《电生磁(第二课时)》教案

《电生磁（第二课时）》教案教学目标教学目标：探究通电螺线管周围磁场。了解通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。通电螺线管的极性与电流方向的关系。3．会用安培定则来判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。教学重点：通电螺线管周围的磁场。教学难点：会运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性和通电螺线管的电流方向。教学过程时间教学环节主要师生活动3分钟3分钟5分钟8分钟2分钟螺线管探究通电螺线管周围的磁场分布通电螺线管的极性与电流方向的关系安培定则课堂小结+布置作业【点PPT】上节课，通过奥斯特实验，我们发现电流周围存在着磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关。当导线中有电流流过时，在电流周围产生磁场的这种现象，我们称为电流的磁效应。【点PPT】通电导线周围存在磁场，把导线绕在圆筒上，就做成了螺线管，如图1，图2就是平时我们看到的螺线管，图3是螺线管的示意图。通电后，各圈导线产生的磁场会叠加在一起，跟单匝环形电流产生的磁场相比，磁场被增强了。【点PPT】如何绕制螺线管呢？手拿绝缘筒，导线从左向右绕线，同学们可以拿出笔作为绝缘筒，绵线作为导线，按照图中的方法尝试练习绕一下【播放视频】【点PPT】绕制螺线管还有另外一种绕法，改变绕线的方向。【播放视频】【点PPT】两种螺线管的绕法，同学们，学会了吗？这两种不同的绕线方法会导致什么结果呢？当我们把螺线管与电源连通后，就会发现，尽管电流都是从螺线管的左端流入，但是在螺线管上，电流的环绕方向是相反的。所以，当电源的正负极确定时，改变螺线管的绕线方向，通过螺线管的电流方向就会改变。【点PPT】上节课，我们观察了通电直导线周围的磁场分布。【点PPT】圆形导线框周围的磁场分布。【点PPT问】那么，通电螺线管的周围的磁场又是什么样的呢？用什么方法可以显示出磁场的分布呢？我们还是利用铁屑来观察螺线管周围的磁场分布情况。将螺线管两端接通电源，在塑料板上均匀地撒满铁屑。通电后，轻敲塑料板，观察铁屑的分布情况。【播放视频】我们观察到，通电螺线管的磁场在管口处近似是一组直线，离开管口后，向四周发散。想想看，类似这样的磁场分布，我们在哪里见到过？【点PPT】对，是条形磁体的磁场。对比右图可知：通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。条形磁体有两个磁极，通电螺线管也有两个磁极吗？如果有，它们跟电流方向有什么关系？【点PPT问】那么通电螺线管两端的极性与电流方向有什么关系呢？通电螺线管的极性如何判断呢?如果知道通电螺线管周围磁场的方向，便可判断通电螺线管两端的极性。联想前面判断各种磁场方向的方法，我们还是利用小磁针来完成这项工作。【点PPT】把小磁针放到螺线管周围不同位置，用红色箭头标记线圈中电流的方向。记录小磁针N极的指向。此实验中，小磁针的红色一端为N极。观察实验。【播放视频】小磁针的红色端为N极，通电后，管口左侧的小磁针N极指向螺线管，管口右侧的小磁针N极背离螺线管向外指。说明，螺线管右端为N极，螺线管左端为S极。【点PPT】如果改变通过螺线管的电流方向，螺线管的极性会发生变化吗。观察实验。【播放视频】改变电流方向后，我们发现，所有小磁针的指向都发生了180度的改变，说明螺线管左端为N极，螺线管右端为S极。【点PPT】实验结果表明，通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。红色箭头标记了线圈中的电流方向发生了改变，而周围小磁针的指向相反。可以判断，通电螺线管的N、S极发生了对调，这表明，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。【点PPT】由此，我们可以根据通电螺线管周围铁屑的排列情况和小磁针的指向，画出通电螺线管周围的磁感线。用磁感线把通电螺线管周围的磁场分布情况表示出来【点PPT问】我们在不改变电流方向条件下，只改变螺线管的绕线方向，重新进行上述实验，结果发现通电螺线管的N、S极又互换了，同学们，你发现了什么规律吗？能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？【点PPT】蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，说：N极就在我的左边。【点PPT】猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：如果电流沿着我右臂所指的方向流动，N极就在我的前方。【点PPT】牵牛花说：如果电流沿着我的卷须向上的缠绕方向流动，通电螺线管的N极就沿我的茎的生长方向。【点PPT】通电螺线管的极性与电流方向之间到底存在怎样的关系呢？安培定则为我们解答了这个疑问。安培定则的内容是：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。安培定则又被称作右手螺旋定则，它在生活中也有广泛的应用。例如，在拧开瓶装水的盖子时，瓶盖的旋转方向与向上运动的方向就遵循右手螺旋定则。课后同学们可以尝试做一下。好了，下面请同学们伸出右手，我们一起来练习。【点PPT】准备好了吗？下面，就来练习一下如何利用安培定则确定通电螺线管的N、S极。