电流的磁场_1

1 / 18 电流的磁场 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 课题： 电流的磁场 课型：新授 教学设计 设计 思路通过实验探究让学生在研究交流中经历电流周围存在磁场的发现，感悟控制变量的方法，从而建构电流周围存在磁场相关的知识体系，达到提升学习能力的目的。 教 学 目 标知识 和 技能 1知道电流周围存在着磁场。 2知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。 3会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。 4知道什么是电磁铁。 5理解电磁铁的特性和工 作原理。 6、知道电磁继电器的构造和工作原理 过程 2 / 18 与 方法 1、经历电生磁的发现过程，能简单描述在探究过程中观察到的现象 2、能在实验和探究中发现和提出问题，并能制定出简单的实验方案 3、观察电磁铁的绕制过程，能说出电磁铁的构造 4、会探究电磁铁的磁性与哪些因素有关 5、连接电磁继电器电路，探究并了解电磁继电器的作用 情感、态度与价值观 1、通过实验的探究，进一步激发学生学习科学的兴趣 2、通过本节课的学习，培养学生尊重事实，实事求是的科学态度 3、增强对科学技术的好奇感，在解决问题的过 程中体验成功的喜悦 重点 难点重点奥斯特实验；通电螺线管外部的磁场；电磁铁的特性和工作原理 难点用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向；电磁继电器的构造和工作原理 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，螺线管，铁棒，一个线圈匝数可以改变的电磁铁，滑动变阻器，电流表和一小堆大头针、电3 / 18 磁继电器 教学过程提要 教学环节个人复备 一、 复习 旧知 引入 新课 1、复习提问 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？ 2、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。 二、 讲授 新课 （新知 探究） 一、奥斯特实验 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4 / 18 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。 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。） 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： 5 / 18 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。 二、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 11 13 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？ 引导学生讨论后回答：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 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。 6 / 18 引导学生讨论后回答：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。 三、安培定则 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，弄清安培定则的作用和判定方法。 结论： 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，用安培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，再用安培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。 三、 拓展 延伸 7 / 18 一、电磁铁 提问：如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？请同学们观察下面的实验：演示实验：先将小 磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。 提问：小磁针的偏转程度哪个大？这表明什么？ （插入铁棒后，小磁针的偏转程度增大，这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。） 进一步提问：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？ 学生讨论得出：铁心插入通电螺线管，铁心被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了。 教师指出：从上面的实验中可以看出，铁心插入螺线管，通电后能获得较强的磁场 。我们把插入铁心的通电螺线管称为电磁铁。 (1)探究电磁铁的特点 提问：电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？它的磁性强弱与哪些因素有关呢？下面我们用实验来研究。 进一步提问：怎样来做实验呢？其步骤是怎样的呢？ 我们知道，电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，由此，我们可以进行猜想：它的磁性与电流的大小有关；螺线8 / 18 管是由导线绕制成的，它的磁性强弱与线圈的匝数有关。下面我们就从这几个方面来进行实验探索。 （用小黑板或投影仪展示下列记录表格） 通电断电电流增大电流减小线圈匝数增加 电磁铁的磁性强弱 学生实验：首先请同学们从盒子里拿出实验器材，放在桌上摆好，观察所用的器材，同时思考下列问题： 这些实验器材应连接成怎样的电路？ （应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路） 用什么来判断电磁铁的磁性强弱？ （通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断） 学生将实验器材连接好，检查电路无误后进行实验： 将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。 将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对 比电磁铁磁性强弱的变化。 将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。 实验小结：让学生归纳、概括实验结果后，教师板书：实验9 / 18 表明： 1电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。 2通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。 3在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。 (2)讨论电磁铁的优点 提问：通过实验，我们知道了电磁铁的一些特点，它的这些特点与永磁体相比，有哪些优点呢？ 学生讨论后归纳： 1磁性能快显快消。 