通电螺线管的磁场 教案 (4)
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文档简介
通电螺线管的磁场
教案
1新设计
本节教学是九年级物理第8章第2节《磁场》中的第二课时,学习内容主要包括电流的磁效应、通电螺线管周围的磁场、右手螺旋定则。本节课所揭示的电、磁间的内在联系,拉开了现代电磁学的序幕。本节内容是初中磁现象教学的重点和难点。
电流的磁效应是在日常生活中不易观察到的物理现象,同时通电螺线管的磁场,对学生来说比较陌生。因此,在教学中以实验探究为主,从知道电流周围有磁场为基础,逐步深入,认识通电螺线管的磁场。
本节教学通过学生参与、体验活动,经历实验、观察、分析、归纳的过程,认识物理研究的方法。通过探究的过程,增强互相合作与交流的意识,养成勇于质疑、大胆想象和尊重事实的科学态度。
通过了解电与磁的联系,保持对自然界的好奇,产生对科学探索的兴趣。同时通过了解生活实例,感受物理知识在生产、生活中的广泛应用。
2教学目标
1.知识和技能
⑴
知道奥斯特实验,理解电流周围存在磁场。
⑵
知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。
⑶
会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或通电螺线管的电流方向。
过程和方法
通过认识电流磁效应的现象和“探究通电螺线管磁场”实验,感受实验、观察、分析、归纳的研究方法。
情感态度和价值观
(1)通过探究通电螺线管磁场,增强协作意识。
(2)通过制作简单的电磁铁,达到学以致用的目的,提高学习物理的兴趣。
3学情分析
初三的学生有一定的动手能力和逻辑思维能力,学生能够在实验中自制简易螺线管,而且实验现象比较明显,能观察到小磁针在螺线管通电后会发生转动;也能发现电流的方向影响磁场的方向。
4重点难点
教学重点:探究通电螺线管的磁场。
教学难点:右手螺旋定则。
5教学过程
【讲授】教学详案
我们都知道:磁浮列车已经成为上海的特色交通工具,也是上海城市的标志,磁浮空中的优势,是它能够更高速。哪位同学能够告诉我们数十吨重的列车是如何悬浮起来的呢
(生:磁极间的相互作用)
不错那么列车的底座和整个导轨就应该是磁体,有这么大的磁体吗
显然是不现实的那列车的底座和整个导轨的磁性又是如何获得呢
下面就准备请同学们自己试一试,在实验盘中有这样一根直导线,请同学们按图1所示,将直导线放置在小磁针的上方,并与小磁针的指向平行,用干电池作为电源给直导线瞬时通电。观察小磁针是否偏转如果偏转请用箭头在图中记录偏转的方向
然后按图2所示改变直导线中的电流方向,同样观察小磁针是否偏转如果偏转也请记录它的偏转方向
哪位同学能来描述你刚才所观察到的现象
都偏转
说明了什么
偏转方向不同又说明了什么
(生:电流周围存在磁场,磁场的方向与电流方向有关)
我们把电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应
其实磁浮列车就是依靠电流获得磁性的,我们一段一段地给导轨通电,当列车接近某一段导轨时,我们通电,当它通过之后就将电源关掉,这样既获得了磁性,又节省了能源。
本节课我们所要研究的内容就是电流周围的磁场
在人类历史上认识到电和磁之间存在联系的过程是漫长的,最初只有少数科学家坚信电和磁之间存在着联系,丹麦物理学家奥斯特就是其中之一
奥斯特在一次讲课时,无意之中发现:通电导线下方的小磁针转动了一下,这一不显眼的现象并没有引起现场其他人的注意,但奥斯特却异常兴奋。接着他对此深入研究,得出了电流周围存在磁场的结论。奥斯特的这一发现是他一直坚信电磁之间有联系的结果,可见机遇总是垂青有准备的人!所以这一不显眼的现象才会引起奥斯特的注意。说这一现象不显眼,其实也反映了单根直导线通电后周围的磁场比较弱,那有办法增强通电导线周围的磁场吗
(生:增强电流)很好其实前面我们在做奥斯特实验时,已经用了这一方法,我们瞬时电源短路,就是为了让直导线中的电流较大。
