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1、1 通电螺线管的磁场 课题 1212- -2 2 通电螺线管的磁场 课时 1 1 教学 目标 知识与技能 认识电流的磁效应； 知道通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似； 能用右手螺旋定则来判断通电螺线管两端的极性跟电流环绕方向的关系。 过程与方法 探究通电螺线管周围的磁场； 通过教师引导发现通电螺线管的两端磁极性质与电流环绕方向的关系。 情感、态度、价值观 通过认识电与磁之间的相互联系，使学生对周围的物理现象产生兴趣； 通过小组合作探究新知，培养学生的动手能力和与他人合作的精神。 重点 探究通电螺线管的磁场。 难点 通电螺线管的两端极性与螺线管中电流环绕方向的关系。 教学 用具 电池组，开关，
2、导线，直导线磁场演示仪，螺线管，小磁针，铁粉，硬纸板，手套，神秘盒子。 主 要 教 学 过 程 学生活动 设计意图 教 学 过 程 设 计 一、 知识回顾： 教师提问：1.1.磁极之间的相互作用？ 2.2. 磁场的基本性质是？ 师：我们可以利用磁场的这一性质，来判断磁场的存在。 二、 新课引入： 下面老师做一个实验。 投影下有一个静止的小磁针。 第一次，用条形磁体靠近小磁针，小磁针发生了偏转。 教师提问：小磁针为什么会发生偏转？ 分析： (1) 小磁针偏转T受到了力的作用； (2) 由磁场的基本的性质可判断出： 小磁针处于条形磁体的磁场中。 第二次，待小磁针静止后转回到原来的方向，再用一个神秘
3、盒子 靠近小磁针，小磁针也发生了偏转。 教师提问：这次小磁针为什么会发生转动呢？ 可见，神秘盒子中一定有磁体。 打开盒子，里面没有磁体，而是由一节电池、开关、导线组成的 一个电路。 教师提冋：盒子中没有磁体，那么盒子中的磁场是由谁产生的？ 回答： 1.1.同名磁极相互 排斥，异名磁极相互吸 引； 2.2.对放入其中的磁体 有力的作用。 回答：小磁针受到了力 的作用。 回答：小磁针也受到了 力的作用。神秘盒子里 一定有磁体，产生了磁 场。 认真思考问题 为引出新知做好 铺垫。 为揭示电流周围 存在磁场埋下伏 笔。 引起学生的好奇 心，激起学生的学 2 教 学 过 程 设 计 教师再次演示实验，提
4、醒同学们注意观察。 步骤：断开开关，用盒子靠近小磁针，小磁针不发生偏转； 教师提问：此时，盒子周围有磁场吗？ 步骤：闭合开关，导线中有电流通过，再用盒子靠近小磁针， 小磁针发生偏转。 教师提问：此时，盒子周围有磁场吗？ 教师提问：导线中没有电流，小磁针不偏转；导线中有电流，小磁 针就发生偏转。那么这个磁场是由谁产生的呢？ 也就是说，电和磁之间是有联系的。电能产生磁。 刚才我们同学进行的实验就是丹麦物理学家 奥斯特在 193193 年前完 成的实验。当时引起了巨大的轰动。因为在历史上相当长的时间里 人们都认为电和磁是互不相关的两件事。 直到 1919 世纪，一些科学家 开始认为自然界各种现象之间
