初中物理第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向表格教案及反思

这是一份初中物理第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向表格教案及反思，共10页。教案主要包含了ppt3，ppt4，ppt5、6，ppt7，ppt8、9，ppt10~14，ppt15，ppt16等内容，欢迎下载使用。
课 题
第十八章 第2节 探究：通电螺线管外部磁场的方向
课 型
新授课
教学目标
1.理解电流的磁效应，知晓奥斯特实验的现象与结论，明确通电导线周围存在磁场且磁场方向与电流方向相关；
2.掌握通电螺线管的磁场特点，知道其外部磁场与条形磁体相似，磁极方向与电流方向有关；
3.学会运用安培定则，能根据螺线管的电流方向判断 N 极、S 极，或根据磁极方向判断电流方向；
4.了解电磁铁的构造、工作原理及特点，明确其磁性有无、强弱、磁极的控制方式；
5.认识电磁铁在生产生活中的常见应用，理解电磁继电器的工作原理与作用。
教学重点
理解电流的磁效应，明确通电导线周围存在磁场且磁场方向与电流方向相关；掌握通电螺线管的磁场特点，知道其外部磁场与条形磁体相似，磁极方向与电流方向有关。
教学难点
学会运用安培定则，能根据螺线管的电流方向判断 N 极、S 极，或根据磁极方向判断电流方向。
教学方式
讲授法、实验法、讨论法。
教具学具
多媒体、电与磁相关实验器材。
教学过程
设计
教师活动预设
学生活动预设
设计目的
【ppt3】新课引入：
以“磁与电有关系吗？电能产生磁吗？”两个核心问题引发学生思考，随后介绍关键科学史实——1820年4月，丹麦物理学家奥斯特在课堂演示实验时，无意间让通电导线靠近小磁针，发现小磁针发生偏转，初步揭示电与磁可能存在关联，激发学生探究兴趣。
【ppt4】
承接上一页的发现，进一步提出“小磁针受到了磁场力的作用，这个磁场与电流有什么关系？”的探究问题，正式引出奥斯特实验的具体操作方案：将小磁针置于桌面上，在其上方放置一条直导线，分别观察导线与电池触接、断开以及对调电池正负极时，小磁针的偏转情况，明确实验探究方向。
【ppt5、6】
先明确奥斯特实验的关键装置要求——导线需在小磁针上方且与小磁针保持平行，再通过对比实验现象：通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针回到原位，由此归纳得出核心结论：通电导线的周围存在磁场，即“电流的磁效应”。
【ppt7】
聚焦电流方向对磁场的影响，通过实验操作改变导线中的电流方向，观察到小磁针的偏转方向随之改变，进而得出补充结论：通电导体周围磁场的方向与电流方向有关。
【ppt8、9】
首先给出螺线管的定义；接着说明螺线管的磁场特性：通电后各圈导线产生的磁场会叠加在一起，使整体磁场增强；最后提出本节课的重要探究问题：通电螺线管外部磁场是怎样分布的？其方向又是怎样的？为后续实验探究埋下伏笔。
通过展示螺线管的结构示意图，让学生清晰了解其组成形式；同时呈现各种各样的螺线管实物图片，包括不同绕法、不同形状的螺线管，帮助学生建立对螺线管的直观认知，为后续学习其磁场特点奠定基础。
【ppt10~14】
针对“探究磁场分布特点”的实验目的，详细说明具体操作步骤：第一步在一块玻璃板上安装导线绕成的螺线管，第二步在板面上均匀撒满铁屑，第三步按照设计的电路图将螺线管与其他器材连接起来，第四步闭合开关给螺线管通电，第五步轻轻敲击玻璃板面，最后观察玻璃板面上铁屑的分布情况，并用拍照等方式记录实验信息。呈现铁屑分布的实验现象，通过分析铁屑的排列规律，得出第一个实验结论：通电螺线管外部的磁场类似于条形磁体的磁场，两端磁性较强，中间磁性较弱。针对“探究磁场方向”的实验目的，补充实验操作步骤：更换一个匝数更多的螺线管，先将小磁针放置在螺线管附近，观察未通电时小磁针N极的指向；再闭合开关给螺线管通电，观察并记录小磁针N极指向的变化；最后改变电路中的电流方向，再次观察并记录小磁针N极指向的变化，确保实验探究的全面性。展示不同电流方向下小磁针N极指向的实验现象，结合现象分析得出两个关键结论：一是通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，其极性可以根据实验中小磁针的指向来确定；二是通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关。
【ppt15】
首先系统总结通电螺线管磁场的两大核心特点——外部磁场与条形磁体相似、磁极与电流方向有关；随后提出开放性讨论问题：不通过实验，如何描述通电螺线管的极性与螺线管中电流的方向关系呢？引导学生主动思考，为后续引入安培定则做好铺垫。
【ppt16】
通过展示四组不同绕法、不同电流方向的螺线管及其对应的磁极标注，对比分析得出规律：①甲、乙两个螺线管的绕法相同，螺线管中电流的方向不同，通电螺线管两端的极性不同；②甲、丙两个螺线管的绕法不同，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管两端的极性相同，让学生进一步理解电流方向和绕法对螺线管极性的影响。