还有其他方法吗
有人想到用多根导线并接,但不太方便,于是人们想到了将单根导线绕成线圈后通电,现在就相当于多根导线并接了。
这样由单根导线绕成的线圈叫做螺线管。
好现在我们来了解通电螺线管周围的磁场分布情况。
先在螺线管周围均匀洒上铁屑,接通电源,请同学们观察铁屑的分布情况
和什么周围的磁场分布相似
通电螺线管对外相当于一个条形磁铁
下面请大家将直导线绕在铁钉上制成螺线管。
我收集了两个小组的螺线管,请同学们比较一下他们的绕制方法。这是两个不同绕法的螺线管
一个是从铁钉钉帽处的正面绕上,背面绕下
另一个是。。。
为了便于研究,我们也可以用图示的方法把螺线管的绕法画出来(边画边讲)(正面绕上。。。)
假如接通电源,可以根据电源的正负极,标出电流的方向(画出来)
这就是用图示的方法表示出的通电螺线管。
前面我们通过实验得出了通电螺线管对外相当于一个条形磁铁,
它也该有两个磁极,那它哪一端是N极哪一端是S极 用什么方法可以判断呢
(根据磁极间的相互作用)(相互排斥)我们就直接利用同名磁极相互排斥来判断
接下来请大家给你自己所绕的螺线管通电,并判断两端的极性。注意:请先将你的螺线管绕法画在活动卡的图4中
然后瞬时接通电源,用小磁针判断极性
最后在图中标出电源正负极、电流方向和通电螺线管两端极性
好,开始
(请大家不要忘记断开电源,我们来交流一下实验结果 !)
我收集了几个小组的实验记录,先来看这两个小组的:一个小组的钉帽一端是N极,钉尖端S极;而另一个小组的钉帽端却是S极钉尖N极。
为什么会两端极性情况不一样呢 哪位同学能通过比较这两幅图得出通电螺线管两端的极性可能跟什么有关呢
(电流方向)
再来看一下这个小组的实验记录,它两端的极性情况也和第一幅图中的不同,比较1、3两幅图你有什么发现呢 (通电螺线管两端的极性可能还跟什么有关呢 )
(绕法)
我这还有第四种实验记录,同学们再来看一下,分析比较3、4两幅图又说明什么呢
(和我们分析比较1、2两幅图的发现是相同的)
接下来我们来进一步研究这四种情况:
通过刚才的分析,同学们进行了横向比较和纵向比较,初步得到了通电螺线管两端的极性可能跟电流方向和绕法有关
那对角的两图的情况怎么解释呢 它们两端的极性情况为什么相同呢
(比如说我们就来看这两幅图)
(学生若回答)(是不是这样的原因呢 )
现在我们看到的AB两图,就是螺线管绕法不同电流方向不同但极性情况相同
请大家来看一下这两幅图中电流是如何通过螺线管的 注意观察比较
通过刚刚的观察同学们有什么发现吗
接下来我们再来看一看螺线管A
的正面图电流又是如何通过的呢
B的正面图又怎样呢
请同学们观察并比较
(正面都是电流方向向上的)
(非常好)
这说明这两个通电螺线管中电流的环绕方向是一致的所以它们两端极性是相同的
原来我们前面发现的通电螺线管的极性跟绕法和电流方向有关是一个表象,而真正决定它两端极性的因素是电流的环绕方向(也就是螺线管中的电流方向)
(结论:通电螺线管两端极性由电流的环绕方向决定。)
好现在图中有这样一个通电螺线管
请问它的哪一端是N极,哪一端是S极呢 再如这样一个的两端极性情况又是怎样的呢
(有谁知道 )
有人很聪明,想出了只要借助于我们的右手就可以判定的方法
比如这样一个螺线管
螺线管中的电流方向如图所示,想象一下用右手握住通电螺线管,弯曲的四指指向电流的环绕方向,那么大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。
而这个聪明人就是法国物理学家安培
他在奥斯特发现电流的磁效应之后,又进一步做了大量实验,研究了通电螺线管两端的极性与电流方向之间的关系,总结出了这个判定方法:称为安培定则,也称右手螺旋定则。
好,我们来应用右手螺旋定则判断通电螺线管两端的极性。。。
(练习)
(小结一下本节课所学内容。)
通过本节课的学习,我们知道了奥斯特实验。
我们还研究了通电螺线管周围的磁场
我们今天的螺线管是绕在铁钉上的,像这样的内部带有铁芯的螺线管
我们就叫做电磁铁,那
今天我们做通电螺线管的实验为什么一定要带铁芯呢
