18.2 探究：通电螺线管外部磁场的方向 教案（表格式）2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

第二节　探究:通电螺线管外部磁场的方向
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
教学目标
物理观念:能认识电流周围存在磁场,知道通电螺线管外部磁场的方向,能认识电磁铁在生产生活中的应用。
科学思维:通过对日常生活、工业生产中的电器设备的观察,知道电与磁有密切的联系;会用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。
科学探究:能完成“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验,能根据探究问题,设计实验电路图,能连接电路进行探究,能根据记录的实验信息得出结论,能按要求完成实验报告。能将电学实验的技能应用于电与磁的实验中。
科学态度与责任:通过电磁知识的探究和电磁铁在生产中的广泛应用,体会应用电磁知识解决实际问题的喜悦,树立科技强国的责任感与使命感。
教学重难点
教学重点:通过实验认识通电螺线管的磁场。
教学难点:用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。
教学准备
教师准备:课件、盛有电磁铁的纸盒、电池、指导下、小磁针等。
学生准备:电池、通电螺线管、小磁针、漆包线、绝缘纸筒、铁钉、通电螺线管磁感线演示器、滑动变阻器等。
教学过程
教学环节 设计意图
一、创设情境　导入新课 视频导入1:老师先播放电磁起重机的视频。 老师:视频中用起重机来起吊钢铁制品,非常有优势。你猜起吊机的头部有什么装置使它能方便起吊钢铁 学生:磁体。 老师:磁体的话,不用捆绑物品,利用吸铁性就能吸附起吊,可如何卸货呢 你注意观察视频中是如何做到的呢 学生:…… 老师:那可不是磁体,要比磁体好用多了。今天我们就来学习电磁铁。 情境导入2:老师拿出一个纸盒,纸盒内的电磁铁开关断开(如图所示),让学生上台演示纸盒吸引铁屑,结果不行。 老师:我这是一只有魔法的手,我去拿这个纸盒儿,他就能吸引铁屑。老师闭合开关,电磁铁通电,结果产生磁性,吸引铁屑。 学生感到不解,然后老师导入课题,今天学完本节课后,你就知道这里边有什么东西,就可以解密魔术了。 学源于思,思源于疑;创造情景,引导学生带着任务问题,怀有兴趣地去学习新内容
二、新课讲解　探究新知 探究点一　从奥斯特实验说起 1.磁体周围有磁场,电荷周围有电场,同名磁极相互排斥,同种电荷也相互排斥,磁与电之间有关系吗 电能产生磁吗 有一个人,他很多年前做了一个实验,揭开了这个谜题。 2.奥斯特实验 (1)老师在实物投影仪的展台上演示:将一枚转动灵活的小磁针置于站台上(附近不能有磁性材料),在小磁针上方平行架设一条直导线。 甲　通电　　乙　断电　　丙　改变电流方向 (2)使导线与电池触接,看看电路连通瞬间小磁针有什么变化(如图甲) (3)断开电源,观察小磁针有什么变化(如图乙) (4)改变电流方向再次触接,小磁针有什么变化(如图丙) (5)学生汇报观察到的现象 ①当接通电路时,小磁针　发生偏转　。 ②当断开电路时,小磁针恢复到原来的指向,　不再发生偏转　。 ③改变电流方向,小磁针　偏转方向发生改变　。 (6)师生共同思考分析 ①导线为什么直接连在电池两端 提示:为了获得较大电流。因为实验需要,正常情况下不允许。 结合直观的实验演示,根据小磁针运动进行猜想,使猜想有据可依 引导学生进行仔细观察,注重培养学生分析问题、解决问题的能力。锻炼学生的抽象思维能力,训练学生的语言组织能力及表达能力
②小磁针起到什么作用 提示:检验导体周围是否产生磁场,此为转换法。 ③直导线通电后,小磁针发生偏转,说明什么问题 提示:说明通电导体周围存在磁场。这种现象叫做电流的磁效应。 ④改变电流方向,小磁针偏转方向相反,说明什么问题 提示:说明电流周围磁场的方向与电流方向有关。 (7)拓展探究:既然电能生磁,为什么我们在生活中感受不到呢 如图所示,在通电时为什么连一根大头针都吸不动呢 提示:可能是磁场太弱。怎样才能增大磁场呢 3.阅读课本P142“科学书屋”,了解奥斯特及其实验情况。 探究点二　实验探究通电螺线管外部磁场的方向 1.问题提出:刚才的奥斯特实验让我们看到一根通电直导线周围存在着磁场,这仅仅能让灵敏的小磁针感应到,实际用处也不大。怎样能够让这样的磁场增强呢 把导线绕在圆筒上,做成螺线管,与电源相连通电后,各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场会不会强得多 如果产生较强的磁场后,其磁场分布又有什么特点呢 2.实验目的 (1)探究通电螺线管外部磁场分布的特点。 (2)探究通电螺线管外部磁场的方向。 3.实验器材:螺线管、电源、开关、导线、滑动变阻器、有机玻璃板、铁屑和小磁针。 4.实验设计 为直观观察通电螺线管周围磁场的特点,可参考前面在玻璃板上撤铁屑的办法来推断通电螺线管周围的磁场分布的特点,还可利用小磁针在磁场中的指向来推断通电螺线管周围的磁场方向。