7.2 电流的磁场
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文档简介
《电流的磁场》教案
【教学课题】九年级物理《电流的磁场》
【教学目标】
1.知识目标
(1)认识电流的磁效应。
(2)知道通电导体周围存在着磁场;通电螺线管的磁场与条形磁体相似。
2．过程与方法
(1)观察和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磁场的方向。
(3)掌握安培定则,并会利用它判断通电螺线管的磁场方向。
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、探究通电螺线管的磁场的特点。
3、利用安培定则判断通电螺线管的磁场方向。
【教学难点】探究通电螺线管的极性与电流方向之间关系。
【教学方法】实验探究式教学法
【教学准备】
学生：各实验小组小磁针一盒(共10只)、螺线管一个、干电池2节、50cm长导线一根、一头带夹子的导线两根、实验探究学习指导材料一份。
教师：条形磁体、大头针、小磁针2盒、螺线管一个、大磁针一个、演示线路板一套(含干电池3节、长导线一根、带夹子导线2根)、螺线管磁场演示器、磁体磁场演示器、手电筒一把斗、多媒体课件。
【教学方法】实验探究式教学法
【教学思路】
本节课通过录像激趣引入，通过比较电现象和磁现象的相似点，让学生提出一个问题：电现象和磁现象之间有无联系？电流周围有没有磁场 有什么办法能知道电流周围有磁场 以启发学生联想。紧接着介绍了奥斯特首先发现电和磁联系的大体历程，这样安排意在激发起学生探索电和磁之间联系的兴趣，并对学生进行物理学史的教育。接着,根据教材提供的资源,设计了3个学生探究活动：奥斯特实验、通电螺线管的磁场分布和通电螺线管的极性与电流方向之间的关系。最后在实验的基础上，总结出安培定则并能应用它解决实际问题。【教学过程】
教师活动
学生活动
达到目标
录像 引 入
教师播放电现象和磁现象的片断录像。教师问：电现象和磁现象之间有哪些相似点？教师引导学生填写下表内容现象电现象磁现象相似点电荷可分为
种。磁体有
个磁极。带电体能
轻小物体。磁体能
铁等物体。同种电荷相互
；异种电荷相互
。同名磁极相互
；异名磁极相互
。问：通过以上比较，我们发现电现象和磁现象具有很大的相似性，据此你将想到什么问题
教师演示：条形磁铁会使放入其中的小磁针发生偏转，引导学生对实验进行观察，并进行思考：小磁针为什么会发生偏转？问：除了条形磁体以外，还有什么办法可以令小磁针发生偏转？
学生观看录像，获得感性认识，陶冶情操。学生思考、讨论,并回答问题。答：电现象和磁现象之间有很大的联系。学生猜想：“电”能不能使小磁针发生偏转。
使学生对电现象和磁现象有直观的认识培养学生观察、积极思考问题的习惯。 通过设问，激发学生学习的欲望和好奇心。培养学生发现问题的能力，体现从生活走向物理的教学观念。
电流的磁效应
1、奥斯特实验：简介奥斯特发现电流磁效应的过程，并引导学生进行进一步的探索。教师简述实验方法：（1）在桌面上放一小磁针，观察小磁针静止时两极的指向？（如图1）（2）触接电路，观察小磁针N极的方向是否发生偏转？（如图2）（3）改变电流的方向，重做实验，你能发现什么现象？（如图3）
了解奥斯特实验的由来。学生分组验证奥斯特实验。学生边实验边填写实验记录。
学生分组验证奥斯特实验的结论。
教师活动
学生活动
达到目标
电流的磁效应
教师总结： 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。
学生汇报实验现象学生分析、概括实验结论。
培养学生分析、概括能力。
通 电 螺 线 管
2、通电螺线管演示实验：（1）让电流通过直导线，观察导线能否吸起大头针。
（2）把导线绕成螺线管，通电后观察能否吸气大头针。问：“为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？把导线绕在圆筒上，做成螺线管，为什么磁场就会强得多？”
教师引导学生分析。总结：把导线绕在圆筒上制成螺线管。用手演示导线的绕制方法，让学生熟悉两类绕制方法。
引导学生观察实验现象学生回答所产生的磁场太弱了，怎么办呢？把导线绕在圆筒上，各条导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。引入通电螺线管概念 。学生动手绕制螺线管