【播放视频】电流从导线左端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向下，伸出右手，四指指向螺线管中电流方向，注意观察如何握住螺线管。你做对了吗？伸出的拇指指向右侧，即，通电螺线管的右端为N极，左端为S极。【点PPT】接下来我们再试一试，改变电流方向。【播放视频】电流从导线右端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向上，伸出右手，（等待）四指指向螺线管中电流方向，伸出的拇指指向左侧，即，通电螺线管的左端为N极，右端为S极。同学们，学会了吗？【点PPT】这是一个竖直放置的螺线管，让我们继续判断通电螺线管的N、S极：同学们先来试一试。【点PPT】电流从导线上端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向右，伸出右手，四指指向螺线管中电流方向，伸出的拇指指向上，即，通电螺线管的上端为N极，下端为S极。【点PPT】接下来，我们根据通电螺线管的N、S极，确定电流方向：通电螺线管左端为S极，右端为N极，伸出右手，伸出的拇指指向右侧，这时，四指指向下，即螺线管靠近我们一侧的电流方向向下。我们在螺线管上画出电流方向。因此，电源左侧为正极，右侧为负极。【点PPT】如果螺线管竖直放置呢？我们继续确定通电螺线管中的电流方向:同学们先来试一试,通电螺线管上端为S极，下端为N极，伸出右手，伸出的拇指指向下，这时，四指指向左，即，螺线管靠近我们一侧的电流向左。因此，电源上端为正极，下端为负极。【点PPT】我们来看一个有意思的实验，把螺线管和电池连接起来，固定在泡沫板上，沿东西方向将泡沫板放入水中。会发生什么现象？你能根据刚才的学习判断出来吗？我们来看看实际的结果。由于运动过程比较缓慢，我们6倍速来播放。【播放视频】我们看到通电后的螺线管带着泡沫板在水中运动起来，它们沿着顺时针的方向转动，从原来东西方向缓慢地转向南北方向，最后螺线管的两端静止在南北方向，是不是巧合呢？【点PPT】调换螺线管东西方向的位置，将泡沫板放入水中。看看又会发生什么现象？【播放视频】通电后的螺线管带着泡沫板在水中运动起来，这次，它们沿着逆时针的方向转动，从原来东西方向缓慢地转向南北方向，最后螺线管的两端仍然静止在南北方向。【点PPT】通过观察，可以知道，螺线管靠近我们一侧的电流方向向下。结合之前的学习，我们可以用安培定则判断通电螺线管的两端极性。螺线管的右端，即与蓝色导线连接的一端为N极。螺线管的左端，与红色导线连接的一端为S极。【点PPT】观察刚才螺线管稳定的方位,可发现，螺线管通电后，两端分别为N极和S极，由于地磁场的作用，N极一端，也就是与蓝色导线相连的一端，最终均指向北方。通电螺线管的表现与处于地磁场中的磁体表现相同。同学们，你也可以试一试。【点PPT】我们通过实验观察和对比，发现：通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，通电螺线管也有N、S极。通电螺线管两端的极性由螺线管中的电流方向决定，安培定则的内容是：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。我们可以利用安培定则，在已知通电螺线管中电流方向时，判断通电螺线管的N、S极；也可以在已知通电螺线管的N、S极时，判断通电螺线管中电流方向。需要提醒同学们注意的是，利用安培定则进行有关判断时，要确定用的是右手。在判断过程中，应该及时画出通电螺线管上的电流方向或者是通电螺线管的N、S极。这样做，既能避免忙中出错，又便于检查。【点PPT】今天的作业：1.基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习。2.拓展性作业：试一试：找一段导线，一节干电池，一支笔，一个大铁钉和一些大头针。先把导线缠绕在笔杆上，做成一个螺线管，给螺线管通电后，让它吸引大头针；然后再把导线缠绕在大铁钉上，也让它吸引大头针。对比两次结果，想一想，如何增强通电螺线管的磁性？知能演练提升能力提升1.如图所示,通电螺线管周围的小磁针静止时,小磁针指向不正确的是()A.a B.b C.c D.d2.如图所示,闭合开关后,A点磁场方向向左的是()3.如图所示,当闭合开关S后,通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端,则()A.通电螺线管的Q端为N极,电源a端为正极B.通电螺线管的Q端为N极,电源a端为负极C.通电螺线管的Q端为S极,电源a端为正极D.通电螺线管的Q端为S极,电源a端为负极4.小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是()A.图中P、Q两点相比,P点处的磁场较强B.若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场会减弱C.若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变D.若只增大螺线管中的电流,P、Q两点处的磁场方向会改变5.如图所示,闭合开关S1、S2,两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是()A.相斥,A端为N极,B端为N极B.相斥,A端为S极,B端为S极C.相吸,A端为S极,B端为N极D.相吸,A端为N极,B端为S极6.如图所示,闭合开关使螺线管通电,可以观察到左边弹簧,右边弹簧。(均选填“伸长”“缩短”或“不变”)

