课程基本信息
课例编号 学科 物理 年级 初三 学期 第一学期
课题 电生磁（第二课时）
教科书 书名： 义务教育教科书 物理 九年级 全一册 出版社：人民教育出版社 出版日期：2013年6月
教学人员
姓名 单位
授课教师
指导教师
指导教师
教学目标
教学目标： 探究通电螺线管周围磁场。了解通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。 通电螺线管的极性与电流方向的关系。 3．会用安培定则来判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。 教学重点： 通电螺线管周围的磁场。 教学难点： 会运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性和通电螺线管的电流方向。
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
3分钟 3分钟 5分钟 8分钟 2分钟 螺线管 探究通电螺线管周围的磁场分布 通电螺线管的极性与电流方向的关系 安培定则 课堂小结+布置作业 【点PPT】上节课，通过奥斯特实验，我们发现电流周围存在着磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关。当导线中有电流流过时，在电流周围产生磁场的这种现象，我们称为电流的磁效应。 【点PPT】通电导线周围存在磁场，把导线绕在圆筒上，就做成了螺线管，如图1，图2就是平时我们看到的螺线管，图3是螺线管的示意图。通电后，各圈导线产生的磁场会叠加在一起，跟单匝环形电流产生的磁场相比，磁场被增强了。 【点PPT】如何绕制螺线管呢？手拿绝缘筒，导线从左向右绕线，同学们可以拿出笔作为绝缘筒，绵线作为导线，按照图中的方法尝试练习绕一下 【播放视频】 【点PPT】绕制螺线管还有另外一种绕法，改变绕线的方向。 【播放视频】 【点PPT】两种螺线管的绕法，同学们，学会了吗？这两种不同的绕线方法会导致什么结果呢？当我们把螺线管与电源连通后，就会发现，尽管电流都是从螺线管的左端流入，但是在螺线管上，电流的环绕方向是相反的。所以，当电源的正负极确定时，改变螺线管的绕线方向，通过螺线管的电流方向就会改变。 【点PPT】上节课，我们观察了通电直导线周围的磁场分布。 【点PPT】圆形导线框周围的磁场分布。 【点PPT问】那么，通电螺线管的周围的磁场又是什么样的呢？用什么方法可以显示出磁场的分布呢？我们还是利用铁屑来观察螺线管周围的磁场分布情况。将螺线管两端接通电源，在塑料板上均匀地撒满铁屑。通电后，轻敲塑料板，观察铁屑的分布情况。 【播放视频】我们观察到，通电螺线管的磁场在管口处近似是一组直线，离开管口后，向四周发散。想想看，类似这样的磁场分布，我们在哪里见到过？ 【点PPT】对，是条形磁体的磁场。对比右图可知：通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。条形磁体有两个磁极，通电螺线管也有两个磁极吗？如果有，它们跟电流方向有什么关系？ 【点PPT问】那么通电螺线管两端的极性与电流方向有什么关系呢？通电螺线管的极性如何判断呢 如果知道通电螺线管周围磁场的方向，便可判断通电螺线管两端的极性。联想前面判断各种磁场方向的方法，我们还是利用小磁针来完成这项工作。 【点PPT】把小磁针放到螺线管周围不同位置，用红色箭头标记线圈中电流的方向。记录小磁针N 极的指向。此实验中，小磁针的红色一端为N 极。观察实验。 【播放视频】小磁针的红色端为N极，通电后，管口左侧的小磁针N 极指向螺线管，管口右侧的小磁针N极背离螺线管向外指。说明，螺线管右端为N 极，螺线管左端为S极。 【点PPT】如果改变通过螺线管的电流方向，螺线管的极性会发生变化吗。观察实验。 【播放视频】改变电流方向后，我们发现，所有小磁针的指向都发生了180度的改变，说明螺线管左端为N极，螺线管右端为S极。 【点PPT】实验结果表明，通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。红色箭头标记了线圈中的电流方向发生了改变，而周围小磁针的指向相反。可以判断，通电螺线管的N、S极发生了对调，这表明，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。 【点PPT】由此，我们可以根据通电螺线管周围铁屑的排列情况和小磁针的指向，画出通电螺线管周围的磁感线。用磁感线把通电螺线管周围的磁场分布情况表示出来 【点PPT问】我们在不改变电流方向条件下，只改变螺线管的绕线方向，重新进行上述实验，结果发现通电螺线管的N 、S极又互换了，同学们，你发现了什么规律吗？