使学生认识到复杂的事物由简单事物构成的道理。 通过亲自绕制，使学生获得感性认识。
通电螺线管的磁场分布
4、通电螺线管的磁场分布教师通过课件展示条形磁体的磁场分布图。问：通电螺线管的磁场是什么样的？问：我们是怎样研究条形磁体和蹄形磁体的磁场的？同学们能否模仿条形磁体和蹄形磁体的研究方法（见课本），设计出什么样的实验方案来研究通电螺线管周围的磁场？根据学生的回答，教师引导学生概括得出：方案1：先在螺线管周围放一些小磁针，通电教师活动
学生思考、讨论、回答问题
学生回顾旧知识。讨论、分析、总结学生活动
培养学生思维能力、交流能力。引导学生巩固旧知识的同时，探求解决新问题的途径。达到目标
通电螺线管的磁场分布
后，观察小磁针的偏转方向，根据小磁针N极的指向画出通电螺线管周围的磁感线分布。方案2：用镶在有机玻璃板上的螺线管来作实验，先在螺线管周围的玻璃板上均匀地洒上细铁屑，再给螺线管通电，轻敲玻璃板，观察细铁屑的排列，根据排列画出通电螺线管周围的磁感线分布。
教师指导学生根据实验方案1（即借助小磁针），进行实验。教师通过通过投影展示实验步骤：a
、按下图布置器材（用8个小磁针）b
、根据实验现象，在标出小磁针N极的指向（即该点的磁场方向）c
、根据实验现象，画出通电螺线管的磁场方向。在右图中画出该通电螺线管的磁感线，并标出螺线管的N、S极。通过投影展示几个小组学生描绘的螺线管周围的磁感线，及所标的N、S极。
教师用投影仪把条形磁体、蹄形磁体、同名磁极，异名磁极间的磁感线分布展示出来。师生概括得出结论：通电螺线管周围存在磁场；通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
学生分组讨论实验方案。
分组讨论实验步骤。学生分组做探究性实验：探究通电螺线管的磁场， 并做好实验记录。分析、比较，得出结论。
培养学生归纳的能力。会通过设计实验方案，有目的地进行实验。 描述、比较、处理信息的能力。
教师活动
学生活动
达到目标
通电螺线管的磁极与电流方向关系
5．【探究】通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？提出问题：通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？猜想：N、S极分布与电流的方向有关；
N、S极分布与电源的“+、–”有关；N、S极分布可能与绕制的方向有关。问：通过前面的实验，我们发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，而条形磁体有N、S两个磁极，你手中的通电螺线管的哪端相当于N极，哪端相当于S极，你如何判别吗？
设计与进行实验：（1）把绕制的螺线管接在电路中，弄清螺线管导线中电流的方向。（2）把小磁针放在螺线管的一端，闭合电路，判别通电螺线管的N极和S极，根据实验结果，在下面相应的示意图上分别标出通电螺线管的N、S极。（3）改变电流的方向，按以上步骤再作一次。根据猜想设计实验并进行实验。概括、总结结论：通电螺线管的极性与电流方向有关。安培定则：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
学生讨论。学生在讨论的基础上，引导学生提出：在通电螺线管的两端放上小磁针，根据小磁针的指向判别它的N、S极。学生在图上标出N、S极
学习模仿能力的培养。 会通过设计实验方案，有目的的进行实验。
鼓励学生从逆向思维去解决问题的能力。初步的分析实验结论的技能
教师活动
学生活动
达到目标
通电螺线管的磁极与电流方向关系
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。
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。
学生课堂练习
学生从感性上升到理性认识。
培养学生综合运用知识的能力。
小结和思考
a.请学生谈谈本节课的收获。
b.如何运用电流的磁效应解决实际的问题。
c.完成动手动脑学物理。补充一些与磁生电的有关的知识。d.巩固练习：(1)请在图1中标出通电螺线管的ＮＳ极(2)在图2所示的通电螺线管上标出螺线管的电流方向和电源正负极。
