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课题
7.2电流的磁场
教学目标:
1.知识与技能
（1）了解奥斯特的发现及其意义，知道通电直导线周围的磁场分布。
（2）知道通电螺线管周围的磁场分布，掌握安培定则。
（3）知道磁现象的电本质。
2.过程与方法
（1）通过奥斯特发现的实验与观察，培养学生的实验能力和观察能力。
（2）通过实验探究通电螺线管周围磁场分布，培养学生逻辑思维能力和抽象思维的能力。
（3）用转化法（奥斯特实验）证明了电流周围磁场的存在，用模型法给出了电流周围的磁场存在的概况。
3.情感态度与价值观
通过实验探究及讨论活动，培养学生善于学生观察、勤于思考、勇于探索的科学精神。
教学重点：
通电螺线管周围的磁场分布。
教学难点：
磁现象的电本质。
教学用具：
通电螺线管、小磁针、电源、开关。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某些联系呢？科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场。这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。现在我们亲自动手重做这个实验。
二、新课讲授，师生互动
（一）奥斯特的发现——电流周围存在磁场
(1)指导实验进行的方法、步骤，要求把磁针放在导线的上方和下方，分别观察通电、断电时，小磁针N极的指向有什么变化。
(2)改变电流方向再观察小磁针N极的指向有什么变化？
讲述：奥斯实验的物理意义在于，揭示了电现象与磁现象不是各自孤立的，而是有密切联系的，这一发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情，有力推动了电磁学的深入研究。
平行小磁针的导线通电时，小磁针指向发生偏转。
说明：通电导线周围存在着磁场。
在完成了实验后，应让学生自己归纳实验结果，得出：
(1)通电直导线周围存在磁场；(2)此磁场的方向与电流的方向有关。
实验中应注意以下几点：
(1)导线需南北走向放置，减少地磁场对实验的影响。这样，在给导线通电时，小磁针就能发生明显的偏转。
(2)通过导线的电流应大些，这样才能使放在导线上方或下方的小磁针的偏转不仅明显而且指向较稳定。
(3)如不使用电磁学电源，应在电路中串联一只滑动变阻器，以便对电流进行调节。
(4)改变电流的方向，要让学生注意观察。
(5)实验中给导线通电的时间不宜长，可采用缩短通电时间、增加实验次数的方法，指导学生注意观察。为了增加可见度，提高观察的质量，可把整个实验装置放在投影仪上演示，如果运用实物投影仪，效果会更好。
在得出以上结论的基础上，教师可以介绍当年科学家探索电流磁效应的历程，讲述当年奥斯特发现电流磁效应的故事，并且可以强调奥斯特实验的意义在于：揭示了电现象与磁现象不是各自孤立的，而是有着密切联系的，这一发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情，为揭示磁现象的电本质奠定了实验基础，有力地推动了电磁学的发展。
（二）
通电螺线管的磁场
1、将一根粗导线绕在圆棒上，定型后取下来，我们把导线弯成这样的螺线管，给它通电，它周围也会有磁场存在吗？
2、演示通电螺线管的磁场：
（1）观察通电螺线管外部铁屑分布的情况。
（2）观察通电螺线管两端对小磁针的作用。
（3）改变电流方向，检验通电螺线管两端的极性。
（4）对比条形磁铁周围磁感线的分布情况，得到什么启示？
仔细观察课本
P42图3-3-2后思考、回答：（如图3-3-2）
通电螺线管周围存在着
；
a端的小磁针N极被
；
b端的小磁针N极被
；
这说明通电螺线管a端为
，a端为
。
通电螺线管周围铁屑分布状态与条形磁铁
，因此，其周围的磁场与条形磁铁
。
分析与论证
如果改变通电螺线管的电流方向，那么其周围的磁场分布状态和磁场方向是否改变？若给你一只小磁针，你怎样利用它判断通电螺线管的磁极？
1、安培定则作用是什么？
2、安培定则的内容是什么？
讲述：
判断方法：
（1）标出螺线管上电流的环绕方向。
（2）用右手握住螺线管，让四指弯向电流的方向。
（3）则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极。
3、安培定则的应用：
（1）判断磁极
（2）判断电流方向
（3）判断导线的绕法
教科书安排了一个观察活动，展示了从直线电流的磁场到通电螺线管的磁场的演变过程，这实际上给了学生一个思维过程，学生可以就此提出关于螺线管周围磁场的猜想，进行关于通电螺线管周围磁场方向的探究。