请设计实验电路,并画出电路图。(答案如图所示) 5.实验步骤 (1)在一块玻璃板上安装导线绕成的螺线管,板面上均匀地撒满铁屑。 (2)按照设计的电路图,将螺线管等器材连接起来,然后闭合开关,给螺线管通电,并轻轻敲击玻璃板面,观察玻璃板面上铁屑的分布情况,用拍照等方式记录实验信息并用多媒体或投影仪展示。示例: (3)换一个有更多匝数的螺线管,将小磁针放置在螺线管附近(图18-17),未通电时观察小磁针N极指向。闭合开关,观察并记录小磁针N极指向的变化。改变电流方向,再观察并记录小磁针N极指向的变化。 6.实验结论 (1)实验步骤(2)得出结论:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,两端是它的两个磁极。 (2)实验步骤(3)得出结论:通电螺线管的极性与电流方向有关。 7.反思交流 (1)通电螺线管周围的铁屑分布与哪种磁体的铁屑分布类似 为什么 (2)通电螺线管内部的磁场方向是怎样的 设计实验验证你的猜想。 锻炼发散思维、培养学生与他人交流合作、自我反思、听取意见的意识,提高分析问题与解决问题的能力 让学生学会拟订简单的科学探究计划和实验方案、培养学生与他人交流合作、自我反思、听取意见的意识提高分析问题与解决问题的能力。通过观察实验现象,并对实验现象进行分析、推理、归纳,培养找出问题本质的能力 体会用巧妙简单方法解决复杂物理问题的过程;培养学生的领悟的能力,同时让学生空间想象能力
8.右手螺旋定则 (1)有没有一种比较简便的办法来判断通电螺线管的磁极 法国物理学家安培得知奥斯特实验的消息后,第二天就重新做了奥斯特的实验。实验中他惊奇地发现,磁针转动的方向和电流的方向有一定的规律。并且用一个手就解决了电流方向跟磁极方向的判断问题。 (2)方法:用　右手　握住螺线管,让四肢弯曲的方向跟　螺线管中的电流方向　一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的　N　极。 (3)老师示范引领。 (4)学生尝试应用,相互交流,上台展示。 探究点三　电磁铁在生产生活中的应用 1.学生观看电磁铁及其应用的视频。 2.指导学生阅读课本P144~145“电磁铁在生产生活中的应用”的内容,回答下列问题: (1)在通电螺线管内插入一块　铁芯　,就构成了一个电磁铁。因为　铁芯被磁化　,所以其磁性会增强。 (2)电磁起重机工作时接通电源,　电磁铁　产生磁性,把钢铁物品吸住,当断开电源后,磁性消失,钢铁物品不被吸引就被放下来。其使用优点是:　通电　有磁性,　断电　无磁性。 (3)电磁继电器 ①构造:电磁继电器是由　电磁铁　、衔铁、弹簧片、触点等组成,其工作电路包括低压控制电路和高压工作电路两个部分。 ②工作原理:如课本图1820,当低压工作电路在电磁铁A两端加上一定的电压时,电磁铁A工作,衔铁B被吸下,从而将带动衔铁的动触点D与静触点E(常开触点)吸合,高压电路接通。当电磁铁A断电后,其磁力消失,衔铁B则在簧C的作用下返回原位,动触点D离开静触点E,高压电路断开。这样,通过电磁继电器低压控制电路的接通、断开,就达到被控电路的导通、切断目的。 ③优点:利用电磁继电器,用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流工作电路,能实现遥控和生产自动化。 3.自制电磁铁 用漆包线、铁钉、和电源,按课本P146“迷你实验室”的内容自制电磁铁。 提高学生自主学习和解决问题能力
三、归纳概括　课堂小结 学生讨论发言,梳理本节知识要点,老师随时补充。(“课堂小结”内容见PPT课件) 培养学生归纳总结的意识和能力
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
板书设计
第二节　探究:通电螺线管外部磁场的方向
一、奥斯特实验
1.实验过程
2.实验结论:(1)通电导体周围存在磁场
(2)电流周围磁场的方向与电流方向有关
二、实验:探究通电螺线管外部磁场的方向
1.实验目的
2.实验器材
3.实验设计
4.实验操作过程
5.实验结论:(1)通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,两端是它的两个磁极
(2)通电螺线管的极性与电流方向有关
三、电磁铁在生产生活中的应用
1.电磁铁的构成
2.电磁铁的优点:通电有磁性,断电无磁性
3.电磁继电器
当堂评价
见PPT课件。
教学反思
　　新课程理念体现在教学过程中师生角色的转变上。本节课设计体现了老师由传统的知识传授者向学生学习的促进者转变。在本课的教学设计中安排了以创设学习情境进而发现问题作为课堂
教学的开始,然后由学生自觉地围绕目标进行自主学习或探究性学习,从生活走向物理。在此过程中,老师以合作者的身份参与学生的探索过程,鼓励学生积极参与小组讨论和学习,对学生遇到的困难,老师只作适当的引导,而不是完整地解决问题。与传统教材相比,在过程和方法上,本节更加注重学生的亲身体验与感悟,通过系列的探究活动让学生掌握学习科学知识的方法,体验科学研究中的艰辛和创新的乐趣,学生以实验事实为依据,归纳、概括、拓展自己的想象力,培养学生严谨的态度和热爱科学的精神。