a．学生自己总结 b．了解一些物理方法（如：控制变量法、归纳法、逆向思维法等） c．完成思考题。
d．学生对安培定则学会灵活应用。
理论与实际相结合，将所学知识运用于生活实际。及时复习巩固，让知识系统化
【板书设计】
第二节 电流的磁场
1、奥斯特实验
实验结论
（1）通电导体周围和磁体一样存在着磁场，即电流的磁场
（2）电流的磁场方向跟电流方向有关
2、通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
（2）通电螺线管的极性跟电流方向有关。
3、安培定则：
【教学反思】
《电流的磁场》是电磁学中很重要的一节课，电流的磁场是学生学习电磁现象的重要基础。
本节课教师教学思路清晰，掌握好教材，驾驭好课堂，顺利完成教学任务。本节课的教学成功之处主要体现在以下几点：
本课是实施省级物理研究课题《中学物理科学探究教与学的实践研究》的一个教学实例，在教学设计上很好地体现了该课题的研究思路和指导思想，以实验探究式教学为主，教学过程围绕三个学生“自主探究实验”展开。
本节课将教材中的奥斯特实验，改为学生探究实验，鼓励学生大胆探索，同时使学生对电生磁现象有了更深刻的认识与体会。
3、大多数小组的同学能顺利地完成三个“自主探究实验”，并分析得出实验结论，达到了预期的目标。通过探究实验，使抽象的电流的磁场变为直观，有助于学生的正确理解。
4、充分运用课件和实物投影等现代化教学手段，学生有耳目一新的感觉，让学生大胆探究、发散思维，通过现象，看到事物的本质和联系，灵活运用安培定则，以达到提高能力的目的。
5、通过实验与总结得出安培定则，要求学生理解记忆，奔着由易到难的想法，首先让学生会用安培定则判断N、S极，在此基础上逐步设置一些习题，以提高学生运用安培定则的能力。
本节课不足之处：
1.在奥斯特实验中，有些学生“短触”时间太长，使电池很快损耗，同时有些同学对该实验中“短路”问题，未给予满意的解释。
2.许多同学不能正确区分“螺线管的线圈绕向”，造成了一些混洧。
3.本课教学时间偏紧，一些基础较差的同学未能按预期时间完成实验，同时对“安培定则的运用”这一难点的突破比较匆忙，有必要在下一课时中予以巩固。
图 2
图 １
【教学课题】九年级物理《电流的磁场》
【教学目标】
1.知识目标
(1)认识电流的磁效应。
(2)知道通电导体周围存在着磁场;通电螺线管的磁场与条形磁体相似。
2．过程与方法
(1)观察和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磁场的方向。
(3)掌握安培定则,并会利用它判断通电螺线管的磁场方向。
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、探究通电螺线管的磁场的特点。
3、利用安培定则判断通电螺线管的磁场方向。
【教学难点】探究通电螺线管的极性与电流方向之间关系。
【教学方法】实验探究式教学法
【教学准备】
学生：各实验小组小磁针一盒(共10只)、螺线管一个、干电池2节、50cm长导线一根、一头带夹子的导线两根、实验探究学习指导材料一份。
教师：条形磁体、大头针、小磁针2盒、螺线管一个、大磁针一个、演示线路板一套(含干电池3节、长导线一根、带夹子导线2根)、螺线管磁场演示器、磁体磁场演示器、手电筒一把斗、多媒体课件。
【教学方法】实验探究式教学法
【教学思路】
本节课通过录像激趣引入，通过比较电现象和磁现象的相似点，让学生提出一个问题：电现象和磁现象之间有无联系？电流周围有没有磁场 有什么办法能知道电流周围有磁场 以启发学生联想。紧接着介绍了奥斯特首先发现电和磁联系的大体历程，这样安排意在激发起学生探索电和磁之间联系的兴趣，并对学生进行物理学史的教育。接着,根据教材提供的资源,设计了3个学生探究活动：奥斯特实验、通电螺线管的磁场分布和通电螺线管的极性与电流方向之间的关系。最后在实验的基础上，总结出安培定则并能应用它解决实际问题。【教学过程】
教师活动
学生活动
达到目标
录像 引 入
教师播放电现象和磁现象的片断录像。教师问：电现象和磁现象之间有哪些相似点？教师引导学生填写下表内容现象电现象磁现象相似点电荷可分为
种。磁体有
个磁极。带电体能
轻小物体。磁体能
铁等物体。同种电荷相互
；异种电荷相互
。同名磁极相互
；异名磁极相互
