5.3 探究电流周围的磁场教学设计高中物理上海科教版选修3-1-沪教版2007

5.3探究电流周围的磁场教学设计高中物理上海科教版选修3-1-沪教版2007科目Xx授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师张老师授课班级、授课课时2025年12月授课题目（包括教材及章节名称）课程基本信息1.课程名称：5.3探究电流周围的磁场教学设计

2.教学年级和班级：高中物理选修3-1沪教版2007年版

3.授课时间：第2节课

4.教学时数：1课时核心素养目标培养学生科学探究能力，通过实验探究电流产生磁场的现象，理解电磁感应原理；提升科学思维能力，运用归纳、推理等方法分析电流与磁场的关系；强化科学态度与责任，培养学生严谨的实验态度和对物理现象的好奇心；增强科学知识的应用意识，理解电磁现象在生活中的应用，激发学生创新思维。学情分析本节课的教学对象为高中一年级学生，他们刚刚开始接触物理选修课程，对电磁学的基本概念和规律有一定的认识。在知识层面，学生对电流、电压、电阻等基本电学概念较为熟悉，但关于电流产生磁场这一电磁现象的理解可能较为初步。在能力方面，学生具备一定的实验操作能力，但独立设计实验和解释实验现象的能力尚需提高。

学生的素质方面，大部分学生具备较强的学习兴趣和求知欲，但部分学生可能对物理学科存在一定的畏难情绪，需要教师耐心引导。在行为习惯上，学生的课堂参与度较高，但部分学生可能存在注意力不集中、容易分心的现象。

对课程学习的影响主要体现在以下几个方面：首先，学生对电磁学知识的理解程度直接影响他们对电流产生磁场的现象的认识；其次，学生的实验操作能力和科学探究能力是学习电磁学的重要基础，需要通过实验和实践活动来逐步提升；最后，学生的科学态度与责任感的培养对于形成正确的科学观至关重要。

综合以上分析，本节课的教学设计应注重以下方面：一是通过生动的实验演示和实践活动，激发学生的学习兴趣，提高他们对电磁现象的认识；二是通过引导学生进行实验设计和数据分析，提升学生的科学探究能力；三是通过讨论和反思，培养学生的科学态度与责任感，为后续的物理学习打下坚实的基础。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中物理选修3-1》沪教版2007年版教材。

2.辅助材料：准备与电流产生磁场相关的图片、动画视频、电磁感应实验原理图等多媒体资源。

3.实验器材：准备电流表、导线、磁针、铁芯等实验器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，每个小组配备实验操作台，方便学生进行实验操作和讨论。教学过程1.导入新课

（老师）同学们，我们已经学习了电流和电压的基础知识，今天我们要一起探究一个有趣的现象——电流产生的磁场。请你们回想一下，当电流通过导体时，我们能否感受到它的存在？今天，我们将通过实验来揭示电流如何产生磁场。

2.提出问题

（老师）同学们，我们如何证明电流周围存在磁场呢？请大家提出一些可能的方法。

（学生）可以通过观察电流周围的磁针是否偏转来证明。

（老师）很好，这是一个非常直观的方法。我们还可以通过哪些实验来验证呢？

（学生）可以改变电流的大小、方向，或者改变导体的形状，观察磁针的偏转情况。

3.实验演示

（老师）下面，我将为大家演示一个简单的实验。首先，我们将电流通过一根直导线，然后放置一个小磁针在导线附近。大家注意观察磁针的变化。

（学生）观察到磁针发生了偏转。

（老师）这说明电流确实能够产生磁场。接下来，我们将改变电流的方向，看看磁针的偏转方向是否也会改变。

（学生）观察到磁针的偏转方向与电流方向相反。

4.小组讨论

（老师）现在，请大家以小组为单位，讨论一下我们刚才的实验现象，并尝试解释为什么电流能够产生磁场。

（学生）讨论中，我们小组认为，电流是由电荷的定向移动形成的，而磁场是由磁荷产生的。因此，当电荷移动时，就会产生磁场。

5.归纳总结

（老师）同学们，通过实验和讨论，我们得出了电流产生磁场的结论。现在，让我们来总结一下这一节课的重点内容。

（学生）电流通过导体时，会在导体周围产生磁场；磁场的方向与电流方向有关，遵循右手螺旋定则。

6.深入探究

（老师）那么，电流产生的磁场在生活中的应用有哪些呢？请大家举例说明。

（学生）比如，电动机、发电机、电磁继电器等都是利用电流产生磁场的原理制成的。

7.课堂练习

（老师）下面，请大家完成以下练习题，巩固今天所学的知识。

（学生）练习题包括：判断电流产生的磁场方向、计算电流通过导线产生的磁感应强度等。

8.课堂小结

（老师）通过本节课的学习，我们了解了电流产生磁场的原理，以及磁场在生活中的应用。希望大家能够将所学知识运用到实际生活中，提高自己的科学素养。

9.布置作业

（老师）请同学们课后完成以下作业：阅读课本相关章节，思考电磁感应现象的产生条件和原理。

10.教学反思

（老师）本节课的教学过程中，我发现学生在实验操作和理论理解方面存在一定的困难。在今后的教学中，我将更加注重实验操作的指导和理论知识的讲解，以提高学生的学习效果。同时，我将鼓励学生积极参与课堂讨论，培养他们的科学探究能力。知识点梳理1.电流与磁场的关系