能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？ 【点PPT】蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，说：N 极就在我的左边。 【点PPT】猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：如果电流沿着我右臂所指的方向流动，N 极就在我的前方。 【点PPT】牵牛花说：如果电流沿着我的卷须向上的缠绕方向流动，通电螺线管的N 极就沿我的茎的生长方向。 【点PPT】通电螺线管的极性与电流方向之间到底存在怎样的关系呢？安培定则为我们解答了这个疑问。安培定则的内容是：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N 极。安培定则又被称作右手螺旋定则，它在生活中也有广泛的应用。例如，在拧开瓶装水的盖子时，瓶盖的旋转方向与向上运动的方向就遵循右手螺旋定则。课后同学们可以尝试做一下。好了，下面请同学们伸出右手，我们一起来练习。 【点PPT】准备好了吗？下面，就来练习一下如何利用安培定则确定通电螺线管的N 、S极。 【播放视频】电流从导线左端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向下，伸出右手，四指指向螺线管中电流方向，注意观察如何握住螺线管。你做对了吗？伸出的拇指指向右侧，即，通电螺线管的右端为N极，左端为S极。 【点PPT】接下来我们再试一试，改变电流方向。 【播放视频】电流从导线右端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向上，伸出右手，（等待）四指指向螺线管中电流方向，伸出的拇指指向左侧，即，通电螺线管的左端为N极，右端为S极。同学们，学会了吗？ 【点PPT】这是一个竖直放置的螺线管，让我们继续判断通电螺线管的N 、S极：同学们先来试一试。 【点PPT】电流从导线上端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向右，伸出右手，四指指向螺线管中电流方向，伸出的拇指指向上，即，通电螺线管的上端为N极，下端为S极。 【点PPT】接下来，我们根据通电螺线管的N、S极，确定电流方向：通电螺线管左端为S极，右端为N极，伸出右手，伸出的拇指指向右侧，这时，四指指向下，即螺线管靠近我们一侧的电流方向向下。我们在螺线管上画出电流方向。因此，电源左侧为正极，右侧为负极。 【点PPT】如果螺线管竖直放置呢？我们继续确定通电螺线管中的电流方向: 同学们先来试一试, 通电螺线管上端为S极，下端为N 极，伸出右手，伸出的拇指指向下，这时，四指指向左，即，螺线管靠近我们一侧的电流向左。因此，电源上端为正极，下端为负极。 【点PPT】我们来看一个有意思的实验，把螺线管和电池连接起来，固定在泡沫板上，沿东西方向将泡沫板放入水中。会发生什么现象？你能根据刚才的学习判断出来吗？我们来看看实际的结果。由于运动过程比较缓慢，我们6倍速来播放。 【播放视频】我们看到通电后的螺线管带着泡沫板在水中运动起来，它们沿着顺时针的方向转动，从原来东西方向缓慢地转向南北方向，最后螺线管的两端静止在南北方向，是不是巧合呢？ 【点PPT】调换螺线管东西方向的位置，将泡沫板放入水中。看看又会发生什么现象？ 【播放视频】通电后的螺线管带着泡沫板在水中运动起来，这次，它们沿着逆时针的方向转动，从原来东西方向缓慢地转向南北方向，最后螺线管的两端仍然静止在南北方向。 【点PPT】通过观察，可以知道，螺线管靠近我们一侧的电流方向向下。结合之前的学习，我们可以用安培定则判断通电螺线管的两端极性。螺线管的右端，即与蓝色导线连接的一端为N极。螺线管的左端，与红色导线连接的一端为S极。 【点PPT】观察刚才螺线管稳定的方位,可发现，螺线管通电后，两端分别为N极和S极，由于地磁场的作用，N极一端，也就是与蓝色导线相连的一端，最终均指向北方。通电螺线管的表现与处于地磁场中的磁体表现相同。同学们，你也可以试一试。 【点PPT】我们通过实验观察和对比，发现：通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，通电螺线管也有N、S极。通电螺线管两端的极性由螺线管中的电流方向决定，安培定则的内容是：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。