。问：通过以上比较，我们发现电现象和磁现象具有很大的相似性，据此你将想到什么问题
教师演示：条形磁铁会使放入其中的小磁针发生偏转，引导学生对实验进行观察，并进行思考：小磁针为什么会发生偏转？问：除了条形磁体以外，还有什么办法可以令小磁针发生偏转？
学生观看录像，获得感性认识，陶冶情操。学生思考、讨论,并回答问题。答：电现象和磁现象之间有很大的联系。学生猜想：“电”能不能使小磁针发生偏转。
使学生对电现象和磁现象有直观的认识培养学生观察、积极思考问题的习惯。 通过设问，激发学生学习的欲望和好奇心。培养学生发现问题的能力，体现从生活走向物理的教学观念。
电流的磁效应
1、奥斯特实验：简介奥斯特发现电流磁效应的过程，并引导学生进行进一步的探索。教师简述实验方法：（1）在桌面上放一小磁针，观察小磁针静止时两极的指向？（如图1）（2）触接电路，观察小磁针N极的方向是否发生偏转？（如图2）（3）改变电流的方向，重做实验，你能发现什么现象？（如图3）
了解奥斯特实验的由来。学生分组验证奥斯特实验。学生边实验边填写实验记录。
学生分组验证奥斯特实验的结论。
教师活动
学生活动
达到目标
电流的磁效应
教师总结： 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。
学生汇报实验现象学生分析、概括实验结论。
培养学生分析、概括能力。
通 电 螺 线 管
2、通电螺线管演示实验：（1）让电流通过直导线，观察导线能否吸起大头针。
（2）把导线绕成螺线管，通电后观察能否吸气大头针。问：“为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？把导线绕在圆筒上，做成螺线管，为什么磁场就会强得多？”
教师引导学生分析。总结：把导线绕在圆筒上制成螺线管。用手演示导线的绕制方法，让学生熟悉两类绕制方法。
引导学生观察实验现象学生回答所产生的磁场太弱了，怎么办呢？把导线绕在圆筒上，各条导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。引入通电螺线管概念 。学生动手绕制螺线管
使学生认识到复杂的事物由简单事物构成的道理。 通过亲自绕制，使学生获得感性认识。
通电螺线管的磁场分布
4、通电螺线管的磁场分布教师通过课件展示条形磁体的磁场分布图。问：通电螺线管的磁场是什么样的？问：我们是怎样研究条形磁体和蹄形磁体的磁场的？同学们能否模仿条形磁体和蹄形磁体的研究方法（见课本），设计出什么样的实验方案来研究通电螺线管周围的磁场？根据学生的回答，教师引导学生概括得出：方案1：先在螺线管周围放一些小磁针，通电教师活动
学生思考、讨论、回答问题
学生回顾旧知识。讨论、分析、总结学生活动
培养学生思维能力、交流能力。引导学生巩固旧知识的同时，探求解决新问题的途径。达到目标
通电螺线管的磁场分布
后，观察小磁针的偏转方向，根据小磁针N极的指向画出通电螺线管周围的磁感线分布。方案2：用镶在有机玻璃板上的螺线管来作实验，先在螺线管周围的玻璃板上均匀地洒上细铁屑，再给螺线管通电，轻敲玻璃板，观察细铁屑的排列，根据排列画出通电螺线管周围的磁感线分布。
教师指导学生根据实验方案1（即借助小磁针），进行实验。教师通过通过投影展示实验步骤：a
、按下图布置器材（用8个小磁针）b
、根据实验现象，在标出小磁针N极的指向（即该点的磁场方向）c
、根据实验现象，画出通电螺线管的磁场方向。在右图中画出该通电螺线管的磁感线，并标出螺线管的N、S极。通过投影展示几个小组学生描绘的螺线管周围的磁感线，及所标的N、S极。
教师用投影仪把条形磁体、蹄形磁体、同名磁极，异名磁极间的磁感线分布展示出来。师生概括得出结论：通电螺线管周围存在磁场；通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
学生分组讨论实验方案。
分组讨论实验步骤。学生分组做探究性实验：探究通电螺线管的磁场， 并做好实验记录。分析、比较，得出结论。
培养学生归纳的能力。会通过设计实验方案，有目的地进行实验。 描述、比较、处理信息的能力。
教师活动
学生活动
达到目标
通电螺线管的磁极与电流方向关系
5．【探究】通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？提出问题：通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？猜想：N、S极分布与电流的方向有关；
