沪科版九年级第二节 电流的磁场教学设计及反思

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课题
16.2电流的磁场
课 型
新授课
课 时
1
教学


目标
1.知识与技能


知道电流周围存在磁场。


掌握通电螺线管的磁场和右手螺旋定则。


会用右手螺旋定则确定相应磁体的磁极和螺线管的电流方向。


知道奥斯特实验验证了电流周围存在磁场。


2.过程与方法


学习实验的方法，提高分析实验现象总结实验规律的能力。


发展学生的空间想象能力。


3.情感、态度与价值观


培养学生对科学探索的精神。
教 学


重 点


难 点
教学重点：探究通电螺线管的磁场规律。


教学难点：右手螺旋定则及其运用。
教 学


准 备
一根硬直导线，干电池2～4节，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干。
教





学





过





程
1.复习提问，引入新课


当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？


（观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。）


进一步提问引入新课


小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？这就是我们本节课要探索的内容。


2.进行新课


(1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场


演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。


提问：观察到什么现象？


（观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。）


进一步提问：通过这个现象可以得出什么结论呢？


师生讨论：通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。


教师指出：以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节课我们就主要研究电流的磁场。


总结：奥斯特实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。


提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？


重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。


提问：同学们观察到什么现象？这说明什么？


（观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。）


小结：电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。


提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？


学生看书讨论后回答：


因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力推动了电磁学的研究和发展。


(2)研究通电螺线管周围的磁场


奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？请同学们观察下面的实验：


演示实验：按课本图14-17那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。


提问：同学们观察到什么现象？


学生回答后，教师总结：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。


提问：怎样判断通电螺线管两端的极性呢？它的极性与电流的方向有没有关系呢？


演示实验：将小磁针放在螺线管的两端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。


再改变电流的方向，观察小磁针的N极指向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。


引导学生讨论后，教师板书：通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。


提问：采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢？同学们看书、讨论，弄清右手螺旋定则的作用和判定方法。


板书：右手螺旋定则1．作用：可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。2．判定方法：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。


教师演示具体的判定方法。


练习：如附图所示的几个通电螺线管，用右手螺旋定则判定它们的两极。





可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管，先弄清螺线管中电流的指向，再用右手螺旋定则判定出两端的极性。


通过以上练习，强调：螺线管的绕制方向不同，螺线管中电流的方向也不同。
作 业





布 置
A类


电磁铁与普通磁铁比较，主要的特点是：磁性的有无可以用__________来控制，磁性的强弱用__________来控制，N、S极可以用__________来控制。


图1


SN


N


S


图2a


图2b


图1是一个通电螺线管，请在图中标出其N、S极的位置。




















3、在图2两个图中画出磁体周围的磁感线分布情况。


4、下列措施中，一定能够使电磁铁的磁性增强的是………………………………（ ）


A.改变通电线圈中电流的方向；


B.改变通电线圈中电流的大小；


C.增加线圈的匝数；


D.减小线圈的匝数。


列器材中，可以用来判断电流的方向的是…………………………………（ ）


A.小磁针；B.小灯泡；


C.电阻箱；D.开关。


列设备中应用了电磁铁的是…（ ）


A.电饭锅；B.电烤箱；


C.电热水器；D.电磁起重机。


电螺线管插入铁芯后，磁性大增强，其原因是………………………………（ ）


A.插入铁芯相当于增加了线圈的匝数；


B.铁芯原有的磁性使通电螺线管磁性增加。


C.铁芯磁化后的磁场与电流的磁场叠加、互相增加；


D.铁芯磁化后的磁场与电流的磁场互相抵消。


B类


N


图1


图1电路中，闭合开关后，滑动变阻器的滑片从左向右移动，小磁针（ ）


A.顺时针转动； B.逆时针转动；


C.保持不动；D.无法确定。

















图2


有一种特殊的开关，叫做“干簧管”。它是由密封在一断玻璃管内的二条铁片制成的（如图2），当磁铁沿图中箭头方向靠近时，开关就会闭合。


（1）请说明干簧管的原理；








小红同学用一只小直流电动机制作了一台汽车模型，装上电池小汽车就能在地上快速地奔跑。它是利用通电线圈在磁场中__________的原理。小汽车行驶时，电流通过电动机做功，消耗__________能，转化为__________能。如果要让小汽车倒着开，最简单的办法就是________________。


图3


一个圆形的纸盒里有一个条形磁体。纸盒外放着一些小磁针，各磁针N极的指向如图3所示。请在纸盒上画出磁体的大至位置，并标明磁极。

















5、如图所示，甲、乙两个电磁铁靠近放置，a、b和c、d分别接电源那么：（ ）


A、a、c都接正极时甲、乙互相吸引；


B、b、c都接正极时甲、乙互相吸引；


C、a、c都接正极时甲、乙互相排斥；


D、b、d都接正极时甲、乙互相排斥；


C 类


线圈


上触点


下触点


动触点


图4


弹簧


衔铁


1、磁继电器是利用电磁铁控制的开关。利用电磁继电器可以设计具有各种功能的控制电路。图4是一个电磁继电器的原理图，请你添加适当元件，设计一个只用一个开关使红、绿二灯交替发亮的电路。














2、图5是小林为学校蓄水池设计的“水位自动报警器”的一部分。他将干簧管接好导线后放入一根塑料管中并密封好，将塑料管固定在水池中，在塑料管外套一个绑着聚苯乙烯硬质泡沫塑料的环状磁体A。请你完成小林的电路并说明其原理。
课堂总结
磁与电的关系：发现通电导线周围也存在着磁场的人是奥斯特。


奥斯特实验： 通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。


其方向与电流的方向有关。


通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。


通电螺线管的极性与电流的方向有关。


判定方法是安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。


通电螺线管的磁场强弱由：是否有铁芯；线圈的匝数；电流的大小决定。