A、a、c都接正极时甲、乙互相吸引；
B、b、c都接正极时甲、乙互相吸引；
C、a、c都接正极时甲、乙互相排斥；
D、b、d都接正极时甲、乙互相排斥；
C 类
线圈
上触点
下触点
动触点
图4
弹簧
衔铁
1、磁继电器是利用电磁铁控制的开关。利用电磁继电器可以设计具有各种功能的控制电路。图4是一个电磁继电器的原理图，请你添加适当元件，设计一个只用一个开关使红、绿二灯交替发亮的电路。

2、图5是小林为学校蓄水池设计的“水位自动报警器”的一部分。他将干簧管接好导线后放入一根塑料管中并密封好，将塑料管固定在水池中，在塑料管外套一个绑着聚苯乙烯硬质泡沫塑料的环状磁体A。请你完成小林的电路并说明其原理。

图5
A
【板书设计】
第二节　电流的磁场

磁与电的关系：发现通电导线周围也存在着磁场的人是奥斯特。
奥斯特实验： 通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。
其方向与电流的方向有关。
通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
通电螺线管的极性与电流的方向有关。
判定方法是安培定则：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。
通电螺线管的磁场强弱由：是否有铁芯；线圈的匝数；电流的大小决定。
【教学反思】教师课后完成。