（三）
物体磁性从哪里来——磁性的本质
通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场具有相似性，法国学者安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说。他认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，物体内大量微小的磁体有序排列便使得物体显示磁性。
安培的假说能够解释一些磁现象：一根铁棒，在未被磁化的时候，内部各分子电流的取向是杂乱无章的(教科书图3-3-10左图)，它们的磁场相互抵消，对外界不显磁性；当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同(教科书图3-3-10右图)，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极。磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性。这是因为，在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章了。在安培所处的时代，人们对物质内部为什么会有分子电流还不清楚，直到20世纪初，才知道分子电流是由原子内部电子的运动形成的。安培的分子电流假说揭示了磁体磁性的起源，它使我们认识到：磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
三、板书设计，整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1．
下列说法正确的是（
）
A.
奥斯特实验说明磁场可以产生电流
B.
奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系
C.
通电螺线管的磁场方向与电流方向无关
D.
通电螺线管的磁感线上小磁针的N指向与磁感线方向相反
2．下列说法错误的是（
）
A.
奥斯特实验说明电流产生了磁场
B.
直线电流附近的磁感线是以导线为圆心的同心圆
C.
通电螺线管的磁场方向与电流方向有关
D.
物体磁化过程，实际上是物体内微型小磁针按顺序“紊乱”
的过程
3．下列是关于通电螺线管的磁场，其中正确的是（ ）
4.
如图所示，通电螺线管的a端和小磁针的b端的极性为（
）
A.
a为N，b为S
B.
a为S，b为S
C.
a为S，b为N
D.
a为N，b为N
5.
如图所示，a为电源极性和b为通电螺线管的极性为（
）
A.
a为+，b为S
B.
a为-，b为N
C.
a为+，b为N
D.
a为-，b为S
参考答案：1.B；2.D；3.C；4.C；5.D。
五、作业：P114T1、T2
家庭作业：走向社会
挑战
：地求磁场消失
教学反思：
参照前面探究条形磁体周围的磁场的方法，在通电螺线管周围放一些小磁针，让学生自己去比较通电螺线管的磁场与什么磁体磁场相似。
本节的教学应注意让学生积极参与，如：在螺线管的教学中，可让学生自带细漆包线或棉线，让他们在铅笔上进行绕线，并画出相应的绕法示意图，便于学生熟练掌握螺线管的两种基本绕法及表示方式。在研究通电螺线管磁场方向和电流方向关系时，有条件的学校可将螺线管、小磁针、电源等发给学生，让学生自己动手做。
通电螺线管的磁场
通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似。安培定则记忆：
（1）四指弯曲方向——电流方向
（2）大拇指指向——螺线管北极N
电与磁
奥斯特
的发现
奥斯特实验：平行小磁针指向的导线通电，小磁针指向偏转。——电流周围存在磁场。
磁场方向与电流方向有关。
磁性本质
原子——微型小磁针（杂乱）——无磁性
原子——微型小磁针一致——有磁性
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7.2
电流的磁场
导学目标知识点：
1．认识电流的磁效应。
2．认识电流的磁场跟电流方向间的关系。
3．通电直导线和通电螺线管的磁感线分布规律。
导学方法：讲授法
实验法
课
时：1课时
导学过程：
课前导学
1．丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中有电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他做了许多实验终于证实电流产生
。
2．通电导体的周围有磁场，磁场的方向跟
有关。
3.
