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1 电生磁 课题 电生磁 课型 新授课 知识与 技能 1认识电流的磁效应,初步了解电和磁之间有某种联系. 2知道通电导体周围存在着磁场;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. 过程与 方法 1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. 2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. 教学 目标 情感、态 度与价值 观 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 奥斯特实验;通电螺 线管的磁场;安培定则. 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 难点 通电螺线管的磁场及 其应用. 教学 课时 1课时 课前 预习 1.电流的磁效应:通电导线周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫 做电流的磁效应. 2.通电螺线管的磁场:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场一样.通电 螺线管的两端相当于条形磁体的两个极. 3.安培定则:通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流方向有关,其关系可 以用安培定则来进行判断. 巩固 复习 教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的对应练习(教师可有针 对性挑选部分难题讲解) ,加强学生对知识的巩固. 新课 导入 教师播放多媒体文件“电和磁之间的相似之处”. 备课笔记 课外拓展: (1)一切通电导 体周围都存在着磁场, 不论是铁、钴、镍还是 铜、铝等金属做成的导 线. (2)此外,电流 磁场的强弱与电流的大 小有关,电流越大,产 生的磁场越强. (3)直导线电流 的磁场方向及判断:用 右手握住导线,拇指指 向电流方向,四指指向 即为磁场方向.直导线电 流磁场的磁感线是以导 线为圆心的同心圆,如 图所示. 特别提醒: 物理实验都需要有 一定的控制条件:奥 斯特做电流磁效应实验 时就应排除地磁场对实 验的影响.故进行奥斯特 实验时,通电直导线水 平南北方向放置效果最 好;导线要用铜、铝 线,不能用铁丝;实 验时通电时间要短,防 止损坏电源.2 新课 导入 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? 我们生产和生活中的一些电气设备中,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 一 电流的磁效应 1探究奥斯特实验通电导体周围有磁场 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: 小磁针偏转受到了磁力的作用; 由磁场的基本的性质可判断出小磁针处于某个磁场中; 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:电流能够产生磁场. 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与电流方向有关系,电流方向变了,其磁场方 向也会相应地改变. 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: 通电导线周围有磁场,磁场方向与电流方向有关,这种现象叫做电流的磁效应. 备课笔记 小组问题探讨: 1.奥斯特实验的原 理及目的是什么? 2.请同学们讨论下, 在实验过程中运用了 哪些思想方法?3 【例1】为了判断一段导线中是否有方向不变的电流通过,手边有下列几组 器材,其中最理想的一组是() A.被磁化的缝衣针和细棉线 B.蹄形磁铁和细棉线 C.小灯泡和导线 D.带电的泡沫塑料球和细棉线 解析:用细棉线悬吊被磁化的缝衣针相当于可以自由转动的小磁针,通电 导线周围存在磁场,磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用,所 以把缝衣针放到导线周围,发现偏转则说明导线中有电流 答案:A 进行 新课 二 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比较 明显地显示出来,供我们加以应用呢? 进行猜想:增大电流;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 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. 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. 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. 备课笔记 特别提醒: 此题不选B,是因 为蹄形磁铁在电流产生 的磁场中变化不是很明 显(或无变化). 点拨: 通电螺线管磁性的 强弱可以通过螺线管中 的电流的大小来控制, 电流增大,磁性增强.4 进行 新课 3.探究电流方向对通电螺线管磁场方向的影响 (1)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 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. 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. 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. 教师用多媒体播放文件“通电螺线管磁场方向的影响因素”. 【例2】图中小磁针静止时指向正确的是() 解析:由右手螺旋(安培)定则可知螺线管的磁极,则由磁极间的相互作 用可知小磁针的指向. 答案:B 备课笔记 思想方法: 通电导体周围是否 存在磁场及磁场方向与 哪些因素有关,我们不 便于直接观察,所以在 探究时我们采用了转换 法,通过小磁针有无偏 转及偏转方向加以探究, 这种方法在物理学中经 常用到. 物理学中对于一些 看不见、摸不着的现象 或不易直接测量的物理 量,通常用一些非常直 观的现象去认识或用易 测量的物理量间接测量, 这种研究问题的方法叫 转换法. 特别提醒: 决定通电螺线管磁 极极性的根本因素是电 流的环绕方向,而不是 导线的绕法.当两个螺线 管上电流的环绕方向一 致时,它们两端的磁极 极性就相同.5 三 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,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇 指所指的那端就是螺线管的北极. 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. 【例3】请在图甲中完成合理的电路连接.(要求导线不交叉) 图甲 图乙 解析:运用安培定则来判断通电螺线管的N、S极.根据安培定则,左边的 通电螺线管电流应从a流入、b流出;右边的通电螺线管电流应从d流入,c流 出.电路连接时,可采用串联,也可采用并联. 答案:如图乙所示. 教学 板书 备课笔记 规律总结: 安培定则中共涉及 三个方向:电流方向、 线圈绕向、磁场方向, 一般考查的角度有3个: (1)利用安培定则判 断通电螺线管的磁极; (2)利用安培定则判 断通电螺线管中电流的 方向;(3)利用安培 定则判断通电螺线管中 线圈的绕向. 规律总结: (1)决定通电螺线管 极性的根本因素是螺线 管上电流的环绕方向, 而不是通电螺线管上导 线的绕法或电源的正、 负极的接法.判断时必须 让右手的四指环绕的方 向与电流的环绕方向一 致. (2)运用安培定 则不仅可以判断通电螺 线管的N 极、S 极,也 可以反过来判断通电螺 线管中的电流方向,具 体做法是:用右手握住 螺线管,拇指指向螺线 管的N 极,则四指弯曲 的方向就是螺线管中电 流的方向. 特别提醒: 决定通电螺线管磁 极极性的根本因素是电 流的环绕方向,而不是 导线的绕法.当两个螺线 管上电流的环绕方向一 致时,它们两端的磁极 极性就相同.6 课堂 小结 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,为了进一步的 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,磁场方向遵循右手螺旋定则,也称安 培定则. 教材 习题 解答 想想做做(P124) 解答:电路连通瞬间小磁针会转动. 想想议议(P127) 解答:如果条形磁体的磁性减弱了,可以将条形磁体的N极靠近通电螺线 管的S极(或将条形磁体的S极靠近通电螺线管的N极) ;也可以将条形磁体插 入通电螺线管中,让条形磁体的N极和S极与通电螺线管的N极和S极保持一 致. 动手动脑学物理(P127) 1.解答:如图所示. 【解析】先根据电源正负极确定螺线管中的电流方向,进而根据安培定则 判定通电螺线管的N、S极.第1题图 第2题图 2.解答:如图所示. 【解析】先根据磁极间的相互作用规律确定通电螺线管的磁极,再让右手 的大拇指指向通电螺线管N极一端,让四指握住螺线管就可知道“正面”的电 流方向,从而根据电流方向确定出电源的“+” “-”极. 3.解答:小磁针逆时针转动90,即小磁针转动到N极水平向右,最后稳定 静止.【解析】开关闭合后,螺线管中有电流通过,螺线管具有磁性,利用安培 定则判断出通电螺线管的左端为S极,右端为N极,再根据条形磁体周围的磁 场可以得出,小磁针的N极将逆时针偏转90. 4.解答:悬挂的螺线管会发生偏转,一端
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