2021学年三、通电螺线管的磁场教案设计

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：

（1）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。