16.2 电流的磁场 教学设计

二、电流的磁场 教学设计
要求】
通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
【教学目标】
知识与技能：??
（1）了解通电导线周围存在磁场，认识电流的磁效应；
（2）认识通电导线周围的磁场方向与电流方向有关；
（3）知道通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似；
（4）会用安培定则判断通电螺线管的磁极和螺线管中的电流方向。
过程与方法：
（1）通过探究活动，了解通电导线周围存在磁场；
（2）通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向。
情感、态度与价值观：
通过认识电与磁之间的联系，激发学生乐于探索自然界奥秘的动机，了解探索大自然奥秘的科学方法。
【教学重、难点】
教学重点：
（1）奥斯特实验再现；
（2）探究通电螺线管外部磁场的方向；
（3）安培定则的使用。
教学难点：
（1）认识通电导体周围的磁场方向与通电螺线管中电流的方向有关；
（2）安培定则的使用。
【学法与教法】
学法：小组实验探究、讨论法
教法：演示实验
【器材准备】
演示实验：魔盒（内含电磁铁、电池组、开关）、大头针、螺线管、电池组、开关、实验台、铁屑、导线、圆筒
小组实验：直导线（较粗、制作成门型）、螺线管、实验台、电池组（4节）、开关、小磁针、活动卡、导线若干（鳄鱼夹）、记号笔（红、黑）
【教学流程设计】
一、新课引入
1.小魔术：魔盒吸大头针
当闭合开关时，铁钉能把大头针吸起来，断开开关，大头针掉落。
2.学生猜想：魔盒里面可能是什么？
3.魔盒内部结构展示。
4.学生结合实验现象进行猜想：铁钉本来没有磁性的，通电时，铁钉却能吸引大头针，说明此时铁钉被磁化了，这个磁场可能是谁产生的呢？
二、新课教学
活动一：探究通电直导线周围的磁场
1.通电直导线周围存在磁场
器材展示：电源、开关、导线，将它们连成一个电路，闭合开关，导线中就会产生电流。
思考：那怎样判断电流是否真的能产生磁场呢？（借助小磁针）
学生小组实验：将导线的两端插到塑料板的小孔中，架在静止小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行，即直导线沿南北方向放置。实验中，观察导线通电和断电时，下方的小磁针N极指向是否发生改变？如果改变了，请记录下N极偏转的方向（向东/向西）。
现象：（小组汇报）
通电时，小磁针的N极指向发生了改变，且往西/东偏转。
断电时，小磁针仍然指向南北。
得出结论：通电导线周围存在磁场。
电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。
（引出课题：电流的磁场）
物理学史介绍：这个实验今天看起来十分简单，但在科学发展史上，奥斯特付出了艰辛的努力，所谓机遇总是留给有准备的头脑，在一次偶然的机会发现了这个现象，正由于奥斯特的执着研究与敏锐捕捉，才有了这轰动科学界的重大发现，揭示了电现象与磁现象之间是有联系的，进而有力的推动了电磁学的深
究。为了纪念这位伟大的科学家，人们把这个实验就称为奥斯特实验。
2.通电直导线周围的磁场方向与电流的方向有关
比较：两个组的不同的实验现象。（抓拍）
思考：通电导线周围磁场的方向与什么因素有关？
得出结论：通电导线周围磁场的方向与电流的方向有关。
3.通电直导线周围的磁场分布
思考：如何形象化地描述这个磁场的分布情况呢？（利用磁感线）
图片展示通电直导线周围磁场的磁感线分布情况，寻找规律：在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。
活动二：探究通电螺线管周围的磁场
1.螺线管的介绍
播放电磁起重机的视频，并展示内部线圈。
教师演示：借助立体实物，画出螺线管的平面图。
学生练习：在活动卡上将通电螺线管中的电流方向标出。
2.探究通电螺线管周围的磁场
（1）探究通电螺线管周围磁场的整体分布情况
学生小组讨论实验方案：如何借助小磁针设计一个探究通电螺线管周围磁场大致的分布情况的实验？
学生小组实验：接通电路，将小磁针放在螺线管周围不同的位置，记录通电螺线管周围各点的磁场方向（箭头）。
学生活动卡记录展示，大致画出磁感线。
思考：如何更加精准的将通电螺线管周围磁场的分布情况反映出来呢？（铁屑）
教师演示实验：在螺线管周围的塑料板上均匀地撒薄薄的一层铁屑，通电后，轻敲塑料板，观察铁屑的分布情况。（在PPT上显示条形磁体、U形磁体、同名磁极、异名磁极周围铁屑的分布图，学生进行比较。）
得出结论：通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似。
（3）探究影响通电螺线管极性的因素
选取A1、A2、B1、B2各一张，贴在黑板上，对比分析。
学生小组讨论：
A1和A2对比，B1和B2对比，发现绕法相同的螺线管，电源的正负极不同，磁极不同；
A1和B1对比、A2和B2对比，发现电源的正负极相同，绕法不同的螺线管，磁极不同；
依据以上分析，比较A1、B2。
得出结论：说明通电螺线管周围磁场的方向与螺线管中电流的方向有关。
活动三：安培定则
提问：如何既快速又准确地判断通电螺线管的极性呢？
学生先看书学习安培定则：
思考：（1）安培定则的内容是什么？
???（2）安培定则的作用是什么？
师生一起操作：（安培定则）
伸出右手（此时拿出螺线管实物），四个指头的所指的方向与通电螺线管中电流的方向一致，抓住通电螺线管时，此时右手大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。。
练习：（1）由电源正负极判断通电螺线管的极性。
（2）由通电螺线管的磁极判断电源正负极。
三、课堂小结
通过本节课的学习，你有哪些收获呢？
（电流能够产生磁场；
通电直导线周围磁场的特点；
通电螺线管周围磁场的特点，以及安培定则的使用。）
四、应用
设计方案：利用今天所学的知识，把铁屑收集起来。
【板书设计】
16.2?电流的磁场