(共19张PPT)
实验 :在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线.
记录实验结果:甲 。
乙 。
丙 。
实验结论 。
偏转
反向偏转
电流周围存在磁场,且磁场方向与电流方向有关
恢复原位
奥斯特 (1777~1851年),丹麦物理学家、化学家。
奥斯特实验
I
直线电流周围的磁感线是 ,
一些以导线上各点为圆心的同心圆
这些同心圆都在与导线 的平面内。
垂直
距离直线电流越近磁感线越 ,磁场磁性 。
越强
密
探究:通电螺线管周围的磁场分布
通电螺线管周围的磁场特点:
通电螺线管周围的磁感线跟条形磁铁磁感线很相似。
它的两端相当于两个 ,极性可以用 来确定。
磁极
小磁针的指向
通电螺线管的磁极方向和电流方向有关。
实验:探究通电螺线管磁极与电流方向的关系?
结论:
握螺线管。
指向北极方向。
指电流方向,
右手
大拇指
四指环
通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系
右手螺旋定则(安培定则)
方法:
N
了解电线的缠绕方法
1. 判断下面螺线管中的N极和S极:
2. 判断螺线管中的电流方向:
N
S
S
N
N
S
练一练 判断磁场方向
N
N
N
N
N
N
练一练 判断电流方向
N
N
N
N
N
N
练一练 画出电线缠绕方式
N
N
N
N
1、如图所示,当导体有电流通过时,小磁针会发生 。这一现象说明 。这是由丹麦科学家 发现的
偏转
电流周围存在磁场
奥斯特
2、在所示图中,标出通电螺线管的N极和S极。
N
S
N
S
3、在右图中标出通电螺线管的N、S极,并标出电源的正负极。
N
S
N
电源
+
—第二节《电生磁》教案
课题:第四章第二节、电生磁(第一课时:直线电流磁场、通电螺线管磁场)
叶松勇
教学目标:
1、通过实验让学生认识到电流周围存在着磁场;初步认识电与磁之间的内在联系。
2、通过对演示实验的观察,使学生知道直线电流的磁场和通电螺管的磁场分布情况。
3、会根据右手螺旋定则判定通电螺线管的磁极。
4、通过学生实验和对演示实验观察,培养学生观察、分析,得出结论能力和动手能力及认识自然规律的科学方法。
教学重点:
1、建立电流能产生磁场的是实。
2、直线电流的磁场分布及磁场方向与电流方向之间的关系。
3、通电螺线管的磁场分布及两端极性与电流方向之间的关系。
教学难点:
直线电流的磁场分布及磁场方向与电流方向之间的关系。通电螺线管的磁场分布及两端极性与电流方向之间的关系。
仪器准备:
学生实验:(每两人一组)约80厘米长外壳绝缘的细铝线、4寸铁钉、一只干电池、细铁钉多枚、两枚磁化的逢衣服钢针与金属钮扣制成的小磁针、小磁针支架(橡皮擦与大头钉制成)。
教师演示实验:用自制直线电流磁场演示仪、通电螺线管磁场演示仪、蓄电池、导线、铁屑、外壳绝缘的导线(80厘米)、条形磁体、小磁针、投影仪、投影幕。
教学过程:
一、引课新课:
1、提问:(出示一根条形磁体)磁体周围空间存在着什么?
生:磁体周围空间存在着磁场。
师:用什么方法知道磁体周围空间存在着磁场?
生:把小磁针放在磁体的周围,通常情况下小磁针是南北指向的,如果小磁针从原来的南北指向发生了偏转,就说明这点存在着磁场。
2、教师:演示暗箱操作,能吸引铁钉,又不能吸引铁钉,它是什么?
让学生猜想:可能电流会产生磁场……
教师出示电路。
教师小结:今天我们就用有关的实验器材探究:电流磁场是否存在。
然后引入新课。(P133第二节、电生磁)
二、新课教学:
探究一:直线电流是否存在着磁场?
1、设计实验方案:
让学生讨论、提出实验方案,即:把直导线平行放在小磁针的上方,通电后看小磁针是否受力转动。
2、学生动手实验:(奥斯特实验)
学生以两人为一组进行实验,教师给与指导。
3、教师问:你们观察到了什么?
生:小磁针在通电直导线周围发生了偏转。
师:从这一现象中可以得到什么的结论?
生:通电导体周围空间存在着磁场。
4、教师小结:在同学们的实验中,说明通电导体周围空间存在着磁场,即电流能产生磁场。这一现象首先由丹麦的科学家奥斯特在1820年发现的,揭示了电与磁之间的内在联系,为电学的研究开创了新的道路。因而把这个实验叫做奥斯特实验。
探究二:直线电流的磁场方向由电流方向决定。
1、问题提出:磁场是有方向的,既然电流能产生磁场,那么磁场的方向是由谁决定的?
2、学生猜想:可能由电流方向决定的……
3、师:如何设计实验证明自己的猜想?
让学生讨论:①方案:在刚在的实验基础上,固定小磁针的位置不变,改变电流方向看小磁针N极的指向是否改变。
②形成实验现象记录表格:
小磁针位置 电流方向 左 右 右 左
在导线下方 偏转方向
在导线上方 偏转方向
4、引导学生分析实验现象:
结论:①磁场方向由电流方向决定。
②在电流方向一定时,导线上下方的磁场方向恰好相反。
探究三:直线电流的磁场分布。
1、问题提出:水平通电直导线中,上下方的磁场方向不相同,那直线电流的磁场是如何分布?