通电直导线产生的磁场中，磁感线是以导线为
排列的系列
。
4．通电螺线管外部的磁场与
的磁场相似，它的极性跟
有关。判定方法是：用
手握螺线管，让四指弯向螺线管中的
方向，则大拇指所指那一端就是螺线的
极。
课堂导学
（一）奥斯特的发现
1.演示实验：（演示奥斯特实验）。
表明：通电导体周围
。这个实验最早是丹麦物理学家奥斯特发现的，我们将这个实验称为
。
重做奥斯特实验，改变电流的方向，让学生观察出现的现象。
现象：改变电流方向，小磁针指向
。
结论：电流的磁场方向与电流
有关。
2.
通电直导线的电流产生的磁场中，磁感线是以导线
排列的系列的
。
（二）通电螺线管的磁场
3.通电螺线管的磁场与
磁体磁场相似，它两端也有
极和
极。
4.通电螺线管的磁场可以看成是许多导线的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。那么通电螺线管的磁场是什么样的呢？
探究实验：做课本图7-2-7实验，研究通电螺线管的磁场可能与哪种磁体的相似。
得出结论：通电螺线管外部的磁场与
磁体的磁场相似。
探究实验：做课本图7-2-7实验，研究通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？
得出结论：通电螺线管的极性跟
有关。
5.由上述探究实验可知：通电螺线管外部的磁场与
磁体的磁场相似，通电螺线管的磁性跟
有关。通电螺线管的磁性跟电流的方向之间的关系可用
来判定，方法是：用
手握螺线管，让四指弯向螺线管中的
方向，则大拇指所指那一端就是螺线的
极。
（三）物体的磁性从哪里来
6.
物质是由原子组成，原子由带
电的原子核和绕核旋转的电子构成。电子绕核旋转就形成了环形
。每个原子都可以看做是一个微型小
针。有的物体中，大量微型小磁针指向较为一致，物体就具有
性。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1．
下列说法正确的是（
）
A.
奥斯特实验说明磁场可以产生电流
B.
奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系
C.
通电螺线管的磁场方向与电流方向无关
D.
通电螺线管的磁感线上小磁针的N指向与磁感线方向相反
2．下列说法错误的是（
）
A.
奥斯特实验说明电流产生了磁场
B.
直线电流附近的磁感线是以导线为圆心的同心圆
C.
通电螺线管的磁场方向与电流方向有关
D.
物体磁化过程，实际上是物体内微型小磁针按顺序“紊乱”
的过程
3．下列是关于通电螺线管的磁场，其中正确的是（ ）
4.
如图所示，通电螺线管的a端和小磁针的b端的极性为（
）
A.
a为N，b为S
B.
a为S，b为S
C.
a为S，b为N
D.
a为N，b为N
5.
如图所示，a为电源极性和b为通电螺线管的极性为（
）
A.
a为+，b为S
B.
a为-，b为N
C.
a为+，b为N
D.