7.为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极,某同学将该电池和一螺线管相连,闭合开关S后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可以判断a端是通电螺线管的极,c端是铅蓄电池的极。

8.下图是探究通电螺线管外部的磁场方向的实验装置图。实验中,用小磁针的极指向来判断通电螺线管外部某点的磁场方向;断开开关,将电源的正负极对调,再闭合开关,观察小磁针的指向是否改变,此操作探究的问题是“通电螺线管外部的磁场方向与方向是否有关”。

9.下图为永磁体A和通电螺线管B之间的磁场分布。请根据图中磁感线的方向标出永磁体A右端的磁极和螺线管B中电源的“+”“-”极。★10.如图所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。接通电路后,观察到小磁针偏转。(1)实验探究的是通电直导线周围是否存在______________________________。

(2)改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向也发生改变,表明______________________________________________________________________。

(3)实验中小磁针的作用是_______________________________________________。

(4)实验中用到的一种重要科学研究方法是。

A.类比法B.转换法C.控制变量法 D.等效替代法探究创新11.如图所示,将一根导线弯成圆形,在其里面放置一个小磁针,通电后,小磁针的N极将()A.向纸里偏转 B.向纸外偏转C.静止不动 D.无法判断12.汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。如图所示,一条向上射出的阴极射线可以看作是许多电子定向运动形成的电子流,则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是()知能演练·提升1.D由安培定则可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极。螺线管周围的磁感线从N极出来回到S极,小磁针N极所指的方向跟磁感线方向一致,所以小磁针d指向错误。2.C选项A中,由安培定则可知,左侧螺线管下端为N极,右侧螺线管下端也为N极,故由磁感线的特点可知A点磁感线应向上方,故选项A错误;选项B中,由安培定则可知,左侧螺线管上端为N极,右侧螺线管上端也为N极,则由磁感线的特点可知A点磁感线应向下方,故选项B错误;选项C中,由安培定则可知,左侧螺线管上端为S极,右侧螺线管上端为N极,则由磁感线的特点可知A点磁感线向左,故选项C正确;选项D中,由安培定则可知,左侧螺线管上端为N极,右侧螺线管上端为S极,则由磁感线的特点可知A点磁感线向右,故选项D错误。3.C小磁针N极转向Q端,则Q端为螺线管的S极,由安培定则判定出通过R的电流方向向上,故电源a端为正极。4.C由题图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样,并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集,由此可以确定Q点的磁场比P点强,故A错误;只改变电流方向,则磁场方向发生改变,但通电螺线管的磁场强弱不变,故B错误,C正确;只增大螺线管中的电流,则磁场的强弱发生改变,但磁场方向不变,故D错误。5.C两个通电螺线管中的电流都是向下的,根据安培定则可知,A端为S极,B端为N极,因此它们相互靠近的两端是异名磁极,相互吸引,故C正确。6.解析闭合开关后,左、右两个螺线管都有电流通过,周围都有磁场,左边螺线管吸引铁棒,弹簧伸长;右边螺线管上端为N极,跟条形磁体相排斥,右端的弹簧缩短。答案伸长缩短7.解析利用小磁针可判断螺