北师大版九年级物理 14.3电流的磁场 教案

电流的磁场
[教学目标]
一、知识与技能：
1.知道电流周围存在磁场.
2.认识通电螺线管外部的磁场分布类似于条形磁铁.
3.会用右手安培定则判断通电螺线管中电流方向和螺线管的磁极.
4.了解电磁铁的构 造.
二、过程与方法：
1.通过实验，观察了解通电导体周围存在着磁场.
2.通过实验探究通电螺线管外部磁场的分布状态.
三、情感，态度与价值观：
１.通过学生发现电流的磁效应，激发学生对物理的学习兴趣，乐于进行探究.
２.在探究过程中培养学生尊重事实，实事求是的科学态度.
[教学重点]
1.通电导线周围存在磁场，证明了电能生磁.
２.探究通电螺线管磁场分布状态.
[教学难点]
判断通电螺线管中的电流方向和螺线管的磁极关系
[教学方法]
探究法、类比法、观察法、讨论法
[教具准备]
学生分组实验：电池，导线，小磁针.
老师演示实验：磁针，条形磁铁，塑料盒，铝块，学生电源，螺线管，铁棒，玻璃杯，塑料棒，大头针，电磁铁，砖块.
[教学过程]
一、引入：
老师这里有两个纸包着的物体，一个是条形磁铁，一个是铝块.同学们能看得出哪个是条行磁铁，哪个是铝块吗？（）如果老师提供一个小磁针（大的，投影），你能不能借助小磁针来加以判断呢？（停顿 ）谁想好了，请举手.请你上讲台来判断一下.告诉大家你是如何判断的.
学生演示：将物体靠近小磁针，他判断能使小磁针偏转得是磁体，不能的是铝块.（如果学生将小磁针拿来移动，则要求小磁针不能移动）
他判断得对不对呢？（拆开白纸验证）是对的.那么 条行磁铁能使小磁针偏转，是因为磁体周围存在着什么呢？（磁场， 课件）
通过刚才的实验我们得到了一种用小磁针判断磁场是否存在的重要方法.
前面我们已经分别学习了简单的电现象和简单的磁现象，表面上看起来电与磁是两种毫不相干的现象，它们之间是否存在着什么联系呢？比如说电能不能生磁，磁能不能生电.很显然，这些问题必须通过实验来加以探究.
二、学：
1.奥斯特实验
今天我们就先来研究：电能不能生磁？也就是通电导线周围是否存在着磁场？（课件：提出问题）
有的同学认为存在，有的同学认为不存在，谁对，谁错呢？（课件：猜想与假设）必须用实验来验证.（课件：设计实验）
下面我们就一起设计实验.老师今天给每个小组提供一节干电池，一根导线和一个小磁针.（课件：实验器材）这里的干电池和导线用来做什么？（电流）小磁针又用来做什么？（判断磁场）这个实验又该怎么做呢？针对这些问题请同学们展开讨论.（课件：实验步骤）请一个小组派个代表来说一下你们的讨论的实验方案.
他们的思路和方法都很好，老师再补充一下.
总结：
（投影）将干电池和导线连通，可以使导线中形成电 流，小磁针可以判断导线周围是否存在磁场.实验一共分为三步：第一步，将小磁针放在桌上，耐心等待小磁针指针静止.第二步，将导线拉直，平行放置于的小磁针上方.而且要注意：导线不能放得太高，要紧贴在塑料盒上（演示不平行的情况）观察小磁针是否偏转.第三步，用导线上的两个铁夹接通电源，再观察小磁针是否偏转.实验中请每个小组同学相互配合，一个同学将导线拉直，平行放置于的小磁针上方 ，一个同学用铁夹接通电源，大家一起观察小磁针是否偏转.由于实验中电流较大，所以观察到现象请同学们后立即切断电源.下面动手实验.
实验现象分析：
课件请个同学来回答，在实验中你观察到什么现象：通电以后，小磁针发生了偏转.
根据实验现象，你可以得出什么结论：说明通电导线周围存在磁场，我们把这个磁场称为电流的磁场，这就说明电能生磁.所以电和磁在本质上有着密切的联系.
电流能产生磁场的这个现象是丹麦物理学家奥斯特在187年前，即1820年第一个发现的.通电导线周围存在磁场揭示了电和磁的内在联系，从而揭开了物理学史的新纪元.因此我们把这个实验叫做奥斯特实验.
2.螺线管
从奥斯特实验中，我们观察到，小磁针偏转的角度很小， 说明通电导线周围的磁场还很弱.还是这节电池，还是这根导线，有没有办法使小磁针偏转的角度增大，即使磁场增强呢？
要求电池不变，导线不变，电流就不变，为了改变磁场，现在只能改变导线的形状.人们经过长期研究后发现：将导线绕成这样的线圈，对于增强电流的磁场是最好的办法.我们来对比一下，它的磁场是不是增强 ？（投影）确实增强了，所以我们把导线绕成这样的线圈称为螺线管.
接下来，我们就对螺线管进行比较深入的研究.我们先来探究一下，通电螺线管周围磁场的分布情况.借助上一次课，利用细铁屑的方法，在通电通电螺线管周围，均匀的撒细铁屑.
演示：
接通电源，轻敲玻璃板，就得到了通电螺线管周围细铁屑的分布情况.为了看清楚我们来看课本上的插图（课件）
注意观察，通电螺线管周围的细铁屑的分布情况跟上一节课讲过的什么磁体周围的细铁屑的分布情况很相似？（照片对比条形磁铁周围铁屑的分布情况）发现确实很相似.这就说明通电螺线管周围的磁场和条形磁铁周围磁场很相似.
条形磁铁有两个磁极，通电螺线管应该也有，条形磁铁的磁极在条形磁铁的两端，通电螺线管的磁极在哪里呢？通电螺线管的两端.可以发现，通电螺线管的两端细铁屑分布最密，所以通电螺线管的磁极在通电螺线管的两端.那怎么判断哪一端是通电螺线管的磁北极，哪一端是通电螺线管的磁南极，可不可以也借助于小磁针来判断，（可以）怎么做？（在通电螺线管的两端分别放一个小磁针）怎么判断？（今天用的小磁针，红色是它的N极，白色为它的S极）左端的小磁针N极被吸引，则左端为通电螺线管磁南极，右端的小磁针S极被吸引，则通电螺线管右端为通电螺线管磁北极.
这样我们就用小磁针判断出了通电螺线管的左端为磁北极，右端为磁南极.
3.安培定则
还是这个螺线管，现在将接电源的两个夹子交换，则改变的是什么？（电流的方向）现在再来判断一下通电螺线管的磁极,左端的小磁针是S极被吸引，则左端现 在为通电螺线管磁北极，右端的小磁针N极被吸引 ,则右端现在为通电螺线管的磁南极.说明什么呢？说明通电螺线管磁极跟什么有关？（电流的方向）
科学家经过研究发现，通电螺线管的磁极与电流的方向有着密切的联系和一定的规律，并且还给出了一种科学、巧 妙的方法来帮助我们方便地记忆和应用这些规律.我们把这种方法称为安培定则.
（课件）下面我们就来学习安培定则.伸出右手，大拇指与其它四指垂直，四指握住螺线管，要求四指的方向与通电螺线管中电流的方向相同，则此时大拇指所指的那端就是通电螺线管的磁北极.（现 在要怎么握）
下面就请同学们利用安培定则来解决以下问题.（练习）
可见，没有小磁针，我们也可以根据电流的方向来判断通电螺线管的磁极.
三、板书设计：
电流的磁场
一、奥斯特实验
二、螺线管