八(上)教案 4章2节 电流的磁效应[上学期]

八(上)教案 4章2节 电流的磁效应
杭州湾中学 陈尔琼
(第一课时)
教学目标
1. 知道奥斯特实验,知道发现电流的磁效应的意义。
2. 知道直线电流周围有磁场，会描述直线电流磁场的分布特点，知道直线电流磁场的方向与电流方向有关。
3. 知道通电螺线管周围磁场的分布特点，知道通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系可以用右手螺旋定则来表示。
教学重点: 电流周围存在磁场、直线电流磁场的特性、通电螺线管磁场的特性、使用右手螺旋定则
教学难点:直线电流磁场的特性、通电螺线管磁场的特性、使用右手螺旋定
教学器材: 多媒体、细铁屑、小磁针、电源、导线、直线电流磁场和螺线管磁场演示仪等
教 学 过 程
创设情景，导入新课:
在科学发展史上很长一段时间里,电现象和磁现象是分别研究的,直到十九世纪,科学家还认为:电和磁没有联系。但实际上，人类很早就发现电和磁的某些相似性，比如，自然界中只有正负两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引等。丹麦物理学家奥斯特坚信，自然界各种现象之间存在着广泛的联系，就象电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁之间也应存在联系。在这一思想的指导下，奥斯特开始研究电和磁的联系。1820年，奥斯特在哥本哈根大学的一次演讲中，做了很多演示实验。在一次实验中，他偶然把导线沿南北方向放置，把小磁针放在导线下方，然后接通电源，小磁针突然转动起来。这个现象引起了奥斯特注意，下课后，他反复实验，观察小磁针的转动。在3个月后，1820年7月21日，奥斯特向科学界宣布了电流的磁效应的研究。它立即引起了那些懂得它的重要性和价值的人们的注意，在这一重大发现之后，一系列的新的发现接连出现。这一重大发现揭开了电磁学时代的序幕，是物理学史上的一个新纪元。有人说奥斯特的发现纯属偶然，可法国的巴斯特说得好：“机遇只偏爱有准备的头脑”。奥斯特的发现正是源于他的信念和毅力。
根据上述内容，思考：1、把小磁针放在导线下方，然后接通电源，小磁针突然转动起来，这说明了什么？我们能否动手做一做？2、为什么这一发现是物理学史上的一个新纪元？
合作交流，探究新知：
阅读课本90-91页 演示并多媒体播放奥斯特实验课件，观察现象并
讨论：1、当导线中通电流时，放在上面或下面的小磁针的指向发生了改变，这说明了什么？
（说明通电直导线周围存在磁场，正因为这个磁场的作用，才使得小磁针的指向发生了偏转，这种现象我们叫电流的磁效应）
2、小磁针的偏转与电流方向之间有什么规律？
直导线中没有电流 直导线中电流从左到右 直导线中电流从右到左
小磁针上方拉一根与小磁针平行的直导线 小磁针N极指向地理北极 小磁针N极垂直于纸面向里 小磁针N极垂直于纸面向外
小磁针下方拉一根与小磁针平行的直导线 小磁针N极指向地理北极 小磁针N极垂直于纸面向外 小磁针N极垂直于纸面向里
磁铁靠近小磁针 小磁针N极不再指向地理北极，在磁铁作用下重新指向。
这一规律说明小磁针的北极的受力方向与电流表方向有关，当导线中的电流方向改变时，小磁针的N极指向也改变。因此，直线电流磁场的方向与电流方向有关。
3、这个发现有什么重要的意义？（为电磁理论的建立和电磁技术应用的发展奠定了基础。）
总结：
1、1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场。
2、通电导线周围存在磁场方向与电流方向有关。
阅读课本91-92页 演示并多媒体播放直线电流的磁场实验课件
请学生仔细观察并描述细铁屑的排列情况、小磁针的偏转现象，从中分析出通电直导线的磁场是怎样分布的？
总结：3、直线电流周围的磁感线分布在垂直于电流的所有平面上，是以电流为圆心的一系列同心圆，磁场的方向与电流方向有关。
4、直线电流周围的磁场可用安培定则来判断：用右手握住直导线，让大拇指的指向与电流方向一致，那么其余四指弯向磁感线的环绕方向。如图示
例：导线AB中通以自上而下的电流，请在原图上作出直线电流磁场
的磁感线的分布图示。（图示有两种方法，一种是用同心圆来表示，
画若干个用虚线画成的用箭头表示磁感线的方向的同心圆；另一种是
用符号表示，用叉叉表示磁感线垂直于纸面向里，用点表示垂直于纸面
向外。）
阅读课本92-93页 演示并多媒体播放通电螺线管的磁场实验课件
请学生仔细观察并描述细铁屑的排列情况、小磁针的偏转现象，从中分析出通电螺线管的磁场是怎样分布的？
总结：5、通电螺线管周围存在磁场。通电螺线管的磁场与条形磁铁相似，它两端的磁极极性与电流方向有关。
6、通电螺线管的磁场方向可用右手螺旋定则来判断。用右手握住螺线管，让弯曲的四指沿着螺线管上的电流方向，则与四指垂直的大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极，另一端是S极。