a为-，b为S
参考答案：1.B；2.D；3.C；4.C；5.D。
课后反思：
参考答案
课前导学
1.磁场；2.电流方向；3.为圆心、同心圆；4.条形、电流方向、右、电流、N。
课堂导学
1.磁场、奥斯特实验；改变、方向；2.圆心、同心圆；3.条形、N、S；4.条形、电流方向；5.条形、电流方向；安培定则、右、电流、N；6.正、电流、磁、磁。
课堂练习
1.B；2.D；3.C；4.C；5.D。
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7.2
电流的磁场
教科版
九年级上册
作者
高文超
教学目标
1.知识与技能
（1）了解奥斯特的发现及其意义，知道通电直导线周围的磁场分布；
（2）知道通电螺线管周围的磁场分布，掌握安培定则；
（2）知道磁现象的电本质。
2.过程与方法
（1）通过奥斯特发现的实验与观察，培养学生的实验能力和观察能力；
（2）通过实验探究通电螺线管周围磁场分布，培养学生逻辑思维能力和抽象思维的能力；用转化法（奥斯特实验）证明了电流周围磁场的存在，用模型法给出了电流周围的磁场存在的概况。
教学目标
3.情感、态度与价值观
通过实验探究及讨论活动，培养学生善于学生观察、勤于思考、勇于探索的科学精神。
教学重点：
通电螺线管周围的磁场分布。
教学难点：
磁现象的电本质。
新知导入
新知导入
新知导入
新知导入
新知导入
带电太阳风粒子被地球磁场吸到北极与大气层作用，从而形成了北极光。
新知导入
磁场能使小磁针转动，这使得小聪和小明感到物质世界的奇妙。但他们又想，什么样的物体周围才会有磁场呢？为了探究这一问题，他们决定首先通过互联网收集“磁场”的信息，然后制订实验探究计划。
新知讲解
我们所处的是一个信息化的社会，互联网已成为科学研究的重要交流平台，利用互联网收集信息、交流信息也是科学探究的重要形式。
我们用搜素引擎查找有关磁场的信息。
哇，奥斯特发现的一种“新”磁场！
新知讲解
1820年4月的一天，丹麦物理学家奥斯特（Oersted
1777-1851）在课堂上演示物理实验，当他给导线通电时，导线附近的小磁针发生轻微的偏转。“哇，电流产生了磁场！”
电与磁，它们可能有联系吧！
新知讲解
与小磁针指向平行的直导线，通过电流，小磁针发生偏转。这个实验说明：电流产生了磁场。
电与磁，它们可能有联系吧！
新知讲解
与小磁针指向平行的直导线，通过电流，小磁针指向发生偏转。这个实验说明：电流产生了磁场。
与小磁针指向平行的直导线，改变通过电流方向，小磁针偏转方向发生改变。这个实验说明：磁场方向与电流方向有关。
新知讲解
进一步的研究发现，直线电流产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心的同心圆。
新知讲解
奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系，打开了电磁学领域的一扇大门，使人类对磁与电现象的研究进入一个新的发展时期。
奥斯特在演示电与磁的联系
新知讲解
奥斯特的发现激励了科学家的探索热情。他们让电流通过各种形状的导线，研究电流产生的磁场，其中，用导线绕成通电螺线管，应用非常广泛。通电螺线管的磁场是什么样的呢？
新知讲解
螺线管是用导线绕成的。用计算机可以模拟从直线电流的磁场到通电螺线管的磁场演化过程。
直线电流产生的磁场
直线电流向环形电流过度产生的磁场
新知讲解
直线电流向环形电流过度产生的磁场
直线电流产生的磁场
直线弯成环形时电流产生的磁场
通电螺线管的磁场可以看成是由许多环形电流的磁场叠加而成
新知讲解
通过计算机模拟，我发现通电螺线管的磁场与条形磁铁磁场相似
把通电螺线管看做一个磁体，那它两端也有N和S极，通电螺线管的极性怎样确定呢？
电流产生磁场，那通电螺线管的极性也许与电流方向有关，我们还是用实验来探究吧！
新知讲解
材料
螺线管
学生电源
滑动变阻器
开关
小磁针
导线若干
如图所示，将变阻器、螺线管、开关串联，接在电源上，闭合开关，小磁针指向如图所示。
新知讲解
材料
螺线管
学生电源
滑动变阻器
开关
小磁针
导线若干
如图所示，改变电流方向，闭合开关，小磁针指向如图所示。
新知讲解
进行实验收集证据：将实验过程小磁针指向记录如图所示（红色为N极）。
新知讲解
实验结论：通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似，其磁场方向与电流方向有关。
新知讲解
实验结论：通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似，其磁场方向与电流方向有关。
新知讲解
为了便于记忆，法国科学家安培（Andre-Marie
Ampere,1775-1836）总结出判断通电螺线管极性与电流方向的关系的方法。
新知讲解
安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，则大拇指所指那一端就是螺线管的N极。
新知讲解