5、应该是相互联系的。于是，丹麦物理 学家奥斯特开始用实验方法找寻电和磁之间的联系。起初他的实验 失败了，直到 18201820 年 4 4 月，在他的一节物理课上， 他发现通电导线 使小磁针跳动了一下。这使他惊喜万分，激动地从讲台上摔了下来。 他紧紧抓住这个现象，又做了几十个不同的实验，终于成为第一个 发现电与磁之间联系的人。 正是奥斯特的发现，揭开了物理学史的新纪元。 回答：没有磁场。 回答：有磁场。 回答：电流产生了磁 场。 习欲望。 通过讲解奥斯特 的故事，使学生心 里对奥斯特产生 由衷的敬佩。并潜 移默化地教育学 生，对学习要有钻 研的态度。 三、进行新课： （一）奥斯特实验： 电流周围
6、存在磁场 电流的磁效应。 磁场是有方向的。电流产生的磁场也是有方向的。 现在，将电池的正负极对调，在导线中通入反方向的电流，小磁 针的偏转方向是否相同？ 【学生合作探究】 实验步骤： 闭合开关，观察小磁针的偏转方向； 把电池正负极对调，再次闭合开关，观察小磁针的偏转方向。 教师提问：观察本实验的实验器材，有电源，开关和导线，缺少什 么电路元件？ 闭合开关后，形成电源短路。但是电流大，实验现象明显。所以 请同学们在后面的实验时一定注意以下两点： （1 1） 通电时间不宜过长； 回答：缺少用电器。 提高学生对短路 实验的警惕性。 3 (2 2) 完成实验，立刻断开开关。 教师提问：你观察到了什么现
7、象？ 教师提问：小磁针的偏转方向相反，说明什么? 电流周围产生的磁场的方向与电流方向有关。 通电导线周围产生了磁场。它的磁场是什么样的呢？磁场看不 见、摸不着，我们如何研究它周围的磁场？ 我们在直导线周围放一张白纸， 给导线通电，在白纸上撒铁屑, 就可以观察到直导线周围的磁场了。 演示实验：研究通电直导线的磁场 教 学 过 程 设 向硬纸板上均匀撒上一层铁屑， 由于纸板有摩擦力，铁屑不能自 由移动。轻敲纸板，使铁屑轻轻跳动起来，就会按照受到磁场力的 计 方向自由排列。观察铁屑的分布，确定通电直导线周围的磁场： 我们根据铁屑的排布可以画出通电直导线周围的磁感线。 它周围 的磁感线是什么形状? 通
8、电直导线周围的磁感线是以通电直导线为圆心的一个个同心 圆。 通过上面的实验，我们知道了如何探究导体周围的磁场。 下面，我们把直导线变成其他形状。 在一根圆管上绕很多圈， 成 为螺旋状，我们把它叫做螺线管。(教师把提前绕好的螺线管展示给 学生)。给螺线管通电，就叫做通电螺线管。 直导线周围能够产生磁场， 通电螺线管周围也会产生磁场。 那么， 通电螺线管周围的磁场什么样呢？接下来我们一起探究通电螺线管 回答：两次实验，小磁 针的偏转方向相反。 回答：电流方向改变 后，小磁针的偏转方向 不同，说明磁场方向与 电流方向有关。 回答：在直导线周围均 匀撒铁屑， 观察铁屑的 分布情况，就可以确定 直导线周
9、围的磁场。 回答：通电直导线周围 的磁场是圆形的。 深刻理解：用小磁 针的受力方向可 以判断磁场方向。 为后面如何判断 磁场方向做好铺 垫。 通过教师对圆形 导线周围磁场的 实验演示，更加深 了应该如何探究 磁体周围磁场的 实验方法，为后面 学生实验：探究通 电螺线管的磁场 做好铺垫。 4 过 程 设 计 周围的磁场。 （二）通电螺线管的磁场： 在我们研究通电螺线管的磁场前，我们先了解一下螺线管的绕 法。 螺线管的绕法（两种）：（播放视频，了解两种绕法） 两种绕法的不同点： 不同点：若电流都从左端流入，螺线管中电流环绕方向不同。 【学生分组实验】 任务：探究通电螺线管的磁场。 实验步骤： 1.
