人教版九年级物理下册：第20章 第2节 电生磁（导学案）

第2节电生磁77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：①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；②导线要用铜、铝线，不能用铁丝；③实验时通电时间要短，防止损坏电源.课题电生磁课型新授课教学目标知识与技能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.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”.7 新课导入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？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：①小磁针偏转说明它受到了磁力的作用；②由磁场的基本的性质可判断出小磁针处于某个磁场中；③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.7 进行新课备课笔记特别提醒：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.【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，偏转后方向一直不变，说明电流方向不变．答案：A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：①增大电流；②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①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.②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.③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.7 进行新课备课笔记思想方法：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.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①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.②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.③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：B7 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.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7 课堂小结备课笔记易错提醒：要记住安培定则用的是右手；不是左手，手用错，判断出来的肯定是不正确的.课外拓展：两平行直导线通相同方向电流，二者相互吸引；通相反方向电流，二者相互排斥，如图所示.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，一端指南，另一端指北.5.解答：缠绕方向和生长方向符合右手螺旋定则，弯曲的四指表示缠绕方向，大姆指表示生长方向.这跟螺线管中电流的方向与其北极的方向是一致的.对于不同植物，这种关系不一样.难题解答【例4】如图所示的装置中，电源电压为6V，小灯泡上标有“6V3W”字样，轻质弹簧的上端固定且与导线连接良好.当开关S断开时，弹簧下端恰能与水银槽里的水银面接触，则当开关S闭合时（）A.小灯泡正常发光B.小灯泡不能发光C.小灯泡忽明忽暗D.以上三种情况都有可能7 备课笔记规律总结：通电螺线管周围的磁场和条形磁铁一样，也是从北极出发回到南极；它的内部也存在磁场，内部磁场的方向是由南极到北极.解析：闭合开关后，可看到弹簧的下端离开水银面后又回到水银中，并不断重复这种过程，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程．答案：C布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容.教学反思1.这节课的概念较多，中间的小探究实验有两三个，所以时间会很紧，根据学生的接受能力，灵活控制.2.虽然有几个探究实验，但还是要突出探究通电螺线管的磁场，该实验在器材不多的情况下，要注重演示实验的质量，让大多数学生看到其中铁屑的分布是至关重要的.3.另外几个实验尽量让学生动手，因为该实验涉及的器材以前都用过，步骤也不复杂，能调动学生学习的积极性.教学过程中老师的疑问：教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：教师点评和总结：7