初中物理教育科学九年级上册（2023年新编） 磁与电《电流的磁场》教学设计.pdf

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1、 电流的磁场教学设计天府第七中学王晓菲【课标细目与教学目标】课标要求：1.通过实验，了解电流周围存在磁场；2.探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。课标细目：B层细目：1.了解奥斯特的发现一一电流周围存在磁场；2.了解磁场方向和电流方向有关；3.理解通电直导线的磁场和通电螺线管磁场的关系；4.能用安培定则，判断通电螺线管的磁场方向；5.能判断电流方向、磁场方向、小磁针方向三者关系。C层细目：1.了解奥斯特实验的价值，知道电与磁不是独立的现象；2.认识到通电螺线管外部的磁场方向和小磁针的指向；D层细目：1.知道奥斯特实验中的直导线应该南北走向放置，以减少地磁场对实验的干扰；2.了解右手螺旋定则，理

2、解直导线周围的磁场分布特征；3.理解安培提出的“分子电流”假说，从而理解物体磁性的本质；4.理 解“接触”、“电流”两种使物体磁化的方法。【教材分析】本节包括两部分内容：电流的磁效应和通电螺线管的磁场。电流的磁效应是另外一种磁现象，而通电螺线管的磁场是在通电直导线磁场的基础上演化而来。教材首先介绍了奥斯特实验的历史，紧接着介绍了计算机模拟从直导线电流的磁场到通电螺线管磁场的演化过程，然后通过实验探究通电螺线管的磁场方向，总结电流与极性的关系。最后追寻磁性的本质，介绍了分子电流假说，体现了从现象到规律再到本质的探究过程。【学情分析】该阶段学生己具备一定的动手实验能力和运用所学知识解决简单实际问题

3、的能力，已基本能够运用观察、分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识。在上一节课，学生已经学会利用小磁针来分析磁场的特点，能够描绘磁感线，对磁场已经有了初步的认识。在此基础上，本节课可以让学生去探究，用自己的语言表述出电流和磁场的关系以及通电螺线管的极性与电流方向之间的关系，培养学生的观察能力、空间想象能力和语言表达能力。【重难点】重点：探究电流周围是否存在磁场；掌握通电螺线管的极性、电流方向和小磁针指向间的关系；难点：灵活运用通电螺线管的极性、电流方向和小磁针指向间的关系。【教学资源】自制教具一一通电螺线管磁场分布演示仪、自制教具一一通电螺线管、磁动力小火车、奥斯特实验历史动画短片、电流磁场动

4、画、ppt、平板、投屏软件等。【教学过程】教学环节实施过程设计意图实验导入现场投屏演示特殊物体（通电螺线管）通电前后周围铁屑的变化。Q：注意观察物体周围的铁屑，它们是简单的落在了物体上还是被物体吸引？得出通电使物体有了像磁体一样的特性，说明通电物体周围可能像磁体一样存在磁场。室激发学生思考电流周围是否存在磁场。过渡Q：电流能够产生磁场吗？探究发现电流的磁探究电 路中的通 电导线周围是 否Q：用什么检验磁场的存在？小磁针。Q：发生什么现象能说明磁场的存在？小磁针发生偏转。Q：（追问）为什么小磁针在磁场中会发生偏转？磁场的重要性质是对放入其中的磁体有磁力的作用让学生通过两次实验，简单感受电流的磁效

5、应难 发 现，在培养科学精神的同时，效应存 在磁场按步骤进行实验：根据电路图连接电路并检查电路；把小磁针放在导线附近的某个位置，闭合开关的同时观察小磁针有无偏转，断开开关；改变小磁针的位置，使小磁针稳定，闭合开关的同时观察小磁针有无偏转，断开开关；重复上一步骤。Q：小磁针没有发生偏转我们能否就说电流的周围不存在磁场？为什么？（小磁针发生微小的偏转，现象很不明显的原因可能是什么？）磁场太弱小磁针位置电流的方向按步骤再次实验：把小磁针放在导线附近的某个位置，用试触的方式把电源短路，同时观察小磁针有无偏转；改变小磁针的位置，试触的同时观察小磁针有无偏转；重复上一步骤。观察到小磁针的变化后，交换电源正

6、负极，重复实验，对比交换正负极前后小磁针偏转的方向。小结：接通电路，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场；改变电流的方向，小磁针的偏转方向方向也发生变化，说明电流产生磁场的方向与电流的方向有关。通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫电流的磁效应。也能够为后面的科学史做铺垫。过渡刚才我们的实验一波三折，其实历史上也是如此。科 学史介 绍 科 学史，让学生领悟科学精介绍电流磁效应发现的曲折历程及让人们第一次意识到电和磁的联系的奥斯特实验，提及通电直导线周围存在环状磁场。神；渗透物理学中追求自然力统一的观念。过渡此后一代又一代的物理人顺着奥斯特的研究拓展开去，由此开辟了物理学的新领域一