10、1. 把绕好的螺线管放在硬纸板中央； 2.2. 把电池、开关和螺线管串联，连好电路； 3.3. 在螺线管周围均匀撒铁屑，闭合开关，研究通电螺线管的磁场。 注意事项： 1.1. 短路实验，避免通电时间过长； 2.2. 撒好铁屑再闭合开关。 学生进行分组实验。教师巡视、指导。 教师提问：通电螺线管的磁场与你学过的哪个磁体的磁场类似？ 通电螺线管的磁场与条形磁体磁场类似。 图片对比： 条形磁体的磁场 通电螺线管的磁场 认真观看视频，理解两 种绕法的不同。 理解由于绕法的不同, 带来电流环绕方向的 不同，并体会。 进行分组实验。 回答： 与条形磁体的磁 场类似。 为下面揭示右手 螺旋定则做铺垫。 为后
11、面探究通电 螺线管的极性与 绕线方式（电流环 绕方向）有关做好 铺垫。 小组合作实验，培 养学生与他人交 流的能力及动手 能力。 图片对比，更加鲜 明的比较出两个 磁场的相同点。 5 F F 面我们画出通电螺线管周围磁场的磁感线。 磁感线是有方向的：由 N N 极出发指向 S S 极。那么，通电螺线管的 教 两极，哪端是 N N 极，哪端是 S S 极呢？如何判断？ 学 演示实验：判断通电螺线管的两极。 实验结果：（红色表示小磁针 N N 极） 请同学们判断通电螺线管的两端极性。 （三）右手螺旋定则： 根据铁屑的分布，我们画出了条形磁体周围的磁感线。 补充：通电螺线管的磁感线方向 回答：通电螺
12、线管的左 端是N N 极。因为异名磁 极相互吸引，它的左端 吸引小磁针 S S极，所以 左端是 N N 极。同样的方 法判断，通电螺线管的 右端是 S S 极。 过 程 设 计 回答：在通电螺线管的 两端放两个小磁针，就 能判断通电螺线管的 两极性质。 6 那么，如果换一个绕法不同的螺线管，电流方向不变，都从同 丙图 请同学们对比甲、乙、丙图，回答：螺线管的极性与什么因素 有关？ 那么，螺线管两端的极性与电流环绕方向有什么规律吗？ 请每个同学用右手戴上手套，这时，四指中仿佛就有了电流。 然后用手握住甲图的螺线管， 使四指弯曲方向与电流环绕方向一致: 从前向后环绕。伸直大拇指，观察此时大拇指的指
13、向，是螺线管的一端流入，它两端的极性与第一次相同吗? 实验结果: 猜想：极性会发生改 变。 回答：此时，螺线管左 S S 右NoNo 极性与上次相 反。 标出两次实验的电流环绕方向: 甲图 乙图 回答：两次绕法不同, 教 学 过 程 设 计 请同学们对比一下，观察两次实验的螺线管都有什么不同点。 虽然电流都从同一端流入，但是由于绕法不同，使电流环绕方 向不同，因此螺线管的两端极性不同。 那么，同一个螺线管，如甲图所示螺线管，它的两极方向总是 相同吗？极性能否发生改变？ 演示实验：从右端通电，极性发生改变 使电流环绕方向不同。 引出通电螺线管 的极性与电流环 绕方向有关。 回答：螺线管中电流环
14、绕方向有关。 学生思考。 7 哪个磁极? 再用同样的方法，试一试第二个螺线管：用手握住螺线管，四 指弯曲方向与电流环绕方向一致： 从后向前环绕； 伸直大拇指， 观 察此时大拇指的指向，是螺线管的哪个磁极？ 谁能总结一下，我们这两次握住螺线管，有什么规律？有哪些 相同点？ 回答：大拇指指的是螺 线管的 N N 极。 回答：大拇指指的还是 螺线管的 N N 极。 回答：我们都是用四指 使学生观察到立 体图形，增加学生 的想象力。 教 学 过 程 设 计 冈財我们得出的规律，是在很早以前，人们经过了大量的实验 才总结出的经验，人们称它为“右手螺旋定则” 。“右手螺旋定则” 就是方便人们判断通电螺线管
15、两端的极性所总结出的规律。 右手螺旋定则的内容： 用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致, 则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 N N 极。 牛刀小试： 例题：判断下面图中通电螺线管的 q q q q q L Hull l (a) turn N N、S S 极。 四、课堂小结 1.1. 奥斯特实验：电流周围存在磁场 电流磁效应； 电流产生的磁场方向与电流方向有关。 2.2. 通电螺线管的磁场：类似条形磁体的磁场； 3.3. 通电螺线管的极性判断：右手螺旋定则。 弯曲方向代表电流环 绕方向；大拇指所指的 总是螺线管的 N N 极。 记笔记。 使学生能较熟练 的使用右手螺旋 定则判断通电螺 线管的极性。 8 12122 2 通电螺线管的磁场 、 奥斯特实验：通电导线周围存在磁场（电流磁效应） 电流产生的磁场方向与电流方向有关。 分布 、通电螺线管的磁场：.1 .1 、右手螺旋定则 丨方向 板 书 设 计