三、通电螺线管的磁场
教学目标
1、知识与技能
(1)认识电流的磁效应,初步了解电和磁之间的联系。

(2)知道通电导体周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关。

(3)知道通电螺线管的磁场与条形磁体相似,会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁场方向。

2、过程与方法
(1)通过观察通电直导线磁场和通电螺线管磁场的实验,进一步发展空间想象力。

(2)通过将通电螺线管的磁场跟条形磁体的磁场加以对比,得出通电螺线管也有两个磁极,体会类比法的应用。

3、情感、态度与价值观
通过物理学史的介绍,培养学生的科学态度和科学精神,通过电与磁关系的发现,使学生乐于探索自然界的奥妙,培养学习热情和求实态度,初步领会探索物理规律的方法。

教学内容分析
教学内容分析
本节是在前面学习了电,本章又了解了简单的磁现象之后,让学生通过观察奥斯特实验发现电流周围产生磁场,紧接着让学生通过实验探究通电螺线管周围的磁场分布,最后又介绍右手螺旋定则。

这样的顺序既遵循了物理学的发展过程,也符合学生的认知过程。

电流磁效应的发现在电磁学的发展史中意义重大,所以在教学过程中要渗透物理学史的教育,让学生感受到科学家的发现对科技的推动作用,科技的发展及应用对社会和生活作用,从中领悟到科学、技术与社会之间的关系,提高学生对科学的求知欲。

学情分析
学生情况分析
通过本章前两节的学习,学生了解了有关磁现象的知识,知道了一些磁场的分布特征,也学会了借用小磁针或铁屑来研究磁场的方法,这为本节探究电流的磁场打好了基础,但学生对电磁之间的联系生活经验很少,所以要做好奥斯特实验,让学生从实验中发现电磁之间的联系。

另外,理解右手螺旋定则需要一定的空间想象能力,有些孩子比较困难,在此可以借助于课件演示立体螺线管的电流方向和磁极方向的关系,或者借助于纸筒和纸条来模拟螺线管,帮助学生学会使用定则。

重点难点
1.教学重点
观察通电导线产生的磁场,认识电流的磁效应。

2.教学难点
会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系。

教学流程图
教学过程
【导入】了解相关的物理学史
问题:
前面学习了电,本章又认识了磁,你们认为这两者之间有联系吗?
物理学史介绍:
历史上大多数人和大家的想法一样,认为电和磁是两个互不相干的现象,但是有一个科学家,丹麦的奥斯特他坚信自然界的各种力之间都可以相互转化,所以他认为通过电可以产生磁,并为此进行了大量的实验,但一直都没有成功,直到1820年4月的一天,在一次课堂上做演示实验时,终于有了大的突破。

下面我给大家演示奥斯特当时的这个实验,你们仔细观察,看看能否发现电磁之间的联系?
【活动】观察：奥斯特实验
介绍:
实验装置是在一根直导线的下方放一个小磁针,当给导线通电时,大家观察小磁针,看看有什么现象发生?
引导学生思考并回答问题:
你看到了什么现象?
分析现象得到什么结论?
总结:
通过实验发现了电流周围存在磁场,我们称之为电流的磁效应
【活动】电流产生磁场方向与电流方向的关系
过渡:
通过前面的学习我们知道电流和磁场都是有方向的,如果改变电流方向,产生的磁场方向是否会发生变化?
下面我们通过实验来研究。

演示:
改变电流方向,对比做两次,学生集中观察小磁针N极偏转是否变化?
板书:
一、奥斯特实验:
通电导线周围存在磁场——电流的磁效应
电流产生的磁场方向跟电流方向有关
过渡:
电流磁效应的发现在电磁学上意义重大,因为它揭示了电和磁之间并不是孤立的,而是相互联系的,有力地推动了电磁学的研究和发展,此后的一二十年,成为了电磁学发展的辉煌时期。

因此当奥斯特实验成功之后,其他科学家把导线绕城了不同的形状,通入电流,
观察它们周围的磁场分布,结果发现,当把导线绕城螺线管状时,产生的磁场比较强,下面我们就来探究通电螺线管周围的磁场。

【活动】通电螺线管的磁场
提出问题:
前面学习中我们了解了条形磁体、蹄形磁体、同名磁极、异名磁极磁场的分布,那通电螺线管周围的磁场分布是怎样的?
猜想:
设计实验:
磁场看不见摸不着,如何研究它的磁场分布呢?
演示实验:
在通电螺线管的周围撒上铁屑,通电后,轻敲板面,使铁屑克服摩擦力按磁场的分布排列,观察铁屑的分布形状。

对比前面所学的四种磁场分布图,看看是否有相似的地方。

总结:.
1.通电螺线管的外部的磁场与条形磁体的磁场十分相似。

过渡: 通电螺线管两端相当于两个磁极,
磁极的极性是什么?通过什么方法得到?磁极的极性是否可以改变?如何改变?
【活动】通电螺线管周围的磁场方向与电流方向的关系
引导学生设计实验:
用什么来研究磁极的极性?---小磁针
根据桌面上提供的实验器材,思考实验的做法。

学生整理思路,描述实验的方法。

为了清楚地表示出磁极极性和电流方向,实验结果用作图的方法在学案上表示出来,其中螺线管上的电流方向是怎样的?
大家认真观察一下螺线管的绕线方法,分析得到螺线管上电流的方向,在图上用箭头表示出来;
磁极的极性通过小磁针得到,并标在螺线管的两端;最后大家用磁感线表示出螺线管外部的磁场方向。

学生实验:
老师巡视,发现问题即时解决。

分析归纳实验结果:
2. 通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。

【活动】通电螺线管内部的磁场方向
问题:
通电螺线管内部有没有磁场?磁场方向怎样?怎么研究?
引导学生设计实验:
内部放入两个小磁针,根据N极指向画出内部的磁场方向
学生实验:
用小磁针研究螺线管内部磁场
总结:
3.通电螺线管内部的磁场方向是从S极指向N
下面同学们把实验结果整理在学案上
板书:
二、通电螺线管的磁场
1.通电螺线管的周围的磁场与条形磁体周围的磁场十分相似。

2.通电螺线管的磁场方向与电流方向有关
3.通电螺线管内部磁场方向是从S极指向N极
【讲授】右手螺旋定则
过渡:
刚才我们用实验的方法得到了通电螺线管两端的磁极,有没有巧妙的方法可以直接判断出通电螺线管两端的磁极?有一位聪明的科学家想出了一个方法叫右手螺旋定则,这位科学家是法国的安培,这个定则也称为安培定则。

介绍:结合PPT上的图片讲解定则内容,强调用“右手”,手上四指弯曲的方向代表电流方向,大拇指的方向代表螺线管的N极。

观看: 利用多媒体播放动画,帮助学生理解定则内容。

借用模型:演示利用纸筒和带箭头的纸条来模拟螺线管
练习: 题型一:根据电流方向判断磁极的极性
题型二:根据磁极的极性判断电流的方向
应用:
用右手螺旋定则验证学案上刚才实验的结果是否正确,如果不正确,反思刚才实验中哪儿出现了问题?
【讲授】小结
小结:
本节课我们不仅通过实验的方法知道了通电导体周围有磁场,而且了解了通电螺线管周围的磁场,另外,还学会了用右手螺旋定则方法分析电流方向和磁极极性,大家的表现都非常好,收获很大!谢谢大家!。