【核心素养目标】人教版 九年级物理全册 20.2 电生磁 教案（2022新课标）

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第二十章 电与磁
20.2 电生磁
教学目标：
1.物理观念：
（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.科学思维：
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.科学探究：
（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）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）实验 探究通电螺线管外部的磁场分布。
4.科学态度与责任：
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：通电螺线管外部的磁场分布。
教学难点：通电螺线管的极性与电流方向规律应用
教学课时：1课时
教学用具：多媒体、奥斯特演示实验、螺线管、电源、导线、开关、小磁针、滑动变阻器、铁芯。
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
长沙磁浮快线是我国首条完全拥有自主知识产权的中低速磁浮商业运营示范线，也是湖南省构建国家中部空铁一体化综合交通枢纽、促进世界磁浮技术发展和实现磁浮技术工程化、产业化的重大自主创新项目。
长沙磁浮列车的额定悬浮间隙为 8 毫米。当悬浮间隙小于额定值时，列车控制系统加大电磁力，列车向上浮起，当浮到悬浮气隙大于额定值时，控制系统又减小电磁力，列车向下降落，可使电磁力始终与重力保持动态平衡，列车稳定悬浮，并与轨道保持 8 毫米的间距。
在正常运行情况下，磁浮列车靠反向电磁力减速。在低速或故障状态下，列车还会伸出摩擦片夹紧轨道来刹车，紧急情况下甚至降落列车，靠车底的滑橇在轨面上摩擦进行制动。
长沙磁浮快线是中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范线。是世界上最长的中低速磁浮运营线。磁悬浮列车是利用什么磁场来工作呢？
二、新课讲授，师生互动
想想做做
如图所示，将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，在小磁针旁放一条直导线，使导线与电池接触，看看电路连通的瞬间小磁针有什么变化。
（一）电流的磁效应
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。到了19世纪初，一些哲学家和科学家意识到，各种自然现象之间应该存在着相互联系。基于这种思想，丹麦物理学家奥斯特长时间用实验寻找这种联系。
在多次实验后，1820年，奥斯特在课堂上做实验时终于发现：当导线中通过电流时，它下方的磁针发生了偏转。这个实验令奥斯特极为兴奋，他怀着极大兴趣又继续做了许多实验，终于证实电流周围存在着磁场，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。
奥斯特实验：当导线中通过电流时，它下方的磁针发生了偏转。
证实电流周围存在着磁场。
奥斯特实验：如果导线在小磁针的上方并且两者平行，当导线通电时，磁针发生偏转；切断电流时，磁针又回到原位。这说明通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。实验还表明，电流的磁场方向与电流方向有关。
通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场。这种现象叫做电流的磁效应。
（二）通电螺线管的磁场
既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？这是因为它的磁性太弱了。如果把导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈如图），各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。
我们已经通过磁感线的分布了解了条形磁体、蹄形磁体周围的磁场，那么，通电螺线管的磁场是怎样分布的，也可以用同样的方法来研究。
演示 如图所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。改变电流方向，再观察一次。
实验 探究通电螺线管外部的磁场分布
1.在我们熟悉的各种磁体磁场中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体磁场相似？按照图布置器材。为使磁场加强，可以在螺线管中插入一根铁棒。把小磁针放到螺线管的四周不同位置、在图上记录小磁针N极的方向。这个方向就是该点的磁场方向。
结论：通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体磁场相似。
2.通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系？
仔细观察螺线管的结构，找出螺线管导线跟电源连接的位置，弄清螺线管导线中电流方向。
想想议议
你能否借用自己的手指的关系来描述通电螺线管的电流方向与N极位置关系吗？看看图纸蚂蚁和猴子是怎么说的，也许你受到一些启示。
（三）安培定则
实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极，它们的极性可以从实验中小磁针的指向来确定。
改变电流方向，通电螺线管的N、S极正好对调，这说明，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流方向有关。
在发现一个物理规律后，如果能用一种巧妙的办法把它表述出来，则既方便记忆，又便于我们发现行各量之间的联系。对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系。我们可以用安培定则来表述：
照图那样，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，大拇指所指那端就是螺线管的N极。
想想议议
如果条形磁体的磁性减弱了，你能用电流来使它增强吗？应该怎么办？
可将条形磁体插入通电螺线管中，使磁体的磁极极性与通螺线管的极性相同，并增大电流来使它磁化来增大磁性。
三、总结反思，超越自我
1.电流的磁效应。通电导线周围存在着磁场的现象叫做电流的磁效应。
1820年，丹麦奥斯特发现导线通电时，与导线平行的小磁针发生偏转；切断电流时，磁针又回到原位。这说明通电导线周围存在着磁场。电流的磁场方向与电流方向有关。
2.通电螺线管的磁场。通电螺线管外部的磁场与条形磁体磁场相似。磁场方向与电流方向有关。
3.安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，大拇指所指那端就是螺线管的N极。
四、板书设计，整合提升
1. 电流的磁效应。通电导线周围存在着磁场的现象叫做电流的磁效应。
1820年，丹麦奥斯特发现导线通电时，与导线平行的小磁针发生偏转；切断电流时，磁针又回到原位。这说明通电导线周围存在着磁场。电流的磁场方向与电流方向有关。
2.通电螺线管的磁场。通电螺线管外部的磁场与条形磁体磁场相似。磁场方向与电流方向有关。
3.安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，大拇指所指那端就是螺线管的N极。
五、大海扬帆，尝试远航
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 通电导体周围存在着磁场叫电流的磁效应
B. 奥斯特实验证明通电导体周围存在着磁场
C. 改变电流方向小磁针指向改变说明磁场方向与电流方向有关
D. 第一个发现电与磁之间联系的人是沈括
2．下列说法不正确的是（ ）
A.既然电能生磁，手电筒通电时连一根大头针都吸不动 是因为它磁性太弱
B.把导线绕在圆筒做成螺线管，各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就强了
C.通电螺线管的磁极极性与电流方向无关
D.通电螺线管的磁极极性与电流方向有关
3．下列图中小磁针N极为红色，小磁针画正确了的是（ ）
4．下列图中小磁针N极为红色，小磁针画正确了的是（ ）
5．通电螺线管的小磁针静止时如图所示，小磁针红色端为N极，下列说法正确的是（ ）
A.螺线管右端为N极，导线下端为电源正极
B.螺线管右端为N极，导线下端为电源负极
C.螺线管右端为S 极，导线下端为电源正极
D.螺线管右端为S 极，导线下端为电源负极
参考答案1.D；2.C；3.C；4.B；5.A。
六、作业：P127.T1
课外作业P128.T2、T3、T4、T5 。
教学反思：
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