电磁铁对我们的生产和生活带来什么好处呢
请同学们网上查阅相关资料,课外继续研究。
教案
1新设计
本节教学是九年级物理第8章第2节《磁场》中的第二课时,学习内容主要包括电流的磁效应、通电螺线管周围的磁场、右手螺旋定则。本节课所揭示的电、磁间的内在联系,拉开了现代电磁学的序幕。本节内容是初中磁现象教学的重点和难点。
电流的磁效应是在日常生活中不易观察到的物理现象,同时通电螺线管的磁场,对学生来说比较陌生。因此,在教学中以实验探究为主,从知道电流周围有磁场为基础,逐步深入,认识通电螺线管的磁场。
本节教学通过学生参与、体验活动,经历实验、观察、分析、归纳的过程,认识物理研究的方法。通过探究的过程,增强互相合作与交流的意识,养成勇于质疑、大胆想象和尊重事实的科学态度。
通过了解电与磁的联系,保持对自然界的好奇,产生对科学探索的兴趣。同时通过了解生活实例,感受物理知识在生产、生活中的广泛应用。
2教学目标
1.知识和技能
⑴
知道奥斯特实验,理解电流周围存在磁场。
⑵
知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。
⑶
会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或通电螺线管的电流方向。
过程和方法
通过认识电流磁效应的现象和“探究通电螺线管磁场”实验,感受实验、观察、分析、归纳的研究方法。
情感态度和价值观
(1)通过探究通电螺线管磁场,增强协作意识。
(2)通过制作简单的电磁铁,达到学以致用的目的,提高学习物理的兴趣。
3学情分析
初三的学生有一定的动手能力和逻辑思维能力,学生能够在实验中自制简易螺线管,而且实验现象比较明显,能观察到小磁针在螺线管通电后会发生转动;也能发现电流的方向影响磁场的方向。
4重点难点
教学重点:探究通电螺线管的磁场。
教学难点:右手螺旋定则。
5教学过程
【讲授】教学详案
我们都知道:磁浮列车已经成为上海的特色交通工具,也是上海城市的标志,磁浮空中的优势,是它能够更高速。哪位同学能够告诉我们数十吨重的列车是如何悬浮起来的呢
(生:磁极间的相互作用)
不错那么列车的底座和整个导轨就应该是磁体,有这么大的磁体吗
显然是不现实的那列车的底座和整个导轨的磁性又是如何获得呢
下面就准备请同学们自己试一试,在实验盘中有这样一根直导线,请同学们按图1所示,将直导线放置在小磁针的上方,并与小磁针的指向平行,用干电池作为电源给直导线瞬时通电。观察小磁针是否偏转如果偏转请用箭头在图中记录偏转的方向
然后按图2所示改变直导线中的电流方向,同样观察小磁针是否偏转如果偏转也请记录它的偏转方向
哪位同学能来描述你刚才所观察到的现象
都偏转
说明了什么
偏转方向不同又说明了什么
(生:电流周围存在磁场,磁场的方向与电流方向有关)
我们把电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应
其实磁浮列车就是依靠电流获得磁性的,我们一段一段地给导轨通电,当列车接近某一段导轨时,我们通电,当它通过之后就将电源关掉,这样既获得了磁性,又节省了能源。
本节课我们所要研究的内容就是电流周围的磁场
在人类历史上认识到电和磁之间存在联系的过程是漫长的,最初只有少数科学家坚信电和磁之间存在着联系,丹麦物理学家奥斯特就是其中之一
奥斯特在一次讲课时,无意之中发现:通电导线下方的小磁针转动了一下,这一不显眼的现象并没有引起现场其他人的注意,但奥斯特却异常兴奋。接着他对此深入研究,得出了电流周围存在磁场的结论。奥斯特的这一发现是他一直坚信电磁之间有联系的结果,可见机遇总是垂青有准备的人!所以这一不显眼的现象才会引起奥斯特的注意。说这一现象不显眼,其实也反映了单根直导线通电后周围的磁场比较弱,那有办法增强通电导线周围的磁场吗
(生:增强电流)很好其实前面我们在做奥斯特实验时,已经用了这一方法,我们瞬时电源短路,就是为了让直导线中的电流较大。
还有其他方法吗
有人想到用多根导线并接,但不太方便,于是人们想到了将单根导线绕成线圈后通电,现在就相当于多根导线并接了。