N、S极分布与电源的“+、–”有关；N、S极分布可能与绕制的方向有关。问：通过前面的实验，我们发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，而条形磁体有N、S两个磁极，你手中的通电螺线管的哪端相当于N极，哪端相当于S极，你如何判别吗？
设计与进行实验：（1）把绕制的螺线管接在电路中，弄清螺线管导线中电流的方向。（2）把小磁针放在螺线管的一端，闭合电路，判别通电螺线管的N极和S极，根据实验结果，在下面相应的示意图上分别标出通电螺线管的N、S极。（3）改变电流的方向，按以上步骤再作一次。根据猜想设计实验并进行实验。概括、总结结论：通电螺线管的极性与电流方向有关。安培定则：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
学生讨论。学生在讨论的基础上，引导学生提出：在通电螺线管的两端放上小磁针，根据小磁针的指向判别它的N、S极。学生在图上标出N、S极
学习模仿能力的培养。 会通过设计实验方案，有目的的进行实验。
鼓励学生从逆向思维去解决问题的能力。初步的分析实验结论的技能
教师活动
学生活动
达到目标
通电螺线管的磁极与电流方向关系
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。
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。
学生课堂练习
学生从感性上升到理性认识。
培养学生综合运用知识的能力。
小结和思考
a.请学生谈谈本节课的收获。
b.如何运用电流的磁效应解决实际的问题。
c.完成动手动脑学物理。补充一些与磁生电的有关的知识。d.巩固练习：(1)请在图1中标出通电螺线管的ＮＳ极(2)在图2所示的通电螺线管上标出螺线管的电流方向和电源正负极。
a．学生自己总结 b．了解一些物理方法（如：控制变量法、归纳法、逆向思维法等） c．完成思考题。
d．学生对安培定则学会灵活应用。
理论与实际相结合，将所学知识运用于生活实际。及时复习巩固，让知识系统化
【板书设计】
第二节 电流的磁场
1、奥斯特实验
实验结论
（1）通电导体周围和磁体一样存在着磁场，即电流的磁场
（2）电流的磁场方向跟电流方向有关
2、通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
（2）通电螺线管的极性跟电流方向有关。
3、安培定则：
【教学反思】
《电流的磁场》是电磁学中很重要的一节课，电流的磁场是学生学习电磁现象的重要基础。
本节课教师教学思路清晰，掌握好教材，驾驭好课堂，顺利完成教学任务。本节课的教学成功之处主要体现在以下几点：
本课是实施省级物理研究课题《中学物理科学探究教与学的实践研究》的一个教学实例，在教学设计上很好地体现了该课题的研究思路和指导思想，以实验探究式教学为主，教学过程围绕三个学生“自主探究实验”展开。
本节课将教材中的奥斯特实验，改为学生探究实验，鼓励学生大胆探索，同时使学生对电生磁现象有了更深刻的认识与体会。
3、大多数小组的同学能顺利地完成三个“自主探究实验”，并分析得出实验结论，达到了预期的目标。通过探究实验，使抽象的电流的磁场变为直观，有助于学生的正确理解。
4、充分运用课件和实物投影等现代化教学手段，学生有耳目一新的感觉，让学生大胆探究、发散思维，通过现象，看到事物的本质和联系，灵活运用安培定则，以达到提高能力的目的。
5、通过实验与总结得出安培定则，要求学生理解记忆，奔着由易到难的想法，首先让学生会用安培定则判断N、S极，在此基础上逐步设置一些习题，以提高学生运用安培定则的能力。
本节课不足之处：
1.在奥斯特实验中，有些学生“短触”时间太长，使电池很快损耗，同时有些同学对该实验中“短路”问题，未给予满意的解释。
2.许多同学不能正确区分“螺线管的线圈绕向”，造成了一些混洧。
3.本课教学时间偏紧，一些基础较差的同学未能按预期时间完成实验，同时对“安培定则的运用”这一难点的突破比较匆忙，有必要在下一课时中予以巩固。
图 2
图 １
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