《电流的磁场》教学设计
【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——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】
该阶段学生已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——通电螺线管磁场分布演示仪、自制教具——通电螺线管、磁动力小火车、奥斯特实验历史动画短片、电流磁场动画、ppt、平板、投屏软件等。

【教学过程】
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。

Q：用什么来判断？小磁针放在哪里？附近都可以
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？
电流的方向。

提供螺线管和粘贴，按照ppt上的实验步骤进行实验：
①根据电路图连接电路；
②判断通电螺线管中电流的方向，做好标记；
③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；
④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。

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）
【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：
1.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。