第2节 电生磁教案

第2节电生磁【教学目标】1.认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系.2.知道通电导线周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形磁体相似．3.会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向．4.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.5.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.6.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实事求是态度，初步领会探索物理规律的方法和技巧.【教学重点】奥斯特的实验；通电螺线管的磁场；安培定则.【教学难点】通电螺线管的磁场及其应用.【教具准备】奥斯特实验器材一套、通电螺线管、小磁针、大头针、多媒体课件等.【教学课时】1.5课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师播放多媒体文件：电和磁之间的相似之处.师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？从哲学角度看，应该是有的，我们生产和生活中的一些电器设备中，如扬声器、电磁继电器、话筒、电吉他、电话等，均用到了磁性，但它们的磁性均离不开电，由此看来，电与磁之间一定存在着某种联系.首先揭开这个奥秘的是丹麦物理学家奥斯特【进行新课】知识点1电流的磁效应1.探究奥斯特实验——通电导线周围有磁场师我们怎样判断一个物体是否具有磁性呢？生:看它能否吸引铁屑；利用磁体间的相互作用来检验.师一个电池能吸引铁屑吗？我们怎样做才有可能产生磁性呢？生:要有电流……要形成一个电路，电路闭合才有电流.师我们可以设计一个什么样的实验来检验你的猜想？小组讨论后交流.师根据学生所述对该实验进行演示.“奥斯特实验”演示:沿着静止的小磁针方向，把一导线水平放置在它的正上方，最好是铜导线，因为它能够不受磁场的影响.当导线中通有电流后，发现小磁针发生了偏转，如图甲所示.分析和结论：①小磁针偏转—受到了磁力的作用；②由磁场的基本的性质可判断出小磁针处于某个磁场中；③导线通有电流，小磁针就偏转，断开电流，又会恢复原来的状态（如图乙所示）.说明是通电导线产生了磁场. 板书：通电导线和磁体一样，周围存在磁场.2.磁场方向与电流方向的关系问题:磁场方向与电流方向有没有关系呢？猜想:有或没有.演示:改变电流方向，发现小磁针的偏转方向也发生了改变，说明磁场方向也改变了.（如图丙所示）结论:电流产生的磁场方向跟电流的方向有关.奥斯特实验的意义:奥斯特实验第一次揭开了电与磁联系的发展史.3.电流的磁效应总结以上现象，可以得出结论：板书：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的磁效应. 知识点2通电螺线管的磁场1.初步认识通电螺线管提出问题:通电直导线周围的磁场较弱，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？进行猜想:①增大电流；②让直导线集中起来绕成管状，这就是螺线管.练习画法:教师让学生练习螺线管的画法、有骨架的螺线管的画法等.教师出示两个绕线方向不同的螺线管模型，示范画出绕线结构示意图.要求每个学生画出手边所用的那个螺线管的结构示意图，画完后小组内交换传看，看画得是否正确.（说明:学生从没画过甚至没见过螺线管及示意图，所以不会画，必须示范和指导，否则没法判断极性与电流方向的关系，此处是难点.）学生观察所用螺线管的绕线，画出绕线方向示意图，画好后交换检查.2.探究通电螺线管的磁场分布(1)提出问题:如何确定一个磁场是怎样分布的？需要什么器材？(2)进行实验:探究通电螺线管的磁场分布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电流，振动演示仪，观察铁屑的重新分布情况.③把它与条形磁体的铁屑分布进行对比.(3)得出结论:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似.教师用多媒体播放文件“通电螺线管和条形磁体的磁场辨析比较”，并向学生讲解.3.探究电流方向对通电螺线管磁场方向的影响()提出问题:直导线的磁场方向与电流方向有关，那么螺线管的磁场方向与电流方向有关吗？如何验证是否有某种关系？(2)进行猜想:有关或者无关.(3)进行实验:探究电流方向对通电螺线管磁场方向的影响①在螺线管一端放一个小磁针，当电流的方向变化时，观察小磁针的方向是否也随着偏转.②观察小磁针的N极指向，从而判断出通电螺线管磁场的方向.③改变电流方向，观察小磁针的指向是否发生改变.(4)观察现象：当电流方向改变时，小磁针的方向也随着发生偏转；改变电流方向，小磁针偏转的方向正好相反.(5)得出结论:通电螺线管的磁场方向与电流方向有关.4.探究线圈绕向对通电螺线管磁场方向的影响(1)提出问题：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？(2)进行猜想:有关或者无关.(3)进行实验: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.(4)观察现象:小磁针的偏转方向正好相反.(5)得出结论: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.教师用多媒体播放下列文件“通电螺线管磁场方向的影响因素”知识点3安培定则师如何由电流方向、线圈的绕向确定磁场方向呢？大家看课本上的几种说法有没有道理.板书：安培定则：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.教师用多媒体播放视频:通电螺线管磁场演示.安培定则的应用一般有以下几种：一是由螺线管中的电流方向，判断通电螺线管的南、北极；二是已知通电螺线管的南北极，判断螺线管中电流的方向；三是根据通电螺线管的南、北极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线方向.教师用多媒体播放例题，并给学生讲解.【教师结束语】这节课我们学习了第一个关联——电能生磁，即电能转化为磁能的现象.该现象是由丹麦的物理学家奥斯特发现的，所以也叫奥斯特实验，这个实验直接证明了电流可以通过导体在其周围产生磁场；这个磁场比较弱，为了进一步地研究和应用，我们把直导线绕成了螺线管，使其磁场进一步增强，发现通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场是相似的，磁场方向遵循安培定则.课后作业完成本课时作业.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，该实验在器材不多的情况下，要注重演示实验的质量，让大多数学生看到其中铁屑的分布是至关重要的.3.另外几个实验尽量让学生动手，因为该实验涉及的器材以前都用过，步骤也不复杂，能调动学生学习的积极性.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线管的a端为S极,b端为N极;然后利用通电螺线管的磁极的判断方法可判断,电流是由电源的c端流到电源的d端,因此c端为铅蓄电池的正极。答案S正8.解析小磁针静止时N极的指向为该点磁场的方向,所以,实验中,用小磁针的N极指向来判断通电螺线管外部某点的磁场方向;将电源的正负极对调后,螺线管中的电流方向发生了改变,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电流方向是否有关”。答案N电流9.解析在磁体周围磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,所以据此可以判断出永磁体A的右端是S极,螺线管B的左端是N极。再根据安培定则可以判断出螺线管B中的电流流向,则电源的右端是“+”极,左端是“-”极。答案如图所示10.解析小磁针偏转,说明小磁针受到了力的作用,通电导体周围存在磁