初三【物理(北京版)】通电螺线管的磁场 教学设计

课程基本信息课例编号学科物理年级九年级学期第一学期课题通电螺线管的磁场教科书书名：义务教育教科书《物理》九年级（全一册）出版社：北京版出版日期：2014年7月教学人员姓名单位授课教师指导教师教学目标教学目标：知识与技能通过实验观察，认识电流能产生磁场。通过探究通电直导线周围的磁场实验，能对比、分析得出通电导线周围有磁场及其磁场方向与电流方向有关。通过探究通电螺线管的磁场实验，能对比、分析得出磁场与条形磁体磁场相似，其极性与电流环绕方向有关。能用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或电流方向。过程与方法经历实验探究过程，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案，有控制变量的意识，提升科学探究能力。 通过探究通电螺线管的磁场实验，进一步理解研究磁场的科学研究方法。 情感、态度与价值观通过了解电流周围存在磁场的过程，培养对科学的求知欲，能保持对自然界的好奇，乐于探索自然界的奥妙。经历探究通电螺线管外部磁场方向的过程，树立实事求是、尊重自然规律的科学态度，培养乐于参与实验探究的意识。通过了解充磁机、电磁弹射的设计原理等拓展活动，有将科学技术应用于日常生活的意识。教学重点：探究通电螺线管的磁场。教学难点：探究影响通电螺线管两端极性的因素。教学过程时间教学环节主要师生活动1.5min引课趣味实验【学生】观察趣味实验并思考是什么使青蛙跳起来？【教师】揭秘：底座有磁体。【学生】猜想青蛙里有什么物体？【教师】揭秘：线圈。【学生】思考线圈为什么会具有磁性？【教师】揭秘：线圈连接在电路中。【学生】观察实验现象，并思考线圈什么时候有磁性？现象：灯亮时，线圈跳起。结论：通电时线圈有磁性，电流产生磁场。【教师】介绍电与磁相关的物理学史，奥斯特坚持不懈通过实验方法寻找电与磁之间的联系，成为发现电与磁存在联系的第一人。3min奥斯特实验【教师】介绍实验器材：可自由转动的小磁针，标红一端是N极，上方水平平行放置一根直导线，连接在电路中，红色导线与电源正极连接，开关是断开的，磁针处于静止状态。【学生】任务1：观察通电后小磁针的变化。现象：磁针转动。【学生】任务2：慢镜头再观察磁针的偏转方向。现象：磁针逆时针偏转，说明有新的磁场对磁针产生了作用。【教师】提问：这个新的磁场怎么产生的？【学生】对比实验：结论：电流周围产生磁场，即电生磁。【学生】任务3：再次实验，观察、对比刚才的实验现象有什么不同？现象：磁针顺时针偏转。【教师】磁针偏转方向不同，说明直导线下方的磁场方向不同。【学生】对比实验结论：电流产生的磁场方向与电流方向有关。13min探究通电螺线管的磁场【教师】演示绕制螺线管。【学生】对比螺线管绕线方式不同之处。【教师】介绍紧密绕制好的螺线管，请同学思考，如果左端接线柱与电源正极连接，电流在螺线管中环绕流动，螺线管正面位置电流方向标记为向上还是向下？【学生】1号螺线管标记为向下，2号螺线管标记为向上。【教师】通电螺线管的磁场什么样呢？接下来我们共同探究通电螺线管的磁场。1、通电螺线管外部的磁场强弱分布实验器材：螺线管、导线、学生电源、铁屑、玻璃板。【教师】演示实验采用探究磁体磁场强弱分布的方法，将螺线管接入电路中，放置在玻璃板下，在玻璃板上均匀撒铁粉，闭合开关，轻敲玻璃板，观察到现象后立刻断电。【学生】观察现象：【学生】分析并得出结论：通电螺线管外部磁场强弱分布情况和条形磁体外部磁场强弱分布情况相似，两端的磁性强，相当于两个磁极。2、通电螺线管外部的磁场方向实验器材：螺线管、导线、学生电源、小磁针。【教师】演示实验采用探究磁体外部磁场方向的方法，在螺线管周围同时摆放多个小磁针进行观察。小磁针摆放好后，闭合开关。观察小磁针静止时N极指向。观察到现象后断电。现象：【学生】分析及结论：通电螺线管外部的磁场方向与条形磁体外部磁场方向相似，从N极指向S极。【学生】任务：观察、对比通电螺线管和条形磁体的磁场立体动画模型。【学生】分析及结论：通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似。外部磁场方向都是由N极指向S极。3.通电螺线管两端的极性与什么因素有关通电螺线管两端的极性与电流环绕方向有关吗？【学生】提出猜想与假设：通电螺线管两端的极性与电流环绕方向有关。【学生】实验设计：自变量：电流环绕方向因变量：通电螺线管两端的极性控制变量：绕线方式结合器材设计实验，进行实验，收集证据。现象：【学生】分析得出结论：通电螺线管两端的极性与电流环绕方向有关。通电螺线管两端的极性与绕线方式有关吗？【学生】提出猜想与假设：通电螺线管两端的极性与绕线方式有关。【学生】实验设计：自变量：绕线方式因变量：通电螺线管两端的极性控制变量：电流环绕方向结合器材设计实验，进行实验，收集证据。现象：【学生】分析得出结论：通电螺线管两端的极性与绕线方式无关。4.通电螺线管两端的极性与电流环绕方向的关系——安培定则（右手螺旋定则）【教师】示范安培定则判断通电螺线管两端极性。【学生】练习巩固安培定则。3min应用1.揭秘解释青蛙能蹲能跳的原理：利用电流的磁效应，线圈就是螺线管，当有电流通过，螺线管下端与磁体磁极作用相互吸引，线圈向下运动，改变电流方向，螺线管下端极性改变，与磁体排斥，线圈向上跳起来。2.【教师】演示实验：自制充磁机、自制消磁机3.电磁弹射3.5min课堂练习某组同学探究通电螺线管两端极性的影响因素，在螺线管的左端放置一个可自由转动的小磁针，通电后小磁针静止时的N极指向如图甲所示；然后他们仅对调电源的正负极再次实验，小磁针静止时N极指向如图乙所示。请回答下列问题：甲乙甲乙(1）该实验中小磁针的作用是:__________________________________________(2）这组同学所探究的问题是:__________________________________________(3)根据实验现象能够得到的结论是：_