我们可以利用安培定则，在已知通电螺线管中电流方向时，判断通电螺线管的N、S极；也可以在已知通电螺线管的N、S极时，判断通电螺线管中电流方向。需要提醒同学们注意的是，利用安培定则进行有关判断时，要确定用的是右手。在判断过程中，应该及时画出通电螺线管上的电流方向或者是通电螺线管的N、S极。这样做，既能避免忙中出错，又便于检查。 【点PPT】今天的作业： 1.基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习。 2.拓展性作业：试一试：找一段导线，一节干电池，一支笔，一个大铁钉和一些大头针。先把导线缠绕在笔杆上，做成一个螺线管，给螺线管通电后，让它吸引大头针；然后再把导线缠绕在大铁钉上，也让它吸引大头针。对比两次结果，想一想，如何增强通电螺线管的磁性？
1课程基本信息
课例编号 学科 物理 年级 初三 学期 第一学期
课题 电生磁（第一课时）
教科书 书名： 义务教育教科书 物理 九年级 全一册 出版社：人民教育出版社 出版日期：2013年6月
教学人员
姓名 单位
授课教师
指导教师
指导教师
教学目标
教学目标： 1．知道电流周围存在磁场，电流的磁场方向与电流的方向有关。 2．经历探究通电直导线周围磁场强弱的影响因素的过程。 3.了解通电直导线周围的磁场分布。 教学重点： 了解电流周围存在磁场，电流的磁场方向与电流的方向有关。 教学难点： 探究通电直导线周围磁场强弱的影响因素。
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
5分钟 6分钟 8分钟 2分钟 奥斯特实验 探究1：通电直导线周围磁场强弱的影响因素 探究2：通电直导线周围的磁场分布 课堂小结+布置作业 【点PPT】磁场看不见，如何判断磁场的存在？ 【播放视频】将一个能自由转动的磁针放到水平桌面上，静止后指向南北，将一根条形磁体靠近磁针，磁针发生了偏转。 【点PPT问】对磁场的研究是通过观察磁体对磁针的力的作用来实现的。是不是只有磁体周围存在磁场呢？ 【点PPT】我们来做一个实验，注意观察，通电后磁针的指向有什么变化？此实验中，磁针的红色一端为N极。 【播放视频】从实验中可发现，磁针发生偏转。原来静止的磁针，运动状态发生了变化。受到了力的作用。 【点PPT问】再观察：断开开关，磁针的指向有什么变化？【播放视频】可观察到：磁针恢复到了原位 【点PPT】对比可发现，在导体中有电流通过时，磁针在力的作用下发生了转动。说明，通电导体周围存在磁场。 【点PPT问】如果改变电流方向，电流周围的磁场方向会发生变化吗？请同学们观察磁针的偏转方向是否会发生变化？ 【播放视频】可以观察到，磁针反向偏转 【点PPT】当电路中的电流反向时，磁针的偏转方向也相反。电流的磁场方向发生了变化。这说明电流的磁场方向跟电流的方向有关。这就是奥斯特实验 【点PPT】在历史上相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的。奥斯特是丹麦物理学家。他相信各种自然现象间存在联系。经过长时间用实验寻找，在多次失败后，1820年，奥斯特在课堂上做实验时发现了电和磁之间的联系。 【点PPT】奥斯特实验表明，电流的周围存在磁场，电流的磁场方向跟电流的方向有关。通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。 【点PPT】那么通电直导线周围磁场强弱与哪些因素有关呢？通过刚才的实验，同学们是否也有了一些猜测呢？到直导线的距离不同，通电直导线周围的磁场强弱可能不同，我们猜想通电直导线周围的磁场的强弱与到直导线的距离有关。通过直导线的电流大小发生变化，通电直导线周围的磁场的强弱是否也会发生改变呢？我们猜想通电直导线周围的磁场的强弱与通过直导线的电流大小有关。接下来，来验证一下我们的猜想吧！ 【点PPT问】如何判断通电直导线周围的磁场强弱呢？结合之前的实验经验，磁场较弱时，磁针偏转角度较小，磁场较强时，磁针偏转角度较大，因此，我们可以通过观察磁针的偏转角度判断通电直导线周围的磁场的强弱。 【点PPT】在验证通电直导线周围的磁场的强弱与到直导线的距离是否有关时，我们可以在不改变通过直导线电流的情况下，减小磁针和直导线之间的距离，接通电路，观察磁针的偏转角度。 【点PPT】实验时，先将磁针放到直导线的正下方，接通电路，观察磁针的偏转角度。 【播放视频】 【点PPT】接下来，减小磁针和直导线之间的距离，接通电路。再观察磁针的偏转角度是否发生变化。 【播放视频】 【点PPT】通过实验，对比两次磁针偏转的角度可发现：在不改变通过直导线电流的情况下，减小磁针和直导线的距离，磁针偏转角度变大。.