15.2 奥斯特的发现 教案 （沪粤版九年级）

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奥斯特的发现
教学目标
1. 初步认识电能生磁，了解奥斯特实验。
2. 初步认识通电螺线管外部的磁场特点。
3. 了解右手螺旋定则。
教学重点
探究通电螺线管外部磁场分布特点
教学难点
确定通电螺线管极性跟电流方向间的关系。
教学器材：
教师器材：导线，开关，干电池，圆形磁铁，塑料棒，电磁铁，大头针，小磁针，铁屑。
学生器材：导线，电磁铁，开关，干电池，大头针。
新课教学
出示幻灯片：上海磁悬浮列车
提问：有没有同学看过或坐过磁悬浮列车？磁悬浮列车与普通列车相比谁行驶得快？
教师：磁悬浮列车与普通列车相比：
磁悬浮列车的地面轨道和列车底部都安装有磁体，通过磁体之间的相互作用，使列车悬浮在轨道上方，不与轨道直接接触，从而大大减小了列车运行时与轨道之间的摩擦阻力，提高了运行速度。
引导学生讨论：磁悬浮列车上用的是不是永磁体？
教师：永磁体不易控制，浮上去以后下不来，所以磁悬浮列车上用是电磁铁。
学生：先观察实验室中常用的电磁铁，然后将电磁铁拆开，观察电磁铁的结构。
教师：电磁铁不通电时有没有磁性？通电时有没有磁性？
学生实验：将电磁铁接入电路，观察电磁铁磁性。（通电有磁性，断电无磁性）
教师：同学们在刚才的实验中发现了电磁铁通电有磁性，断电无磁性，这说明电流能够产生磁场，最早发现这一现象的是丹麦物理学家奥斯特。
演示奥斯特实验：（1）取一根直导线放在静止的小磁针上方，使导线与小磁针平行，通电观察小磁针是否转动，往哪个方向转动。
（2）改变导线中电流的方向观察小磁针的转动情况。
引导学生讨论：（1）导线通电小磁针偏转说明什么？（提示：小磁针静止时南北指向是因为受地磁场作用，偏转说明受到比地磁场更大的磁场作用—电流产生的磁场）
（2）电流方向改变以后为什么小磁针转动方向也会改变？（提示：小磁针受磁场控制，小磁针转动方向改变说明磁场方向变了）
结论：（1）通电导体周围存在磁场。
（2）磁场方向跟电流方向有关。
思考：导线通电以后周围产生磁场，一根通电导线和几根通电导线产生的磁场哪个强？
教师：单根通电导线产生的磁场很弱，人们通过研究发现：如果把导线绕在圆筒上，做成螺线管，相当于将很多导线叠加在一起，这些导线共同产生的磁场就会强很多，所以实际应用电流产生的磁场时，都是将导线绕成螺线管。
师生互动：（1）练习螺线管地饶法画法。
（2）在画好的螺线管正面标电流方向。
设疑：螺线管通电以后会产生磁场，那么通电螺线管周围的磁场又是怎样分布的呢？
演示：将铁屑洒在通电螺线管四周玻璃板上，接通电源轻敲玻璃板观察铁屑的分布。
思考：由通电螺线管的磁场分布联想到哪种永磁体的磁场分布？（条形磁体）
教师：根据通电螺线管的磁场分布情况，通电螺线管也应该有两个磁极，用什么方法可以判断它的两极？
演示：在通电螺线管的两端各放一个小磁针，接通电源观察小磁针的偏转，确定磁极。（改变电流方向再做一次）
设疑：假如没有小磁针又该如何确定螺线管的磁极？
教师：通过前面的实验发现通电螺线管的磁极跟螺线管线圈中的电流方向有关系，人们在发现和表述物理规律时，常常采用一些科学的巧妙的方法来帮助我们记忆和应用这些物理规律。经过研究发现螺线管线圈中的电流绕向和螺线管的磁极符合右手螺旋定则。
右手螺旋定则：用右手握住螺线管，让四指弯曲跟螺线管线圈中的电流方向一致，则大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。
学生：用右手螺旋定则判断实验记录下的螺线管线圈中的电流方向和磁极的关系，看看与用小磁针判断出来的是否一致。
练习：
1.标出(a)、(b)两图中，通电螺线管的N、S极。
能力提升：
2．根据图中小磁针的偏转情况，标出螺线管线圈中的电流方向。
小结：
1.电磁铁的结构：由＿＿和＿＿组成。
2.电磁铁的磁性特征：
通电＿＿磁性，断电＿＿磁性。
3.通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场分布＿＿。
4.通电螺线管的极性可用＿＿定则来判定。
布置作业：
课本P86自我评价与作业2.3题。
设计思路及流程图： 奥斯特实验 → 单根直导线磁场
↑
电流磁场 ↓
↑来源
磁悬浮列车 → 电磁铁 → 电磁铁的磁性 → 螺线管磁场分布 → 螺线管磁极 → 判定法则 → 训练
↓ ↓分组 ↓ ↓
观察结构 通电有磁性 演示 演示
断电无磁性 ↓ ↓
与条形磁铁相似 2个磁极
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