2磁性强弱可以调节。 (3)介绍电磁铁的应用 提问：电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢？ 请同学们观察课本上的彩图：电磁起重机。说明它能将钢材吊起的原理。 介绍两种常用的电磁起重机：一种是圆柱形电磁铁，一种是蹄形电磁铁。蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面上，能同时吸住一块铁，因而磁性更强。 二、电磁继电器 人直接操作高压电路的开关是很危险的，如果能够在低压下操作高压电路，就能避免高压的危险。利用电磁铁制成的电磁继电器就可以做到用低压弱电流控制高压强电流。 放映多媒体课件电磁继电器，讲解 学习电磁继电器的结10 / 18 构 1电磁继电器的结构 引导学生观察实验用电磁继电器，配合演示多媒体课件电磁继电器，问： 电磁继电器中的电磁铁在什么位置？电磁铁起什么作用？ 图中的衔铁，它起什么作用？ 图中的弹簧，它起什么作用？ 图中的动触点，是静触点，它们起什么作用？ 学生通过观察回答以上问题时，教师注意纠正，让学生正确认识电磁继电器各部件的名称和作用。教师介绍电磁继电器的电路： 控制电路的组成 电磁铁、低压电源、开关。 工作电路的组成 高压电源、电动机、电磁继电器的触点部分。 2电磁继电器的工作原理 让学生看课本，教师引导学生讨论电磁继电器的工作过程，然后让学生阅读课本电磁继电器 “ 工作原理 ” 部分，边阅读边理解电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路闭合。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。 电磁继电器实质就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。 11 / 18 3电磁继电器的应用 工作电路是有危险的高压电路，通过电磁继电器可利用低压控制高压。 工作场所温度高或环境不好，可以利用电磁继电器实现远距离操作。多媒体课件演示。 四、 课堂 小结通过本节课的学习，同学们学到了什么？ 学生讨论后回答。 五、 布置 作业课本 P42“WWW” 第 1、 2、 3、 4、 5 题 板书 设计 电流的磁场 一、奥斯特实验 二、通电螺线管 三、电磁铁 四、电磁继电器 教 12 / 18 后 感 初三物理学案课题： 电流的磁场 学习过程 1、 1820 年，丹麦科学家 _把连接电池组的导线放在和磁针平行的位置上，当导线通电时，磁针立即偏转一角度，这个实验表明通电导体周围存在着 _。 2、在通电直导线下边的小 磁针，当电流方向改变时，磁针的偏转方向也 _，这表明，电流的磁场方向跟_有关 . 3、通电螺线管周围有 _，它外部磁场和 _磁体的磁场一样，它的磁极跟电流的 _有关，它们之间的关系可用 _判定 . 4、通 电 螺 线 管周 围 磁 感线 的方 向 从 _指向_；其内部的磁感线方向是从 _指向_，当改变电流方向，通电螺线管的南北极_. 5、从磁感应线的分布可以看出：通 电螺线管对外相当于一个 _磁铁，它也有 _、 _两个磁极。 6、通电螺线管中电流的方向与螺线管两端极性的关系，可以用 _定则来判定，用右手握住螺线管，让四指弯向螺13 / 18 线管中 _的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 _ 7、如果在通电螺线管中插入一根铁棒，就能吸起更多曲别针，这表明铁芯能使通电螺线管的磁场 _。通电螺线管和它里面的铁芯就构成了一个 _。这个_磁性的有无，可以用 _来控制，磁性 的强弱可以靠 _来控制。 8、电磁铁与永久磁铁相比具有以下两个优点： (1)电磁铁磁性的有无，可以由 _来控制。 (2)电磁铁磁性的强弱可以由 _来控制。 9、图 1 所示是通电螺线管两端磁极情况的示意图，其中正确的是图（） 10、如图所示的图中，两个线圈，套在一根光滑的玻璃管上，导线柔软，可自由滑动，开关 S 闭合后，则（） A两线圈左右分开； B两线圈向中间靠拢； c两线圈静止不动； D两线圈先左右分开，然后向中间靠拢 . 11、某同学自制了一 个电磁铁，用来做如图 2-1 所示的实验，当他闭合开关后，发现挂有铁块的弹簧被拉长了。当他将滑动变阻器的滑片向右滑动时，关于他看到的现象，下面的说14 / 18 法中正确的是 A.弹簧被拉得更长，电流表的示数增大 B.弹簧被拉得更长，电流表的示数减小 c.弹簧缩短，电流表的示数增大 D.弹簧缩短，电流表的示数减小 图 2-1 图 2-2 12、如图 2-2 所示，螺线管的左端是 N 极，应如何绕 . 13、请你在图 2-4 中，标出通电螺线管的电流方向、画出磁场的磁感线的示意图、标出磁感线的方向和通电螺线管的 N、S 极。 图 2-4 图 3 14图 3 是一种单元防盗门门锁的原理图其工作过程是：当有人在楼下按门铃叫门时，楼上的人闭合开关，门锁上的电磁铁通电衔铁，衔铁脱离门扣，这时来人拉开门，进入楼内在关门时，开关是断开的，衔铁在 作用下，合入门扣在合入门扣的过程中 能转化为 能 电流的磁场当堂训练 班级学号姓名 _ 1、图 1 中的实验表明：在通电导线周围存在着 。第一15 / 18 个发现电与磁之间联系的物理学家是 (选填 “ 伽利略 ” 、 “ 法拉第 ” 或 “ 奥斯特 ”) 2、为了增强磁性，对通电螺线管可采取的措施是 ； ；图 1 。 3、如图 2 所示，当闭合开关 S 时，小磁针将向 （填 “ 顺时针 ” 或 “ 逆时针 ” ）方向转动，当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电磁铁的磁性将 （填 “ 增强 ” 、 “ 不变 ” 或“ 减弱 ” ） 图 2 图 4 4.图 4 是一种防盗报警器，当有人踩到踏板时报警器通过 亮来报警。（填 “ 灯 1” 、 “ 灯 2” ） 5.在如图 9 所示的四个通电螺线管中，能正确地表示通电螺线管磁极极性的是（ ） A B 图 9 c D 年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起与会科学家的极大兴趣，如图 10 所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是 ( ) A、通电螺线管仍保持在原来位置上静止 16 / 18 B、通电螺线管转动，直到 A 端指向南， B 端指向北图 10 c、通电螺线管转动，直到 A 端指向北， D、端指向南 D 通电螺线管能在任意位置静止 。 7下列说法中正确的是（ ） A电铃是利用电流的热效应工作的 B奥斯特实验说明了通电导体周围存在着磁场 c发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的 D电动机是把机械能转化为电能的设备 8要改变一个通电螺线管的极性，以下方法中可行的是（ ） A改变通过螺线管的电流方向 B改变螺线管的匝数 c改变通过螺线管的电流大小 D往螺线管内插入铁芯 9下列用电器中，一定没有电磁铁的是（ ） A电烙铁 B电铃 c电磁起重机 D电磁继电器 10下列方法中可增强电磁铁磁性的是（ ） A增加电磁铁的通电时间 B减小螺线管中的电流强度 c增大螺线管中的电流强度 D改变螺线管中的电流方向 11如图 13，是录音磁头的工作原理。录音时磁带上一层磁材料通过与磁头作用被磁化变成类似于图中的小磁体，从17 / 18 而记录声音。请根据图中小磁体的极性标出此时磁头电流方向。 图 13 图 14 图 20 12图 14 中两个通电螺线管相互吸引