§20.2 电生磁教案

第二十章 电与磁 第二节 磁生电 1 课时 新授课 单位：台儿庄区彭楼中学 姓名 ：东长友 使用日期： 2014 年 2 月 20 日 【教学目标】 知识与技能： 1认识电流的磁效应； 2知道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 过程与方法： 1通过观察直导线电流磁场和通电螺线管的磁场实验，进一步发展学生的空间 想象力； 2通过对实验的分析，提高学生比较、分析、归纳得出结论的能力。 情感、态度与价值观： 通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥妙，培养学 生的学习热情和求是态度，初步领会探索物理规律的方法和技巧。 【教学重点与难点】 重点：奥斯特的实验；通电螺线管的磁场 难点：通电螺线管的磁场及其应用 【教学用具】 教师用：多媒体课件、奥斯特实验器材一套、通电螺线管、小磁针、投影仪、 大头针 学生用：通电螺线管、小磁针等。 【教学过程】 主 要 教 学 过 程 教学环节 及内容 教师活动 学生活动 设计意图 一、创设情境 引入新课 【情境设置】 1. 将小磁针放在桌面上，让条行磁铁靠 近小磁针，观察小磁针的指向有何变 化？ 2. 把小磁针放在导线的下方，给导线通 电，观察小磁针的指向有何变化？ 【过渡】 电和磁从现象上看有非常相似的地方， 它们之间有没有一定的联系呢？这一问 题早在 1820 年丹麦伟大的物理学家奥 斯特在一次偶然的实验中就发现了电和 磁之间是有联系的。 （板书电生磁） 学生观察回答： 发生偏转 学生观察 学生观察、讨 论 直观的演示 实验能调动 学生的积极 性，思考导 线通电后为 何能使磁针 偏转。 发现电生磁 的物理学史， 对学生进行 科学世界观 教育。 二、探究新课 释疑解惑 （一）电流的 磁效应 （一）电流的磁效应 1【奥斯特实验】 （1）奥斯特是怎样做这个实验的呢？我 们一起来看看视频吧！ 播放动画奥斯特实验 奥 斯 特 实 验 .flv （2）学生分组探究学习。引导学生重作 奥斯特实验。 教师：分组指导，并提示学生注意： （1）把小磁针放在桌上，将导线平行架 学生观察视频 学生按要求进 行实验，记录 渗透转换的 思想，培养 创新能力 培养学生的 在小磁针的上方，然后把导线的两端接 在电池的两极上.闭合开关，导线中有电 流通过时，观察小磁针的转向是否改变？ （2）断开开关，导线中无电流时，观察 小磁针的转向是否改变？ （3）再把接在电池上的导线两端对调一 下，观察小磁针的转向是否改变？ （4）由实验（1、2）你能得出什么结论？ 由实验（1、3）你能得出什么结论？ 【结论】通电导线周围有磁场，磁场方 向与电流方向有关。 2电流的磁效应 引导学生小结：通电导体的周围有磁场， 磁场的方向跟电流的方向有关，这种现 象叫电流的磁效应。 实验现象。 发生偏转； 回到原来位置； 反向偏转； 小组讨论分析 交流总结： 由实验 （1、2）可知 通电导 体周围 存在磁场；由 实验（1、3） 可知磁场的方 向与电流的方 向有关。 动手动脑能 力。观察实 验能力。根 据实验现象 分析归纳总 结能力。 认识电流的 磁效应。 （二）通电螺 线管的磁场 （二）通电螺线管的磁场 【问题设置】既然电能生磁，为什么手 电筒在通电时连一根大头针都吸不动？ 怎样才能将这种较弱的磁场能够明显地 显示出来，供我们加以应用呢？ 【总结】把导线绕成一圈一圈的螺线管 状，各圈导线产生的磁场叠加在一起， 磁场就会强得多，这样在生产生活中用 途就大，下面我们也来制作一个螺线管。 【探究 1】：制作螺线管 1.教师演示螺线管的缠绕方法。 学生思考猜想： 可以增大电流 大小；可以把 导线变粗；让 直导线集中起 来绕成管状。 小组制作螺线 管 学生展示制作 体现猜想这 一重要环节 。 从实践活动 中获得感受 和认识，便 于理解掌握。 2.请同学们利用桌上的器材制作一个螺 线管，比一比，看哪一个组绕得即快又 好。 3.你认为可能有几种缠绕的方法？ 教师巡查指导学生制作。（对学生的展 示予以肯定和鼓励） 【提出问题】通电导线周围存在磁场， 通电螺线管的周围也应该存在磁场，用 什么方法可以显示出磁场的分布？ 【演示】通电螺线管的磁场 【探究 2】：通电螺线管外部的磁场是什 么样的？ 【展示】（1）向学生介绍螺线管磁场演 示仪的构造，线圈的位置，铁屑的均匀 分布情况等。 （2）向螺线管磁场演示仪中通有电流， 振动演示仪，观察铁屑的重新分布情况。 （3）教师将用铁屑做的演示螺线管磁场 的分布投影到银幕上引导学生分析通电 螺线管的外部磁场形状哪种磁体的磁场 相似。 【总结】通电螺线管的外部磁场形状与 条形磁体的磁场相似。 的螺线管。 两种绕法。 在硬纸板上均 匀地撒满铁屑 或在周围放小 磁针，通电后， 轻敲纸板，观 察磁针或铁屑 的排列情况。 学生分析比较 得出： 通电螺线管的 外部磁场形状 与条形磁体的 磁场相似。 培养学生的 实验设计能 力。 培养学生归 纳能力 培养学生研 究问题时严 谨的科学态 度。 层层递进有 【过渡问题】通电螺线管的外部磁场形 状与条形磁体的磁场相似。它的两端相 当于条形磁铁的两个磁极。哪么通电螺 线管的极性与环绕螺线管的电流方向之 间有什么关系？ 【探究 3】：通电螺线的磁场方向 （1）在螺线管一端放一个小磁针，通电 时，观察小磁针的指向是否发生变化？ （2）改变流经螺线管中的电流方向，观 察小磁针的指向是否变化？ （3）根据实验你能得出什么结论？ 【动画分析】 【结论】 通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 【拓展问题】 由于把导线绕成螺线管后，还存在一个 绕向的问题，磁场方向除了与电流方向 有关外，与线圈的绕向是否也有关系呢？ 【演示实验】 拿两个绕向不同的螺线管，给它们通有 相同方向的电流，用小磁针判断螺线管 的极性是否发生改变。 【动画分析】 学生进行实验， 认真观察实验 现象， 发生偏转； 与原偏转方向 相反； 结论：通电螺 线管的磁场方 向与电流方向 有关。 思考讨论： 有关或者无关。 观察现象： 小磁针的偏转 方向正好相反。 观察、思考、 利于学生明 确探究任务、 目的。调动 学生学习积 极性。 增强学生感 官认识。 培养学生分 析问题解决 问题的能力。 【结论】在电流方向一定的情况下，通 电螺线管的磁场方向还与线圈的绕向有 关，绕向变了，则磁场方向也会改变。 分析。结论： 在电流方向一 定的情况下， 通电螺线管的 磁场方向还与 线圈的绕向有 关。 （三）安培定 则 三）安培定则 【想想议议】通电螺线管的磁场方向与 电流方向和线圈的绕向有关，你能否想 出一些办法把他们的关系表达出来？请 大家看画面中蚂蚁和猴子是怎么说的， 能否受到某种启示呢？ 学生合作学习： 学生看蚂蚁和猴子说的话，小组讨论。 你能用右手来概括通电螺线管的北极与 电流方向的规律吗？ 【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。 【动画】通电螺线管磁场判断 【定则巧记】安培定则歌：右手握住螺 线管 , 四指顺着电流转 , 拇指指向 N 极端。 让学生熟记安培定则歌。 【学以致用】动手动脑学物理 （1、2、3）题。 学生看蚂蚁和 猴子说的话， 小组讨论。 讨论回答。意 见不一。 认真观看理解。 学生熟记。 学生做题，展 示。 启迪学生思 维，培养学 生的归纳能 力，语言表 达能力应用 规律解决问 题的能力 课堂小结 通过本节课的学习，你有哪些收获和感 悟？ 讨论总结 通过知识梳 理帮助学生 理解记忆。 当堂检测 出示检测题，要求利用 5 分钟时间，独 立完成。 （附件 1） 巡视学生做题，公布答案。 独立做题： 根据教师出示 的答案批阅， 查漏补缺，交 检测学生学 习目标完成 情况，及时 调查学情，精讲点拨。 流讨论。 进行反馈。 布置作业 完成动手动脑学物理。4、5. 课下完成。 引导学生勤 于观察自然， 领会自然的 和谐与美妙。 【板书设计】 第二节：电生磁 一、电流的磁效应 通电导线周围有磁场，磁场方向与电流方向有关，这种现象 叫做电流的磁效应。 二、通电螺线管的磁场 1通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场是相似的。 2判断方法：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。 电 流 的磁 效 应 通 电 螺 线管 的 磁 场 安 培 定 则 课 堂 小 结 【教学反思】 一、案例的“亮点” 1、通过演示导入激起学生学习兴趣，并能引导学生主动参与到课堂活动中。 2、在本节这些抽象的概念形成时，给学生演示了实验，并让学生动手实验从实 践活动中获得感受和认识，便于学生概念形成。 