16.2-电流的磁场-初中-物理-教学设计

PAGE《16.2电流的磁场》教学设计荣涛西安滨河学校一、教材分析本节课是在已有的电学知识和简单的磁现象知识基础上，将电和磁对立统一起来的一节课，是初中物理电磁学部分的一个重点。本节课主要包括三个重要的知识点：一是通过奥斯特实验明确通电导线周围存在磁场；二是探究通电螺线管磁场的方向；三是掌握安培定则，学会判断通电螺线管两端的极性和外部各点的磁场方向。二、学情分析本节课开始学习时，学生会对通电导体周围存在磁场这一现象感到疑惑，不可思议。但本节课与实际生活联系很紧密，很容易激发学生积极探索的欲望。另外，学生在学习本课之前已经掌握了磁极间的相互作用规律，磁场的基本性质，条形磁体周围的磁场分布情况，探究磁体周围存在磁场及磁场方向的方法,也具有电学实验的相关操作技能。只要设计好恰当的实验，学生会比较容易的掌握本节课的重点和难点。三、教学目标1．通过观察电磁铁通电和断电时与铁质圆柱体的相互作用的现象，初步体会磁与电是有联系的。2．通过介绍奥斯特发现电与磁之间联系的物理学史，了解科学家们研究问题的艰难，体会科学家们的坚持不懈，勇于创新的精神，知道奥斯特实验是最早证明电流磁效应的实验，体会电磁学的发展对于社会发展的重要意义，提升学以致用的社会责任意识。3．通过观察改变电流前后通电直导线周围小磁针的偏转方向发生改变的实验现象，初步了解电流周围的磁场方向与电流的方向有关。4．利用铁屑和小磁针研究通电直导线周围的磁场分布及方向，理解在奥斯特实验中小磁针偏转及改变电流时偏转方向不同的原因，完善学生的物理观念，并且在此过程中体会转换法的重要作用。5.利用铁屑和小磁针研究通电螺线管周围的磁场分布及方向，知道通电螺线管周围的磁场与条形磁铁相似，知道通电螺线管周围的磁场方向与电流方向有关。6.学会用右手螺旋定则判断通电螺线管周围的磁场方向与电流方向的关系，通过练习巩固使用右手螺旋定则来判断通电螺线管周围磁场方向，掌握科学方法。四、重点难点1.重点：=1\*GB2⑴探究通电直导线周围存在磁场。=2\*GB2⑵探究通电螺线管外部的磁场方向和安培定则的使用。2.难点：=1\*GB2⑴设计方案探究螺线管外部的磁场特点。=2\*GB2⑵运用安培定则判断通电螺线管外部磁场的极性和电流方向。五、教法实验探究、对比法、讨论法、计算机多媒体教学法。六、教学准备小磁针、电源、直导线、螺线管、开关、奶粉罐、螺丝钉、漆包线，多媒体设备、教学案。七、教学过程（一）实验导入演示实验：展示和介绍利用大螺丝钉自制的电磁铁，观察通电后能吸引奶粉罐，断电后奶粉罐掉落的现象。设置问题：那么为什么给绕在大螺丝钉上的线圈通电后，大螺丝钉就能够吸引奶粉罐？活动一探究通电直导线周围的磁场合作探究：通过刚才的演示实验我们了解到通电导体周围可能存在磁场，那到底是否存在呢？请以小组为单位先阅读教材内容，然后讨论利用直导线、小磁针、电源、开关和其他导线进行实验的基本步骤，讨论结束后再进行实验。请注意观察实验现象，实验结束后我们进行交流汇报。学生活动：小组阅读教材、讨论、合作实验，观察接通电路后直导线下方的小磁针是否发生偏转，改变电流前后小磁针的偏转情况是否发生变化，并将实验现象记录在教学案中，交流汇报实验成果。设计意图：让学生亲自动手实验，探究发现电流磁效应的过程，使学生知道通电导体周围存在磁场，磁场的方向与电流方向有关这一非常重要的结论。通过实验让学生知道小磁针能够将看不见摸不着的磁场显示出来，并且能够判断磁场的方向，为后面的教学做铺垫。亲自实验合作和交流，有利于提高学生的观察能力、合作能力和归纳能力。通过刚才我们对以上问题的讨论和交流我们发现：通电直导线周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。其实，早在1820年就有一位伟大的科学家完成了该实验，课前老师让学生们查阅了有关奥斯特的一些资料，下面请一位同学来分享下他查阅的内容。学生活动：一位同学分享有关奥斯特的资料，其他同学认真倾听、思考。设计意图：让学生意识到科学家能做的事，他们自己也能做，培养学生关注生活的能力，同时也有能培养学生探索自然界奥秘的兴趣。通过刚才的学习我们了解到通电直导线周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关，那到底通电直导线周围的磁场是如何分布的呢？下面请看视频。学生活动：认真观看视频中同学是如何展示通电直导线周围的磁场的，同时了解通电直导线周围的磁场分布情况。活动二自制螺线管刚才实验的过程中其实我们也发现了导线通电时小磁针偏转很缓慢，说明一根通电导线产生的磁场很弱，这在实际中应用价值不大，你有什么办法能够使通电导线周围的磁场增强吗？