通电直导线周围的磁场强弱与到直导线的距离有关。电流一定时，近处磁场强，远处磁场弱。 【点PPT】通电直导线周围的磁场的强弱与通过直导线的电流大小是否有关呢？我们可以通过改变接入电路的电池节数改变电路中电流的大小。 【点PPT】在不改变磁针与直导线距离的情况下，电路中增加一节干电池，接通电路，观察磁针的偏转角度。 【点PPT】实验时，还是将磁针放到直导线的正下方，接通电路，观察磁针的偏转角度。 【播放视频】 【点PPT】接下来，再串联接入一节干电池，接通电路，观察磁针的偏转角度。 【播放视频】 【点PPT】通过实验，对比两次磁针偏转的角度可发现，在不改变磁针与直导线距离的情况下，电路中再串联接入一节干电池，通过直导线的电流变大，磁针偏转角度变大。通电直导线周围的磁场强弱与通过直导线的电流大小有关。距离不变时，电流大，磁场强。 【点PPT】通过前面的实验，我们对于电流的磁场有了一些了解：奥斯特实验告诉我们：（1）通电导体周围存在磁场。 【点PPT】（2）电流的磁场方向与电流方向有关。 【点PPT】经过随后的探究，我们发现：（1）通电直导线周围的磁场的强弱与到直导线的距离有关；电流一定时，近处磁场强，远处磁场弱。 【点PPT】（2）通电直导线周围的磁场的强弱与通过直导线的电流大小有关，距离不变时，电流大，磁场强。 【点PPT问】通电直导线周围的磁场的分布有什么特点呢 用什么方法可以显示出通电直导线周围的磁场分布呢？ 【点PPT】在前面的学习中，我们借助铁屑和小磁针，描绘出了各种磁体周围的磁感线。现在，我们仍然可以利用相同的方法，把通电直导线周围的磁场分布情况表示出来 【点PPT】我们在铁架台上固定一根直导线，让直导线垂直穿过水平放置的纸板的中央。将直导线两端接在学生电源上。在纸板上均匀地撒满铁屑。通电后，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况。 【播放视频】可以看到，通电直导线周围磁场是以直导线上一点为圆心的一组同心圆，上下移动纸板，重复前面的操作，观察到的现象不变 【点PPT】通电直导线周围磁场的方向如何判断？联想前面磁体周围的磁场方向判断方法，我们仍然用小磁针判断。 【点PPT】把小磁针放到直导线周围不同位置。同学们注意观察小磁针N极指向。此实验中，小磁针的红色一端为N极。【播放视频】我们观察到小磁针静止后，其N极按照顺时针的方向排列起来了。 【点PPT】改变通电直导线中电流的方向，看看小磁针的指向是否会发生变化。 【播放视频】我们发现，电流方向改变后，小磁针N极改为按照逆时针的方向排列起来了 【点PPT】通过刚才的实验可以发现，通电后，直导线周围的小磁针发生偏转，当电路中的电流反向时，磁针的偏转方向也相反。由此，我们可以用磁感线把通电直导线周围的磁场分布情况表示出来。我们看到，通电直导线周围的磁感线是以导线上一点为圆心的一组同心圆。通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关。 【点PPT问】通电直导线周围的磁场是圆形的，圆形导线周围的磁场又是什么样的呢？借助铁屑，我们利用探究通电直导线周围磁场分布的方法进行实验。 【播放视频】可以发现铁屑在圆形导线周围按照一定规律分布，在靠近导线的位置，形状与通电直导线周围磁场分布基本相同，在圆形导线中间的位置，近似直线。 【点PPT问】如果再多绕一圈，两匝线圈周围的磁场又是什么样呢？ 【播放视频】可以看到，磁场进行了叠加，靠近中间部分的铁屑排列更趋近于直线。 【点PPT】导线绕在圆筒上，就做成了螺线管，通电后，各圈导线产生的磁场会叠加在一起，跟单匝环形电流产生的磁场相比，磁场被增强了。通电螺线管周围的磁场有什么特点，又会有什么新的发现呢？下节课，我们将继续学习。 【点PPT】同学们，这节课我们通过奥斯特实验得到电流的磁效应，电流的周围存在磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关。我们还发现通电直导线周围磁场的强弱跟到直导线的距离，电流的大小都有关系。并进一步探究了通电直导线周围的磁场分布。了解了圆形导线、两匝线圈周围的磁场分布。 【点PPT】今天的作业： 1.基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习。 2.拓展性作业：做一做：把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电。想一想会发生什么现象？看看你的判断是否正确。
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