-电流通过导体时，会在导体周围产生磁场。

-磁场的方向与电流方向有关，遵循右手螺旋定则。

2.磁场的基本性质

-磁场对放入其中的磁体有力的作用。

-磁场强度是描述磁场强弱的物理量，单位为特斯拉（T）。

3.磁感应强度

-磁感应强度是描述磁场中某一点的磁场强度，其大小等于单位长度内磁力线的数量。

-磁感应强度的单位为特斯拉（T）。

4.磁通量

-磁通量是描述磁场通过某一面积的总量，其大小等于磁感应强度与面积的乘积。

-磁通量的单位为韦伯（Wb）。

5.法拉第电磁感应定律

-当磁通量发生变化时，会在闭合回路中产生感应电动势。

-感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。

6.楞次定律

-感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化。

-感应电流的方向遵循右手螺旋定则。

7.电磁感应现象的应用

-发电机：利用电磁感应原理将机械能转化为电能。

-电动机：利用电磁感应原理将电能转化为机械能。

-电磁继电器：利用电磁感应原理实现电路的自动控制。

8.电流的磁场分布

-直导线周围的磁场：以导线为中心，呈同心圆分布，磁场方向垂直于导线。

-环形电流周围的磁场：以环形电流中心为圆心，呈同心圆分布，磁场方向垂直于圆面。

9.磁场对电流的作用

-安培力：磁场对电流的作用力，其大小与电流、磁场强度和电流方向有关。

-安培力方向遵循左手定则。

10.电磁场的基本性质

-电磁场是电场和磁场的统一体，具有能量、动量等物理属性。

-电磁波是电磁场在空间传播的形式，具有波动性质。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与理论教学相结合：在讲解电流产生磁场的原理时，我采用了实验演示的方式，让学生直观地看到电流周围磁场的存在，这样既能激发学生的学习兴趣，又能加深他们对知识的理解。

2.引导学生探究式学习：我鼓励学生在实验过程中提出问题、分析问题、解决问题，通过小组讨论的形式，培养学生的合作精神和探究能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.部分学生实验操作能力不足：在实验过程中，我发现部分学生在操作实验器材时不够熟练，影响了实验的准确性和效率。

2.理论知识讲解过于简单：在讲解电磁感应定律和楞次定律时，我发现部分学生对这些概念的理解不够深入，需要进一步加强对理论知识的讲解。

3.学生对电磁现象在实际生活中的应用了解较少：在课堂练习环节，我发现学生对电磁现象在实际生活中的应用案例掌握不牢固，需要增加这方面的教学。

反思改进措施（三）改进措施

1.加强实验操作培训：在今后的教学中，我将为学生提供更多的实验操作机会，通过反复练习，提高学生的实验操作能力。

2.深化理论知识讲解：在讲解电磁感应定律和楞次定律时，我将结合实际案例，深入浅出地讲解这些概念，帮助学生更好地理解。

3.增加实际应用案例教学：在课堂练习环节，我将引入更多电磁现象在实际生活中的应用案例，让学生了解电磁现象在科技发展和社会进步中的重要作用。通过这些改进措施，我相信能够提高学生的学习效果，激发他们对物理学科的兴趣。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了电流产生磁场的现象，这是一个非常有趣且重要的物理现象。通过实验，我们观察到了电流周围存在磁场，并且磁场的方向与电流的方向有关。我们还学习了磁场的基本性质，包括磁感应强度、磁通量等概念。此外，我们还了解了法拉第电磁感应定律和楞次定律，这些定律揭示了磁通量变化时产生的感应电动势和感应电流的方向。

当堂检测：

1.电流通过直导线时，会在其周围产生什么现象？

2.磁感应强度的单位是什么？

3.法拉第电磁感应定律的主要内容是什么？

4.楞次定律说明了什么？

5.请举例说明电磁感应现象在生活中的应用。

请同学们认真思考这些问题，并在课后查阅资料或与同学讨论，以便更好地理解和掌握今天的课程内容。希望你们能够将所学知识应用到实际生活中，探索电磁现象的奥秘。典型例题讲解例题1：一根直导线通有电流I，放置在水平桌面上，导线长L，求导线周围距离导线中心R处的磁感应强度B。

解答：根据比奥-萨伐尔定律，直导线周围的磁感应强度B与距离R和电流I有关，其公式为：

\[B=\frac{\mu_0I}{2\piR}\]

其中，\(\mu_0\)为真空磁导率，其值为\(4\pi\times10^{-7}\,T\cdotm/A\)。

例题2：一个无限长直导线通有电流I，求距离导线a处的磁感应强度B。

解答：对于无限长直导线，其周围的磁感应强度B与距离a的关系为：

\[B=\frac{\mu_0I}{2\pia}\]

例题3：一个半径为R的圆形导线环通有电流I，求导线环中心处的磁感应强度B。

解答：圆形导线环中心处的磁感应强度B可以通过积分法得到，其值为：

\[B=\frac{\mu_0I}{2R}\]

例题4：一个长直导线与一个长直导线环共面，导线长L，导线环半径R