3、通过让学生熟记安培定则歌，帮助学生理解掌握方法。调动学生学习的积极 性。 二、教学中易出现的问题： 1、这节课的概念较多，中间的小探究实验有二、三个，所以时间会很紧，根据 学生的接受能力，灵活控制。 2、虽然有几个探究实验，但还是要突出探究通电螺线管的磁场是比较好的，该 实验在器材不多的情况下，要重演示实验的质量，让大多数学生看到其中铁屑 的分布是至关重要的。 附件一：当堂检测 一、选择题 1.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通上如图所示的电 流,请你想一想会发生的现象是( ) A.通电螺线管仍保持静止不动 B.通电螺线管能在任意位置静止 C.通电螺线管转动,直至 A 端指向南,B 端指向北 D.通电螺线管转动,直至 B 端指向南,A 端指向北 2.(2012株洲中考)如图所示,当开关 S 闭合时,通电螺 旋管周围的小磁针指向不正确的是( ) A.a B.b C.c D.d 3.(2012日照中考)如图所示,通电螺线管 P 和 Q 通电后( ) A.P 的右端是 N 极,Q 的左端是 S 极,它们相互吸引 B.P 的右端是 S 极,Q 的左端是 S 极,它们相互排斥 C.P 的右端是 N 极,Q 的左端是 N 极,它们相互排斥 D.P 的右端是 S 极,Q 的左端是 N 极,它们相互吸引 二、填空题 4.如图所示,若改变通电导线中电流的方向,则小磁针 的转动方向将 ,这说明电流的 方向 跟通电导线中电流的方向有关。 5.(2012梧州中考)如图所示,通电螺线管附近的小磁 针处于静止状态,电源的 D 端是 极。 三、作图题 6.小磁针静止时的指向如图所 示。请你标出通电螺线管 的极性,并用笔画线代替导线 给通电螺线管绕线。 四、实验探究题 7.(2012株洲中考)科学家发现两根平行导线通电后有如图所 示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。 (1)由图可知两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流 方向相同时,导线相互 ;当通入电流方向相反时,导线 相互 。 (2)判断通电直导线周围磁场方向的方法：用右手握导线,大拇 指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个 方法,请你判定甲图中导线 a 在导线 b 处产生的磁场方向为垂直于纸面 (选填“向里”或“向外”)。 (3)由此可知：与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过 来实现的。 答案解析 1.【 解析 】选 D。本题考查安培定则的应用。由安培定则可知 ,螺线管 A 端为 N 极;地球的南极为 N 极,地球北极为 S 极,螺线管东西悬挂,故在地磁场的作用下,螺 线管会转动,直至 N 极向北 ,S 极向南才能处于平衡状态。故选 D。 2.【 解析 】选 D。本题考查安培定则的应用。根据电流方向 ,利用安培定则判断 螺线管的磁极,根据磁体周围的磁感线从 N 极出来回到 S 极, 画出磁体周围的磁 感线,根据磁场中任一点小磁针 N 极的指向和该点的磁感线方向一致 ,所以 a 点 小磁针 N 极应指向右;b 点小磁针 N 极应指向左;c 点小磁针 N 极应指向右;d 点 小磁针 N 极应指向左。因此通电螺线管周围的小磁针指向不正确的是小磁针 d。故选 D。 3.【 解析 】选 B。本题考查通电螺线管磁场。由安培定则可得螺线管 P 左侧为 N 极,右侧为 S 极;螺线管 Q 左侧为 S 极, 右侧为 N 极,即两磁铁同名磁极相对,相 互排斥。故选 B。 4.【 解析 】本题考查通电直导线磁场。如果通电导线的电流方向发生变化,则由 安培定则知,磁场也发生变化, 故小磁针的转动方向会发生改变, 这证明了电流的 磁场与导线中的电流方向有关。 答案：改变 磁场 5.【 解析 】本题考查磁极间的相互作用。根据磁极间的相互作用,通过小磁针的 磁极判断出通电螺线管的 B 端是 N 极,A 端是 S 极,根据安培定则,由磁极判断电 流方向,由电流方向判断电源的 C 端是电源正极,D 端是电源的负极。 答案：负 6.【 解析 】本题考查通电螺线管的绕线。小磁针处在通电螺线管的磁场中,N 极 所指的方向就是通电螺线管的磁场