这样由单根导线绕成的线圈叫做螺线管。
好现在我们来了解通电螺线管周围的磁场分布情况。
先在螺线管周围均匀洒上铁屑,接通电源,请同学们观察铁屑的分布情况
和什么周围的磁场分布相似
通电螺线管对外相当于一个条形磁铁
下面请大家将直导线绕在铁钉上制成螺线管。
我收集了两个小组的螺线管,请同学们比较一下他们的绕制方法。这是两个不同绕法的螺线管
一个是从铁钉钉帽处的正面绕上,背面绕下
另一个是。。。
为了便于研究,我们也可以用图示的方法把螺线管的绕法画出来(边画边讲)(正面绕上。。。)
假如接通电源,可以根据电源的正负极,标出电流的方向(画出来)
这就是用图示的方法表示出的通电螺线管。
前面我们通过实验得出了通电螺线管对外相当于一个条形磁铁,
它也该有两个磁极,那它哪一端是N极哪一端是S极 用什么方法可以判断呢
(根据磁极间的相互作用)(相互排斥)我们就直接利用同名磁极相互排斥来判断
接下来请大家给你自己所绕的螺线管通电,并判断两端的极性。注意:请先将你的螺线管绕法画在活动卡的图4中
然后瞬时接通电源,用小磁针判断极性
最后在图中标出电源正负极、电流方向和通电螺线管两端极性
好,开始
(请大家不要忘记断开电源,我们来交流一下实验结果 !)
我收集了几个小组的实验记录,先来看这两个小组的:一个小组的钉帽一端是N极,钉尖端S极;而另一个小组的钉帽端却是S极钉尖N极。
为什么会两端极性情况不一样呢 哪位同学能通过比较这两幅图得出通电螺线管两端的极性可能跟什么有关呢
(电流方向)
再来看一下这个小组的实验记录,它两端的极性情况也和第一幅图中的不同,比较1、3两幅图你有什么发现呢 (通电螺线管两端的极性可能还跟什么有关呢 )
(绕法)
我这还有第四种实验记录,同学们再来看一下,分析比较3、4两幅图又说明什么呢
(和我们分析比较1、2两幅图的发现是相同的)
接下来我们来进一步研究这四种情况:
通过刚才的分析,同学们进行了横向比较和纵向比较,初步得到了通电螺线管两端的极性可能跟电流方向和绕法有关
那对角的两图的情况怎么解释呢 它们两端的极性情况为什么相同呢
(比如说我们就来看这两幅图)
(学生若回答)(是不是这样的原因呢 )
现在我们看到的AB两图,就是螺线管绕法不同电流方向不同但极性情况相同
请大家来看一下这两幅图中电流是如何通过螺线管的 注意观察比较
通过刚刚的观察同学们有什么发现吗
接下来我们再来看一看螺线管A
的正面图电流又是如何通过的呢
B的正面图又怎样呢
请同学们观察并比较
(正面都是电流方向向上的)
(非常好)
这说明这两个通电螺线管中电流的环绕方向是一致的所以它们两端极性是相同的
原来我们前面发现的通电螺线管的极性跟绕法和电流方向有关是一个表象,而真正决定它两端极性的因素是电流的环绕方向(也就是螺线管中的电流方向)
(结论:通电螺线管两端极性由电流的环绕方向决定。)
好现在图中有这样一个通电螺线管
请问它的哪一端是N极,哪一端是S极呢 再如这样一个的两端极性情况又是怎样的呢
(有谁知道 )
有人很聪明,想出了只要借助于我们的右手就可以判定的方法
比如这样一个螺线管
螺线管中的电流方向如图所示,想象一下用右手握住通电螺线管,弯曲的四指指向电流的环绕方向,那么大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。
而这个聪明人就是法国物理学家安培
他在奥斯特发现电流的磁效应之后,又进一步做了大量实验,研究了通电螺线管两端的极性与电流方向之间的关系,总结出了这个判定方法:称为安培定则,也称右手螺旋定则。
好,我们来应用右手螺旋定则判断通电螺线管两端的极性。。。
(练习)
(小结一下本节课所学内容。)
通过本节课的学习,我们知道了奥斯特实验。
我们还研究了通电螺线管周围的磁场
我们今天的螺线管是绕在铁钉上的,像这样的内部带有铁芯的螺线管
我们就叫做电磁铁,那
今天我们做通电螺线管的实验为什么一定要带铁芯呢
电磁铁对我们的生产和生活带来什么好处呢
请同学们网上查阅相关资料,课外继续研究。