【ppt17】
以趣味图示辅助教学，包括 “猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行时，N极就在猴子左边”“电流沿着右臂所指方向流动时，N极在前方” 等生动场景，用形象化的方式帮助学生初步感知电流方向与螺线管磁极的对应关系，降低后续理解安培定则的难度。
【ppt18】
正式给出安培定则的具体内容 ——用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极，明确该定则是判断螺线管极性与电流方向关系的核心方法，为学生提供便捷的判断工具。
【ppt19】
首先介绍电磁铁的构造——在螺线管内插入铁芯，导线绕成的螺线管与铁芯共同组成电磁铁；接着说明电磁铁的工作原理——基于电流的磁效应，即通电时产生磁性，断电时磁性消失；最后展示线圈、铁芯、普通电磁铁及U型电磁铁的实物图片，让学生直观了解电磁铁的组成及不同类型。
【ppt20、21】
先明确电磁铁的核心特点—— 有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性；再以电磁起重机为例，详细介绍其工作原理：电磁铁作为主要部件安装在吊车上，通电后产生磁性吸起大量钢铁，移动到指定位置后切断电流，磁性消失，钢铁被放下，让学生结合实际应用理解电磁铁的特点。提出两个探究性问题——怎样改变电磁铁的磁性？电磁铁的磁极又通过什么可以改变？并展示电磁铁磁场分布示意图，说明电磁铁工作时的能量转化关系，引导学生深入思考电磁铁的特性调控方法。
【ppt22】
磁性的有无可由通断电来控制、磁性的强弱可由电流的大小来控制、磁极可以通过改变电流方向来改变；随后展示电磁起重机、电磁选矿机、电铃、电磁锁、电磁继电器、电磁阀门、磁疗设备等多种生活中的应用实例图片，让学生了解电磁铁在生产生活中的广泛用途，体会物理知识的实用性。
【ppt23、24】
明确电磁继电器的实质——利用电磁铁来控制电路通断的一种开关；同时展示电磁继电器的原理图，让学生清楚其内部结构，为理解工作原理做好准备。详细讲解电磁继电器的工作原理，最后说明其核心作用——通过低电压、弱电流电路间接控制高电压、强电流电路，保障操作安全。
【ppt25】
详细拆解电铃的工作过程：接通电路后，电磁铁产生磁性，吸下衔铁，带动小球打铃，同时电路断路，电磁铁磁性消失；随后AB弹回，电路重新通路，电磁铁再次产生磁性，重复上述过程，小球连续打铃，让学生清晰理解电铃的工作机制。
【ppt26】
课堂小游戏
【ppt27、28】
知识迁移
【ppt29、30】
科学世界
【ppt31】
知识小结
观看、思考
观看、思考
观看、分析、总结
观看、分析、总结
听讲、理解、记忆
实验、参与、回答
学习、记录
观看、思考、回答
听讲、理解、回答
听讲、学习、分析
思考、分析
听讲、分析、理解
思考、回答
听讲、分析、理解
听讲、理解
通过核心问题引发学生对电与磁关系的思考，结合奥斯特实验的科学史实，激发学生探究兴趣，为后续教学铺垫。
引导学生聚焦实验核心，明确探究目标。
帮助学生归纳得出 电流的磁效应这一核心结论，夯实基础认知。
让学生理解磁场方向与电流方向的关联，完善对电流磁效应的认知。
帮助学生建立对螺线管的直观认知，为后续探究其磁场特点做好铺垫。
培养学生实验操作与现象分析能力，得出螺线管外部磁场特点及磁极与电流方向的关系。
引导学生主动思考磁极与电流方向的关联规律，为引入安培定则做好过渡。
让学生直观理解电流方向和绕法对螺线管极性的影响，深化认知。
降低学生对电流方向与螺线管磁极对应关系的理解难度，为学习安培定则做好铺垫。
为学生提供判断螺线管极性与电流方向关系的核心方法，突破教学难点。
让学生直观了解电磁铁的组成与类型，建立对电磁铁的基础认知。
引导学生思考电磁铁磁性和磁极的调控方法，培养探究意识。
让学生体会物理知识的实用性，拓宽视野。
让学生理解其“低压控高压”的安全价值，掌握实用知识。
让学生清晰理解电铃的工作机制，实现知识的具象化应用。
板书设计
第2节 探究：通电螺线管外部磁场的方向
一、从奥斯特实验说起
1.通电导线的周围存在磁场
2.通电导线的周围的磁场方向跟电流的方向有关
二、通电螺线管的磁场
1.通电线圈在磁场中受到力的作用
2.通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关
三、电磁铁在生产生活中的应用
1.电磁铁：把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性。
2.电磁铁的工作原理：电流的磁效应。
3.特点：有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。
4.实质：电磁继电器是利用电磁铁来控制电路通断的一种开关。
5.工作原理：电流的磁效应。
6.作用：低电压、弱电流电路间接控制高电压、强电流电路。