2、教师引导:磁场是看不见、摸不着,我们借助什么来形象地描述磁场呢?
生:借助磁感线来描述磁场的。
师:用什么方法能把磁感线显示出来? 多匝漆包线
生:用撒铁屑的方法。
3、教师演示实验: 玻璃板
用自制直线电流磁场演示仪(如右图所示),
并用投影仪将磁感线放大。
师:大家都看到了直线电流磁感线的分布情
况,谁能把你所看到直线电流的磁感线分布情况用语言描述出来?
生:看到直线电流的磁感线是一圈一圈的,这些圈都有同心圆,且圆心在导线上。
师:磁感线所在的平面是任意选的,若上下移动平面(教师把平放的玻璃板向上移,再演示刚在的实验,让学生观察),则磁感线分布怎样?
生:也是同心圆,只是圆心的位置变了。
师:启发学生想象,与学生一起得出:
直线电流周围磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。
探究四:通电螺线管的磁场
1、问题提出:直线电流能产生磁场,若把直导线环绕成螺线管状,(教师示范:把铝导线绕制成螺线管状。)能否产生磁场吗?
2、请同学猜想:能产生磁场……
3、实验验证:
师:下面请用桌上的细长导线利用园珠笔等绕制成螺线管状,设计一个实验,来证明大家的猜想。
学生动手实验。
生:能产生磁场。
师:请你说一下,你的实验过程与你的判断?
生:用干电池给螺线管通以电流,然后把它放到小磁针的旁边,看到能使小磁针偏转,说明通电的螺线管能产生磁场。或者看通电的螺线管能否吸引细小的铁钉。
师:若在螺线管中插入一枚大铁钉,请你用实验比较一下螺线管插入铁钉与没有插入铁钉的磁场强弱?
学生动手实验。
师:你的实验过程是怎么样?
生:把通电的螺线管插入铁钉与没有插入铁钉这两种情况分别去吸引细小铁钉,看哪种情况吸得多。
师:通电螺线管插入铁钉后,磁场会怎样变化?
生:磁场会大大增强。
师:通电螺线管插入铁钉后,磁场会大大增强,其原因是什么?能解释吗?
生:当铁钉插入后,被磁场磁化后相当于一根磁体。
探究五:通电螺线管的磁场分布。
1、问题提出:既然通电的螺线管能产生磁场,那么它的磁场如何分布?
2、学生猜想:可能与条形磁体周围空间存在着磁场分布相似……
3、教师演示实验:(通电螺线管磁场演示仪,演示分布情况,然后用投影仪给予放大,让学生观察。)
师:请同学们概括通电螺线管磁场分布。
生:与条形磁体周围空间存在着磁场分布相似。
探究六:通电螺线管两端极性是由谁决定的?
1、问题提出:既然通电螺线管磁场分布与条形磁体相似,那通电螺线管两端分别也存在着N极与S极。则两端极性是由谁决定的?
2、学生猜想:由电流方向决定的……。
3、好!请同学们用实验证明你们的猜想。
学生实验
师:你们的实验结果怎么样呢?
生:电流方向改变;螺线管的磁极发生了变化。
师:请你说出你的实验过程和判断的理由?
生:把通电螺线管的一端靠近小磁针N极或S极;若相吸的说明与小磁针异名;然后改变螺线管中的电流方向,发现与小磁针相斥的,说明与小磁针同名。由此说明,电流方向改变,螺线管的磁极发生了变化。
师:根据同学的实验结果,说明电流的方向决定了螺线管的两端极性,人们在长期的科学实践中,总结出确定它们之间的关系 右手螺旋定则。请同学翻到书本P136阅读第一段内容。
探究七:实例解答:
请判断右图中通电螺线管的两端磁极。要求:
①画出螺线管上的电流方向。②应用右手
螺旋定则确定磁极。③用实验证明你的判断。
然后教师给予点评。
三、课堂小结:
师:请同学们归纳这节课的要点。
生:(略)
教学说明:
“电生磁”第一课时的教材在《科学》课程中占有很重要的地位,它与前面的永磁体磁场有所不同,但电流的磁场比永磁体磁场更加重要。这节课初步揭示了电与磁之间的内在联系,拉开现代电磁学的序幕,也是为后面的“电磁铁”“电磁继电器”“电话”“电铃”等有关内容学习做好了一个铺垫。
电流的磁场似乎容易学习,只要记住一些结论就可以了。实际上学生对这课时的内容理解是有一定难度。这由于电流的磁场是很抽象的,它既看不见、摸不着,极性又不象永磁体那样显而易见。尤其初中学生立体几何知识相对较少、空间想象力相对较差,给学生学习这块内容带来很大困难。
鉴于上述情况,本节课的设计思想:从学生学习的心理品质出发,利用学生自己动手实验和对教师演示实验的观察,使学生在对实验现象观察的基础上,进行有关的分析,得出科学结论,体验研究问题的过程。因而,把电流磁场分解成七个层面展开教学活动,利用科学实验与学生一起探究电流磁场内在的特点与规律。