例：如图示，放在通电螺线管附近的小磁针静止时所指的方向如左下图所示，请标出通电螺线管的N极和S极，并用箭头标出通电螺线管导线中的电流方向和电源正负极．
[课堂总结] 本节课主要讲了：
1、直线电流周围的磁感线分布在垂直于电流的所有平面上，是以电流为圆心的一系列同心圆，磁场的方向与电流方向有关。可用安培定则来判断。
2、通电螺线管周围存在磁场。通电螺线管的磁场与条形磁铁相似，它两端的磁极极性与电流方向有关。可用右手螺旋定则来判断。
课堂练习：
1、第一个发现电流周围存在磁场的科学家是（ ）
A、欧姆 B、安培 C、法拉第 D、奥斯特
2、奥斯特实验表明
A、 导线周围存在磁场B、任何导体通过电流时都会发热
C、电流周围存在磁场 D、电流周围的磁场跟电流方向无关
3、直线电流的磁感线分布规律
A、与条形磁铁相似 B、与U形磁铁相似
C、和电流方向平行 D、是以导线上各点为圆心的一些同心圆
4、如图所示,在通电螺线管附近放着装有条形磁铁的平板小车,闭合开关S后，发现小车被推开，可以判断a端为 极，b端为 极
作业布置：作业本B30-31页和方法纵书
(第二课时)
教学目标：
1、 知道电磁铁的涵义，知道电磁铁的磁性强弱和电流大小及线圈匝数多少有关。
2、 知道在影响因素较多时用控制变量法来探究这些变量之间的关系。
3、知道电磁铁的优点及其应用。
教学重点：电磁铁的磁性强弱和电流大小及线圈匝数多少有关，电磁铁优点
教学难点：电磁铁的磁性强弱和电流大小及线圈匝数多少有关
教学器材：多媒体、两大铁钉、大头针、开关、滑动变阻器、电源、长导线
教 学 过 程
创设情景，导入新课:
复习引入
1、直线电流的磁感线的形状是怎样的 通电螺线管的极性如何判断
2、当电磁铁线圈中有电流通过时，小磁针静止在如右图所示的位置上，则电源的A端是 极．通电螺线管的磁场方向与电流方向的关系可以用 来判定，也可叫做 定则。
合作交流，探究新知：
一、 电磁铁：内部带有铁心的螺线管
演示：用一个空心的螺线管吸引一堆大头针和插有铁心的通电螺线管去吸引一堆大头针，请学生观察实验的现象。
发现插有铁心的通电螺线管吸引的大头针多。主要是由于铁心先被螺线管磁化，这样就大大增强了它的磁性。
2、 影响通电螺线管磁性强弱的因素
演示：如右图所示接好电路，闭合开关后观察两通电螺线管吸引大头针的多少，移动滑动变阻器的滑片，继续观察并请学生描述出实验现象
分析：开关不闭合，两电磁铁不吸引大头针；闭合开关给电磁铁通电时，两电磁铁均吸引大头针，且匝数多的电磁铁吸引得多；移动变阻器滑片时通过电磁铁电流越大，吸引的大头针也越多。
总结：1、当线圈匝数不变时，电流越大，通电螺线管的磁性越强。
2、通以相同电流时，线圈匝数越多，通电螺线管的磁性越强。
3、通电螺线管的磁性与有否铁芯有关。
大量实验表明：通电螺线管的磁性强弱与单位长度上的线圈匝数、电流大小及线圈中有否铁芯有关
例1、如下图所示，将滑动变阻器接入电路MN处，当K闭合且变阻器滑动片P向右滑动时电磁铁的电流减小，磁性 ，则应将变阻器的接线柱 或 接入电路，这时小磁针的左端是_____极，电磁铁的左端为 极。
例2、弹簧的下端挂一小块条形磁铁后，长度为16厘米，闭合电键
S，弹簧的长度为18厘米（如右上图所示），进行下列各操作时，
可以使弹簧的长度小于16厘米的是（ ）
A.将变阻器的滑片向右移动 B.将电磁铁的铁心抽出
C.将变阻器的滑片向左移动 D.将电池组的正负级调换
例3、通电螺线管的电流越大，它的磁性 ；通电螺线管的 越多，磁性越强；插入铁棒后，它的磁性
三、电磁铁的优点
1、电磁铁的磁性有无可以用通断电来控制；
2、电磁铁磁性强弱可以用电流大小控制；
3、电磁铁的极性可用变换电流方向来控制
例：废铁回收站中用电磁起重机不需要任何设备，就能把成吨的废铁搬运堆放，为什么它有这样的功能？
（因为电磁起重机中的电磁铁通电后，就能把废金属中的成吨的铁质物质吸引选取，搬运到目的地堆放后断电，回到废品站后又重新通电重复以上操作）
四、电磁场的应用
用多媒体演示电铃、电磁继电器的工作原理（见电生磁用到的FIASH附件）
1、 电铃、电磁继电器等都是利用电磁铁的原理来工作的。
2、 电磁继电器的作用：一是可以实现低电压、弱电流来控制高电压、强电流；二是可以实现自动控制和远距离控制。
例：下图是电磁继电器的工作原理图。（A）电磁继电器主要由（1） ，（2） ，（3） ，（4） ，（5） 等元件组成。
(B)工作过程如下图所示，请完成此表。
低压电路通 路或断路 电磁铁的 工作情况 弹簧伸长 或缩短 触点接通或断开 电动机工作情况
S闭合
S断开
五、课堂小结
用多媒体课件简单回顾奥斯特实验、直线电流周围的磁场、通电螺线管的磁场、电磁铁、电铃、电磁继电器、自动控制电路的设计等实验，加强理解和记忆。
六、作业布置：作业本A34-35页和方法纵书