京改版九年级全册 物理 教案 12.3通电螺线管的磁场

第十二章第三节　通电螺线管的磁场
一、指导思想与理论依据
本节围绕“引导学生认识电流的磁效应，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”和“通过实验探究通电螺线管两端极性与电流方向的关系”展开教学。电流的磁效应揭示了电与磁联系的一个方面。
本节内容更加注重学生的亲身体验与感悟，如电流周围存在磁场，通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似等，都是在实验的基础上进行的，使学生获得形象、具体的感性认识。通过学生观察实验的方式导入新课，激发学生的求知欲和兴趣。本节课合理地设计了相关实验，在实验探究的基础上，让学生自己总结出判断通电螺线管两端极性的方法，初步掌握安培定则。
二、教学背景分析
1.教学内容分析
通电螺线管的磁场是本节的重点之一，因此，通过演示实验让学生直观地观察通电螺线管周围铁屑的分布情况，知道通电螺线管的磁场与条形磁体相似。通过实验探究通电螺线管两端的极性与通电螺线管的电流方向的关系并加以表述，以培养学生的空间想象能力和语言表达能力。探究结束后，让学生自己归纳判断通电螺线管的极性和电流方向的方法，通过师生相互交流得出安培定则。
2.学生情况分析
学生已经研究了简单的磁现象，知道了磁体周围存在磁场以及磁极间的相互作用规律；知道磁场具有方向性，能使放入其中的磁针发生偏转；对条形磁体的磁场有了一定的感性认识。
电流的磁效应是学习电磁现象的重要基础。因此，要尽可能让学生确信电流及其周围的磁场是同时存在且密不可分的。为了说明这个问题，要做好奥斯特实验，帮助学生加深对电流磁效应的理解，初步认识电与磁之间存在某种关系。
3.教学方式
讲授、探究、实验。
4.教学器材
计算机、实物投影仪、螺线管演示器、大头针、长直导线、干电池（带电池盒）、小磁针、导线、多媒体课件、电磁铁、铁芯、开关。
三、教学目标
1.知识与技能
(1)认识电流的磁效应，了解奥斯特实验的重要意义。
(2)知道通电导体周围存在磁场，通电螺线管的磁场与条形磁体相似。
(3)会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
2.过程与方法
(1)通过实验了解电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关
(2)通过实验探究通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似，探究通电螺线管两端极性与电流有关
3.情感、态度与价值观
通过介绍奥斯特的事迹，感悟奥斯特善于发现问题、勇于进行科学探索的精神；通过体验电和磁之间的联系，初步认识自然现象之间存在相互联系，形成乐于探索自然界奥秘的习惯。
四、教学重点和难点
1.教学重点
探究通电螺线管外部磁场方向
2.教学难点
探究通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系。
五、教学过程
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
引入 利用隐蔽的通电螺线管和条形磁体吸引大头针，请学生猜测纸盒后面是什么物体？教师取下右侧纸盒，学生发现纸盒后是一根条形磁体。
再取下左侧纸盒，发现纸盒后只有线圈和导线。
断电之后，大头针掉落，请学生猜想这个实验的原理。
通过实验可以发现电流周围可能存在磁场，引出课题：电流的磁效应。 观察实验，首先猜想右边的纸盒是条形磁体，学生猜想左边的纸盒后是蹄形磁体。
教师展示的实验现象与学生的猜测不符，请学生根据实验现象思考实验原理。学生经过讨论，可能会猜想电流周围存在磁场，大头针受电流磁场的作用被吸起来。
实验设置两个纸盒，请学生通过实验现象猜测，充分调动学生的热情和求知欲。
由解决实际问题出发，符合学生的理解能力。
顺利引出课题。
奥 斯
特
实
验 带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合？还是它们之间存在着某些联系呢？科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。
1820年，丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场。这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。
接下来就让我们一起来重温奥斯特实验。将直导线平行放置在小磁针的上方。请学生观察如下现象。
1.给直导线通电时，会产生什么现象？
2.断电后，会产生什么现象？
3.改变电流的方向后，会产生什么现象？
单根导线产生的磁场是很弱的，如何增强磁场呢？把导线绕在圆筒上，做成的螺线管叫作线圈，它能使多根导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会变强很多，这样在生产实际中的用途就大。那么，通电螺线管的磁场是什么样的？
提出问题：通电螺线管能否产生磁场，磁场可能与哪种磁体的磁场相似？
与条形磁铁相似还是蹄形磁体相似？
如何研究磁体周围的磁场分布情况？
演示实验：强调操作要点
引导学生分析实验操作步骤
观察实验并回答：通电时小磁针发生偏转；断电时小磁针恢复自由静止时的指向；电流方向相反时，小磁针的偏转方向也相反。
猜想：通电螺线管外部磁场方向与条形磁铁相似
用铁粉来研究磁体周围的磁场分布情况
写出实验步骤
学生实验得出结论：
通电螺线管外部磁场方向与条形磁铁外部磁场方向相似。

培养学生的观察能力以及归纳总结的能力。
认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系。
探究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。
通
电
螺
线
管
的磁场 提出问题：
通电螺线管外部磁场分布与条形磁铁相似，两端也分别是N极和S极。如何判断呢？
提出问题：你认为通电螺线管两端的极性与什么因素有关，提出一个可探究的科学问题
引导学生分析：
因变量是谁？怎样测量？
自变量是谁？怎么改变？
引导学生：还可以通过改变绕向
共有四种组合形式。
回答：用小磁针
提出问题：通电螺线管两端的极性与电流方向有关么？
小组讨论：
因变量是通电螺线管两端极性，用小磁针测定
自变量是电流方向，可以改变电源方向来改变

知道通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。

安
培
定
则
引导学生实验：
引导学生展示实验结果：
提问：这四组实验你能总结出一些规律么？
用向上向下描述电流方向并不很合适，因为螺线管中的电流是环形电流。为了便于人们进行判断和记忆，人们总结出了一条规律：右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。
这条规律是由法国物理学家安培发现的，所以叫作安培定则。
练习：
1.依据电流方向标出通电螺线管的N极和S极
（1） （2） （3）
2.如图1所示，当S闭合时，小磁针沿逆时针方向偏转，请画出电源的正负极。
3.根据图2中电源的正、负极，标出通电螺线管旁小磁针的N、S极。
4.如图3所示，请标出通电螺线管和小磁针的N、S极、并标出电源的正、负极。
5.请标出图4中蹄形电磁铁的N、S极。

学生按照学案内容进行分组实验探究。
学生展示实验结果
得出结论：通电螺线管外部磁场方向与电路方向有关
正面电流向上的螺线管左端都是N极，右端是S极，正面电流向下的螺线管左端都是S极，右端是N极，
用右手模仿，体验安培定则的使用方法。
完成学案内容，熟悉安培定则的使用。
探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。
通过学生自己进行总结和表述，培养学生的空间想象力和语言表达能力。
会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
会用安培定则判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
六、板书设计
12.3　通电螺线管的磁场
电流的磁效应：
奥斯特实验： 电流周围存在磁场，磁场的方向跟电流的方向有关
二、通电螺线管的磁场
1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
2.通电螺线管的磁极与电流方向有关
3安培定则：
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