学生活动：交流、思考增强通电直导线的方法。（引导学生将导线绕成圈可以增强磁场）像这样把导线密绕在圆筒上做成的装置叫螺线管，通电后磁性会明显的增强，请同学们利用手头的漆包线和笔管自己动手制作一个螺线管。学生活动：动手绕制螺线管，体验制作螺线管的过程。（提醒学生绕制过程中不要让导线划伤周围的同学）设计意图：通过交流分析让学生能够通过开始的演示实验认识到将导线绕成圈可以使磁场叠加，磁场增强，培养学生的分析能力。活动三探究通电螺线管外部磁场的方向制作好了螺线管同学们想不想了解通电螺线管外部磁场的分布情况呢？下面请同学们阅读教材学生实验探究通电螺线管外部磁场的方向的实验内容，再小组内讨论利用螺线管和小磁针及其他器材进行实验的步骤，然后我们一起交流完善具体的实验步骤。学生活动：阅读，思考如何利用器材探究通电螺线管外部的磁场方向和分布情况，然后小组讨论具体实验步骤。（教师引导学生交流具体的实验步骤）下面请同学们按照我们讨论的基本步骤进行实验，请注意将实验现象记录在学案上。学生活动：小组合作进行实验，探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，观察实验现象，交流，归纳出实验结论，请2小组同学实验结束后在站台上汇报实验成果。下面我们一起来看看以上两组同学绘制的通电螺线外部磁场的磁感线，老师课前也有准备，这是老师从课本上剪下来的条形磁体周围磁感线分布图，请同学们对比以上两组绘制的磁感线形状和条形磁铁的磁感线形状，你能得到什么结论呢？通电螺线管外部磁场的磁感线疏密情况能说明什么？学生活动：讨论后回答与条形磁体的外部磁场分布相似。通电螺线管外部磁场的磁极在通电螺线管的两端。刚才同学们观察很细致，也很准确。老师在此做补充，课前还做了这样一个实验，利用PPT展示条形磁铁周围的小磁针的偏转情况和通电螺线管周围小磁针的偏转情况我们能够看到偏转情况非常的相似，所以我们可以确定刚才得到的结论是准确的。设计意图：通过安排学生实验，探究通电螺线管外部磁场各点的方向和两端极性与电流的关系，学生能够真实的认识到电流方向发生变化时通电螺线管外部磁场也随之发生变化的现象，并得到这一重要结论。再通过描绘磁场的磁感线让学生认识通电螺线管外部磁场的分布情况。通过条形磁铁的磁场的磁感线分布图片和学生绘制通电螺线管外部磁场的磁感线分布图的对比让学生知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，再利用两个磁场中小磁针偏转情况的图片将未知的磁场展示在学生的眼前，并对比，就更很容易让学生得出“通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场分布情况相似，通电螺线管外部磁场的磁极在通电螺线管的两端的重要结论。活动四安培定则以及应用除了利用小磁针来判断通电螺线管两端的磁极外，还有没有其他的方法判断呢？如果有会不会更方便呢？其实在奥斯特完成他的实验不久，我们之前熟悉的一位科学家——安培，就进行了大量实验探究磁场方向与电流方向的关系，最后他总结了这样一条规律。请同学们将教材翻倒40页我们一起看具体内容。学生活动：阅读教材对应内容，自主学习安培定则，并试着用右手判断。通过刚才的学习，我们发现利用安培定则也可以判断通电螺线管的极性，下面请同学们拿出右手，我们一起使用安培定则对黑板上的三幅挂图中通电螺线管两端的极性进行判断。（这个过程中要反复强调安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，大拇指所指的那端就是螺线管的N极，注意动作与语言要保持一致）其实，像这样在通电螺线管中间插入一根铁芯我们制造出另外一种装置，我们把它称为电磁铁，电磁铁在生活和工业中应用非常的广泛，如进门的电磁门禁、还有工业中的电磁吊。电磁吊能吊起几顿或几十吨的物。最后利用板书进行课堂小结。布置作业：完成课堂练习册八、板书16.2电流的磁场一、通电直导线周围的磁场1、探究：通电直导线周围的磁场2、结论：①通电导线周围存在着磁场；②通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。二、通电螺线管周围的磁场1、探究：通电螺线管周围的磁场2、结论：①通电螺线管的周围存在着磁场;②通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。③通电螺线管两端的极性决定于螺线管中电流的方向。3、判断方法：安培定则用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向