《电生磁》
【教材分析】
?《电生磁》为九年级物理第二十章第二节内容,电流的磁效应是学习电磁现象的重要基础。因此,教师要尽可能让学生确信电流及其周围的磁场是同时存在而且密不可分的。为了要说明这个问题,在做奥斯特实验的时候,让学生亲自做实验,把小磁针放在直导线附近,通过观察导线通电时和断电时小磁针发生的变化,帮助学生加深对知识的理解,初步认识电与磁之间存在某种的关系。
通电螺线管的磁场是本节的重点之一,因此,我们应让学生自己去探究、总结,用自己的语言描述出通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系,以培养学生的空间想象能力和语言表达能力。探究结束后,让学生自己归纳出判断通电螺线管的磁场与电流的方向的方法,再在师生相互交流的气氛中引导学生得出安培定则,让学生自己动手动脑去做电磁铁的实验,并通过实验,以小组的形式讨论、归纳出电磁铁的特点和磁性强弱的决定因素。结论由学生自己得出,易于帮助学生加深理解,此时再让学生举出实际运用的例子,既考查学生的创造力,又能激发学生从日常生活中涉取课外知识的兴趣;既能达到及时巩固
的目的,又能让学生体会到“物理来源于生活,又运用于生活”。
【学情分析】
学生已研究了简单的磁现象,知道了磁体周围存在磁场以及磁极间的相互作用规律;知道磁场是有方向性的,并且能使放入其中的磁针发生偏转;对条形磁铁的磁场有了一定的感性认识。
【教学目标】
1.知识与技能
(1)知道通电导体周围存在着磁场,磁场方向与电流方向有关;
(2)知道通电螺线管的磁场与条形磁体相似;
(3)会运用安培定则判定通电螺线管的磁场极性或电流方向。
?2.过程与方法
(1)体验通电导体与磁体之间的相互作用,初步了解电和磁之间有某种关系;
(2)探究通电螺线管外部的磁场分布特点。
3.情感态度与价值观
?通过认识电与磁之间的相互联系,使学生乐于探索自然界的奥秘。
【教学重点】
(1)通过奥斯特实验认识电流的磁效应;
(2)通过实验探究通电螺线管的磁场分布特点,
(3)会运用安培定则判定通电螺线管的极性或电流方向。
【教学难点】?通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向的判断方法。
【实验器材及媒体准备】
导线、学生电源(电池组)、开关、螺线管、铁屑、小磁针和多媒体课件。
【教学方法】
实验探究、分析归纳、观察提问、讨论分析、应用举例、练习巩固
【教学流程图】 类比实验引入新课──探究电流的磁效应──介绍奥斯特实验──探究螺线管的磁场分布──体会通电螺线管的极性与电流方向的关系──安培定则──课堂练习──知识回顾──布置作业。
【教学过程】
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教师活动
学生活动
设计意图
类
比
实
验
引
入
1.演示实验1:用磁体靠近静止的小磁针,有何现象?说明了什么?
2.演示实验2:将通电直导线靠近静止的小磁针,有何现象发生?由此你产生了哪些猜想?
实验2中通电导体也能使小磁针发生偏转,说明电和磁可能有着某种联系。好,今天我们就来学习电生磁的相关知识。(教师板书课题)
观察了解磁场对小磁针的作用,获得感性认识。
观察、猜想
培养观察、积极思考问题的习惯。
类比实验吸引学生好奇心,激发学生实验兴趣和求知欲。
电流的磁效应
1、请同学们利用桌上的器材,设计实验,证明刚才的猜想。
同学们在实验过程中观察到了什么?这说明了什么?(播放幻灯片)
2、归纳:通电导体的周围有磁场,磁场的方向跟电流的方向有关。这种现象叫做电流的磁效应。(教师板书):
(一)电流的磁效应
1.通电导线周围有磁场
2. 磁场的方向跟电流方向有关
过渡:其实我们今天研究的问题早在1820年丹麦伟大的物理学家奥斯特在一次偶然的实验中就发现了电和磁之间是有联系的,这个实验看上去非常简单,但在当时这一重大发现轰动了科学界。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,这一发现有力地推动了电磁学的研究和发展。讲述奥斯特实验的名称的由来,并引导学生进行进一步的探索。
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实验,并将观察到的现象向全班交流。
通过实验展示,增强实验可观察性和有效性,加快学生对奥斯特实验的了解,并通过观察实验现象得出结论。
认识、了解
经历科学探究过程,获得相关知识和积极的情感体验。
以师生互动的方式培养学生的观察能力和语言表达能力。
对学生进行物理学史的教育,培养和激发学生探索自然奥秘的兴趣。
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既然电可以生磁,为什么一根通电直导线却吸引不起一个大头针呢?
我们用什么办法来增强通电导体的磁场呢?人们在生产实践中把导线弯成各种形状,发现把导线绕成一圈一圈的螺线管状,磁场就会强得多,这样在生产生活中用途就大。
引入通电螺线管,用手演示导线的绕制方法,出示螺线管实物。
2、它的磁场与前面学习过的哪种磁体的磁场相似呢?你用什么办法来证明你的猜想?
实验演示图20.2-4:通电螺线管的磁场
指导学生观察铁屑的排列情况,改变电流方向,再观察一次。
引导分析、归纳:
(1)通电螺线管周围存在磁场;
(2)磁场分布与条形磁体十分相似;
(3)磁极的分布与环绕螺线管的电流方向有关。
?3、我们再看看通过观察小磁针能不能证明我们的猜想。
(1)【探究】通电螺线管外部的磁场与哪种磁体的相似??按照图20.2-5布置器材。为使磁场增强,可以在螺线管中插入一根铁棒,在图上记录磁针N极的方向。
(2)【探究】通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系?