安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，则大拇指所指那一端就是螺线管的N极。
新知讲解
安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，则大拇指所指那一端就是螺线管的N极。
新知讲解
安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，则大拇指所指那一端就是螺线管的N极。
右手握住螺线管，
四指随着电流转，
大拇指指向N端。
新知讲解
1820年10月安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的小实验：在做好的螺线管中央穿一根细线，把它悬挂起来。请从理论上分析，螺线管通电后会出现什么现象？实际做一做，检验你的判断是否正确。
新知讲解
分析：螺线管通电后变成一个条形磁体，水平悬挂相当于一个指南针。静止时，S极指向南方，N极指向北方。因为地球是个巨大磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，在地球周围存在着磁场。
新知讲解
你也许注意到，环形电流的磁场与小磁针的磁场类似。受此启发，科学家们找到了物体磁性的来源。
物质是由原子组成，原子由带正电的原子核和绕核旋转的电子构成。电子绕核旋转就形成了环形电流。因此，每个原子都可以看做是一个微型小磁针。如图所示。
新知讲解
在大部分物体中，由于大量微型小磁针的指向紊乱，物体不显磁性；而在有的物体中，大量微型小磁针指向较为一致，物体就具有磁性。如图所示。
具有磁性的物体
不具有磁性的物体
新知讲解
物体磁化的过程，实质上是物体内微型小磁针按顺序“整队”的过程。
具有磁性的物体
硬币被磁化
课堂练习
1.下列说法正确的是（
）
A.
奥斯特实验说明磁场可以产生电流
B.
奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系
C.
通电螺线管的磁场方向与电流方向无关
D.
通电螺线管的磁感线上小磁针的N指向与磁感线方向相反
B
课堂练习
2.下列说法错误的是（
）
A.
奥斯特实验说明电流产生了磁场
B.
直线电流附近的磁感线是以导线为圆心的同心圆
C.
通电螺线管的磁场方向与电流方向有关
D.
物体磁化过程，实际上是物体内微型小磁针按顺序“紊乱”
的过程
D
课堂练习
3.下列是关于通电螺线管的磁场，其中正确的是（ ）
C
课堂练习
4.如图所示，通电螺线管的a端和小磁针的b端的极性为（
）
A.
a为N，b为S
B.
a为S，b为S
C.
a为S，b为N
D.
a为N，b为N
C
课堂练习
5.如图所示，a为电源极性和b为通电螺线管的极性为（
）
甲.
a为+，b为S
乙.
a为-，b为N
丙.
a为+，b为N
丁.
a为-，b为S
A.甲乙；
B.甲丙；
C.乙丙；
D.丙丁
D
课堂总结
一、奥斯特发现。平行小磁针指向的导线，通电，小磁针指向发生偏转。说明电流产生了磁场。改变电流方向，小磁针偏转方向发生改变，说明磁场方向与电流方向有关。
奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系。
二、通电螺线管的磁场。通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，其极性与电流方向有关。用安培定则记忆：用用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，则大拇指所指那一端就是螺线的N极。
三、?物体磁性从哪里来。物质是由原子组成，原子由带正电的原子核和绕核旋转的电子构成。电子绕核旋转就形成了环形电流。每个原子都可以看做是一个微型小磁针。有的物体中，大量微型小磁针指向较为一致，物体就具有磁性。
板书设计
一、奥斯特发现。平行小磁针指向的导线，通电，小磁针指向发生偏转。说明电流产生了磁场。改变电流方向，小磁针偏转方向发生改变，说明磁场方向与电流方向有关。
奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系。
二、通电螺线管的磁场。通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，其极性与电流方向有关。用安培定则记忆：用用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，则大拇指所指那一端就是螺线管的N极。
三、?物体磁性从哪里来。物质是由原子组成，原子由带正电的原子核和绕核旋转的电子构成。电子绕核旋转就形成了环形电流。每个原子都可以看做是一个微型小磁针。有的物体中，大量微型小磁针指向较为一致，物体就具有磁性。
作业布置
1.P114T1、T2
2.课外作业：走向社会
挑战：地球磁场消失
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