5.3探究电流周围的磁场.doc

5.3探究电流周围的磁场导学案榆林中学 景海霞一、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，找出显示磁场方向的方法，结合安培定则判断电流周围的磁场及其方向，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。二、课标要求1、知道几种特殊磁场的磁感线分布，会用安培定则判断电流的磁场方向2、知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说3、经历观察和探究的过程，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4、通过对电生磁的研究和对通电螺线管外部磁场的探究，进一步激发学生学习科学的兴趣。三、教学目标1、知道电流周围存在磁场，知道通电螺线管对外相当于一个磁体，会用安培定则确定相应磁体的磁极和通电螺管的电流方向。 2、培养学生初步的观察能力、实验能力、分析概括、作图能力。 3、培养学生良好的学习习惯，实事求是的科学态度。四、【教学重难点】 重点:奥斯特实验，通电螺线管周围的磁场，安培定则。 难点:安培定则的运用五、课前自主学习1、奥斯特实验通过观察课本奥斯特实验：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，请同学们总结直导线通、断电时小磁针的偏转情况。问题1：观察到什么现象？问题2：通过这个现象可以得出什么结论呢？结论： 2、直线电流的磁场磁场分布：直线电流的磁场磁感线是一些围绕以导线上各点为圆心的 ，这些同心圆都在跟导线 的平面上安培定则：右手握住导线，让大拇指指向 的方向，则弯曲的四指所指的方向就是 的环绕方向3、通电线圈的磁场环形电流的磁场：环形电流磁场的磁感线是一些 环形导线的闭合曲线也满足 .通电螺线管的磁场：就像一根 ，一端相当于北极，另一端相当于南极长直通电螺线管内中间部分的磁场近似 通电螺线管的电流方向跟它产生的磁场的磁感线方向之间的关系仍然满足 。直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场_与_磁铁的磁场相似，管内为_磁场且磁场_，管外为_磁场环形电流的两 侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场_安培定则立体图横截面图4、磁现象的本质、安培分子电流假说的内容：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流-_ ，使每个物质微粒都成为微小的_，分子的两侧相当于两个_。、磁现象的本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由_产生的。5、课前预习题例题1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极向纸面内偏转，那么这束带电粒子可能是_A向右飞行的正离子束 B向左飞行的正离子束C向右飞行的负离子束 D向左飞行的负离子束（a）（b）例2、取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）A0B0.5B CB D2 B例3、安培的分子环形电流假说不可以用来解释（ D ）A磁体在高温时失去磁性； B永久磁体的磁场C铁磁类物质放入磁场后具有磁性； D通电导线周围存在磁场 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。六、小组内自主合作实验探究1、奥斯特实验：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。问题1：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。问题2：同学们观察到什么现象？这说明什么？问题3：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？2、探究直线电流的磁场分布组内实验：(1)按课本图517那样让一直导线垂直穿过一块水平硬纸板，将小磁针放置在水平硬纸板各处，接通电源.观察小磁针在各处的指向，分析直线电流的磁感线的分布特点.(2)用细铁屑在磁场中的排列来模拟直线电流的磁感线的分布，分析其磁感线的特点.直线电流磁场磁感线的特点： 直线电流磁场磁感线的判断方法： 立体图【思考与讨论】通电直导线产生磁场的磁感应强度B的大小与导线的电流I的大小有怎样的关系？ 3、探究通电环形线圈的磁场分布组内实验：(1)按课本图519那样让一直导线弯成环形状穿过一块水平硬纸板，将小磁针放置在水平硬纸板各处，接通电源.观察小磁针在各处的指向，分析直线电流的磁感线的分布特点.(2)用细铁屑模拟环形电流磁场的磁感线的分布，分析其磁感线的特点.环形电流磁场磁感线的特点： 【思考与讨论】环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间有什么关系？怎样判断环形电流的磁感线方向？ 4、探究通电螺线管的磁场分布组内实验：(1)按课本图521那样让一直导线穿过一块水平硬纸板绕上几圈，制成螺线管，将小磁针放置在水平硬纸板各处，接通电源.观察小磁针在各处的指向，分析直线电流的磁感线的分布特点.(2)用细铁屑模拟环形电流磁场的磁感线的分布，分析其磁感线的特点.通电螺线管磁场磁感线的特点：通电螺线管外部磁感线 通电螺线管内部磁场近似为 思考与讨论：怎样判断通电螺线管的磁感线方向？ 想一想：（1）.环形电流、通电螺线管产生的磁感线和什么磁体的磁感线类似？（2）.直线电流和环形电流在应用安培定则时弯曲的四指和大拇指有什么不同？5、探究磁现象的本质【思考与讨论】安培分子电流假说的作用例如，可以用来解释一些磁现象，如铁棒被磁化和消磁的原因。（用所学原理用自己的语言解释一下） 【思考与讨论】安培分子电流假说是一种猜想还是实验结论；怎样判断科学猜想的正确性？ 七、在教师的指导下画出直线电流、环形电流、通电螺线管产生的磁场的横截面图物理中规定垂直纸面的磁感线标记法 点表示磁场垂直纸面向外 叉表示磁场垂直纸面向里掌握基本绘图技能：根据立体图画出平面图，给出平面图能想象出立体图八、延伸探究：如图,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中,以导线截面的中心为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零,则下列叙述正确的是()A.直导线中的电流方向垂直纸面向外B.b点的实际磁感应强度为 T，方向斜向上，与B的夹角为45C.c点的实际磁感应强度也为零D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同九、课堂小结通过本节课的学习，同学们学到了什么？十、检测归纳（建议用时10分钟）1、在三维直角坐标系中，电子沿y轴正方向运动，如图所示，由于电子的运动产生的磁场在a点的方向是( )Ax方向 Bx方向Cz方向 Dz方向2、如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（ ）A、小磁针N极向里转 B、小磁针N极向外转C、小磁针在纸面内向左摆动 D、小磁针在纸面内向右摆动3、对于通有恒定电流的长直螺线管，下列说法中正确的是（ ）A、通电螺线管内部的磁场是匀强磁场B、通电螺线管磁感线的分布都是从N极指向S极C、放在通电螺线管内部的小磁针静止时，N极指向通电螺线管的N极D、通电螺线管内部的小磁针静止时，N极指向螺线管的S极4、关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（ ）A、一切磁现象都起源于运动电荷，一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的B、除永久磁铁外，一切磁场都是运动电荷产生的C、据安培的分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变的大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极D、磁体在高温下或者