根据猜想设计实验并进行实验。
进行归纳:标识出电流方向,
提问:如何表述通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系?
(3)观看P126图20.2-7,
猴子说:电流沿着我的右臂所指的方向流动,N极在我的前方;
蚂蚁说:N极在我的左边。
看了蚂蚁和猴子的说法后,你受到什么启示呢?你能借用自己手指的关系表述通电螺线管的电流方向与N极位置的关系吗?
4.展示一种判定通电螺线管磁场方向的方法,用右手握住螺线管,大拇指与四指垂直,使四指弯曲沿着电流的方向,则大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。
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伟大的物理学家安培通过实践发现在我们的右手上找到了规律,人们为了纪念他,把他总结的规律规定为安培定则。
5.安培定则的应用
?(1)由螺线管中的电流方向,判断通电螺线管的N、S极。
(2)已知通电螺线管的N、S极,判定螺线管中电流的方向。
?(3)根据通电螺线管的N、S极以及电源的正负极,画出螺线管的绕线方向。
学生猜想所产生的磁场太弱了。
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观察、认识
思考、交流
观察
分析
归纳
猜想
学生动手、动脑:通过实验现象归纳出结论。
用简洁的语言陈述探究的结果。
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观察、思考
合作学习
交流
学会对安培定则的灵活应用。
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使学生认识到复杂的事物由简单事物构成的道理。
让学生熟悉两类绕制方法。
培养学生勤思考,多动手的习惯
使抽象的概念具体化,从而得出预想的实验结果
通过设计实验方案,有目的的进行实验。
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培养学生初步的分析实验结论的技能和归纳的能力。
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培养描述比较、处理信息的能力。
教师引导学生得出正确方法,让学生体会经过努力获得成功的喜悦。同时简化要点方便学生记忆掌握。
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培养模仿、运用能力。
鼓励学生从逆向思维去解决问题的能力。
小结和思考
1.本节课研究了哪些问题?
2.在研究过程中主要使用了什么方法?
3.想想议议:如果条形磁铁的磁性减弱了,你能用电流来使它增强吗?应该怎么办?
试画出电路图。
完成动手动脑学物理1-5题。
4.思考:电能生磁,那么磁能生电吗?
交流、总结。
了解一些物理方法(如:归纳法、逆向思维法等)
完成思考题。
帮助学生回顾知识,培养学生学习归纳能力和复习的好习惯,让知识系统化。
【板书设计】?
?????????????????? §20.2电生磁
(一)电流的磁效应
? 1.通电导体周围存在磁场
? 2.磁场的方向跟电流的方向有关
? (二)探究通电螺线管外部的磁场
1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关
? (三)安培定则
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课件19张PPT。第二十章 电与磁第二节 电生磁想想做做分组探究 :
1.设问:电流真的能产生磁场吗?
2.你们是怎么做的?看到了什么现象?说明了什么?
3.改变电流方向,
小磁针的偏转方向变了
吗?这又说明了什么?一、奥斯特实验结论:1、通电导线周围存在着磁场;
2、电流的磁场方向与电流方向有关。
——这种现象叫电流的磁效应
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。奥斯特(1777~1851)讨论:
1.既然通电导体周围存在磁场,可我们在实际生活中为什么感受不到呢?
2.你有什么办法可以增大电流的磁场吗?如果不能增大电流,还可以怎么做呢?二、通电螺线管的磁场1、螺线管(线圈):导线绕在圆筒上。
实验演示:通电螺线管的磁场结论: 通电螺线管的磁场与条形磁铁相似,两端的极性与电流方向有关。 那么,其极性和电流方向有什么关系呢? 猜想:通电螺线管外部的磁场可能和什么磁体的磁场相似?如何设计实验证明你的猜想呢?实验探究:通电螺线管的磁场探究:通电螺线管外部磁场的分布情况。 问题1:通电螺线管外部的磁场可能和什么磁体的磁场相似?
问题2:通电螺线管的极性与电流方向有关吗?友情提示:可以参考教材第125页实验“探究通电螺线管外部磁场的分布情况”步骤进行,随时记录电流方向和小磁针N极的指向。 ⑴磁场的形状和特性: +-+-SSNN 与 磁体的磁场相似。 电流的 不同,磁场两端的极性 。条形⑵极性与电流方向的关系:方向不同结论:实验探究:通电螺线管的磁场试一试:根据你的实验结果,你能在教材第126页图20.2-6上,分别标上通电螺线管的N、S极吗? 实验探究:通电螺线管的磁场N 极就在我的左边。电流沿着我右臂所指的方向流动,N极就在我的前方。NSSSSNNN你有何发现?NSSN 1、在图中标出通电螺线管的N极和S极NNNSNSSS练习:2、如图所示,分别标出通电螺线管和小磁针的N、S极。NSSN3.根据小磁针的偏转,标出螺线管中的电流方向4.已知通电螺线管磁极的极性如图,请标出电源的正负极。SN电源+-相斥C想想议议如果条形磁铁的磁性减弱了,你能用电流来使它增强吗?应该怎么办?
试画出电路图。课堂总结本节课研究了哪些问题?
在研究过程中主要使用了什么方法?