7、一电磁学。我们今天所用的手机、广播、电视、网路、微波炉、磁悬浮列车等，它们都是从这个发现开始，所以说这是一个具有划时代意义的发现。探究通电螺线管的磁场增 强电 流的 磁场Q：刚刚我们提到了磁悬浮列车，你能想象我们桌子上的这跟导线能够推动磁悬浮列车行进吗？为什么？Q：为了利用电流的磁效应，我们亟待解决的问题是什么？如何增强电流的磁场？你有什么办法？Q：多条导线并在一起有没有更优化的解决方案？介绍通电螺线管。播放动画，模拟通电螺线管周围磁场的分布。通过动画模拟突破学生理 解 的 难点。过渡模拟的场景中展现了通电螺线管周围磁场的分布，但这毕竟是模拟的场景，真实的现象又是怎样的？我们还是要通过实验确定

8、。通 电螺 线管 周围磁场 分布视频回顾导入实验，注意观察通电螺线管周围铁屑的分布。Q：可以看出，哪里吸引的铁屑相对多一些？（两端吸引的铁屑也比较多）所以哪里是它的磁极？（上下两端）Q：在我们熟悉的各种磁体的磁场中，通电螺线管的磁场与哪种磁体相似？条形磁铁的磁场第二次利用导入实验，但关注点不同。过渡Q：但它的极性不得而知，如果给你一个通电螺线管，你能否判断它的极性？通 电螺 线管 的极性与电流 方向的关系Q：用什么来判断？小磁针放在哪里？附近都可以 一、龌【Q：如果放置位置如图，通电之后小磁针如图偏转，怎样判断NS极？小磁针，所指方向为该点磁感线的方向，在磁体外部磁感线从磁体的N极出发。Q：通

9、电螺线管的极性会是一成不变的吗？它的极性可能与什么有关？通过实验突破学生分析通电螺线管的极性与小磁针指向间的关系这一难点。电流的方向。提供螺线管和粘贴，按照p p t 上的实验步骤进行实验：根据电路图连接电路；判断通电螺线管中电流的方向，做好标记；把小磁针放在适当位置，闭合开关，判断通电螺线管的N、S极；并做好标记；断开开关，交换电源的正负极，重复2、3两个步骤。教师拍摄学生记录的数据。过渡改变电流的方向，我们发现通电螺线管的N、S极正好对调，这说明通电螺线管两端的极性跟通电螺线管中电流的方向确实有关。Q：根据几个小组记录的数据，能否采用一个巧妙的办法把这种关系表述出来，既方便记忆又方便我们发

10、现其中各量之间的关系？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，大拇指所指的那端就是螺线管的N极。学以致用魔 术（磁动力小火车）分组讨论原理。电池、磁铁和线圈组成闭合回路，线圈内部产生磁场，对磁体产生力的作用。（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引）无绝续层3-RMME/属于体通过练习突出通电螺线管的极性、电流方向和小磁针指向间的关系这一重点。应用磁悬浮列车，电磁弹射器，电磁炮，托卡马克。激发学生的科学热情，感受祖国的强大。总结升华现在我们已经从现象走到了规律，磁现象产生的本质是什么？安培不仅总结了规律，还提出了分子电流的假说，这部分内容请同学们阅读教材并查阅相关资料并分组讨培养学

11、生透过现象看本质的意识，论。希望同学们也能够提出基于思考的假说。激发学生的思考。【板书】电流的磁场一、电流的磁效应 现象1、存在2、方向二、通电螺线管”1、与条形磁体相似2、方向：安培定则 规律3、应用 三、本源分子电流假说 本质附录：自制通电螺线管磁场分布演示器制作缘由：通电螺线管周围的磁场如何分布呢？在实验室只能通过在纸板上撒铁屑的方式研究通电螺线管的磁场分布情况，这种二维的效果很难满足同学们的好奇心。如何反映出立体的磁场分布呢？受到实验室中用于演示永磁体的磁场分布演示器的启发，我制作了一个通电螺线管磁场分布演示器。制作材料：铜导线、铁屑、玻璃瓶、食用油、LED灯两个。制作步骤：将铜导线绕

12、成螺线管，在玻璃瓶中放能够浸没螺线管的食用油，并散入足量的铁屑，为方便观察在玻璃瓶的侧壁和上方各安装一个LED灯。实验操作：先打开侧壁的LED灯，用教学电源给通电螺线管通电，再搅动铁屑（用小电动机搅拌效果更好），最后静置观察通电螺线管周围的铁屑分布情况。改进措施：L 尝试使用了无色透明的油，但放入铁屑后较浑浊，效果没有食用油（玉米油或调和油）明显。还可以尝试其它的溶液达到更明显的实验效果。2.实验中如果用普通的学生电源效果十分不明显，通电后基本不能吸引铁屑。使用电流更大（最大可达40A）的教学电源后，实验效果明显。若控制电流更大则预期效果会更好，但过大的电流存在安全隐患。3.线圈的匝数也对实验效果有明显的影响，匝数越多效果越明显。