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第2节 电生磁 教学设计 教案


教学准备
1. 教学目标
1.1 知识与技能: 认识电流的磁效应 知道通电导体周围存在磁场;通电螺线管的磁场与条形磁铁相似 1.2 过程与方法 : 观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用; 初步了解电和磁之间有某种关系; 1.3 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秘。

2. 教学重点/难点
2.1 教学重点 通过奥斯特实验认识电流的磁效应; 2.2 教学难点 磁场极性与电流方向之间的关系。

3. 教学用具
多媒体设备

4. 标签

教学过程
6.1 引入新课
【师】 同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

带电体和磁体有一些相似的性质,这些相似是一种巧合呢?还是它们之间存在着某些 联系呢? 将条形磁铁会使放入其中的小磁针发生偏转,对实验进行观察,并进行思考:小磁针 为什么会发生偏转?引导学生研究:―电‖能不能使小磁针发生偏转。 提问导入新课。 提问:除了条形磁体以外,还有什么办法可以令小磁针发生偏转?

6.2 新知介绍
【师】现在我们做这样的一个小实验,将小磁针放在桌面上,让条行磁铁靠近小磁针, 观察小磁针的指向有何变化? 把小磁针放在导线的下方,给导线通电,观察小磁针的指向有何变化? 【生】小磁针会发生偏转。 【师】我们上节课学习过,磁针发生偏转,是因为他收到了磁场中磁力的作用,那么 现在磁针偏转了,是不是就是说他也受到了磁力的作用呢?这个磁力又来自于谁呢?我们 来看下面奥斯特实验,进一步探究。

一、奥斯特实验:
1820 年 4 月,丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在着磁场,磁场的方向随电流的变 化而变化.

奥斯特实验(丹麦),如下图所示。 【实验结论】 通电导体周围存在着磁场(对比甲、乙两图) 电流磁场的方向与导线上电流的方向有关(对比甲、丙两图)

电流的磁效应
【师】 实验一:把小磁针放在桌上,将导线平行架在小磁针的上方,然后把导线的两端接在 电池的两极上.闭合开关,导线中有电流通过时,观察小磁针的转向是否改变? 实验二:断开开关,导线中无电流时,观察小磁针的转向是否改变? 实验三:再把接在电池上的导线两端对调一下,观察小磁针的转向是否改变? 【生】通过实验观察现象。 【师】由实验(1、2)你能得出什么结论?由实验(1、3)你能得出什么结论? 【实验结论】 电流的磁效应——通电导体的周围有磁场,磁场的方向跟电流的方向有关。这种现象 叫做电流的磁效应。

奥斯特实验的意义: 发现通电导体周围存在磁场,从而把磁现象和电现象联系起来。 【例题】 如图所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行. (1)小磁针上方的直导线应沿 (南北/东西)方向放置.

(2)闭合开关后,观察到小磁针偏转,这表明通电直导线周围存在 (3)改变直导线中的电流方向,小磁针 N 极偏转方向 明 。 (4)实验中小磁针的作用是 ,这里用到的研究方法是 。 (改变/不改变),这表

【师】这就是典型的应用奥斯特实验结果,衍生出的例题。 下面我们来好好分析下这个关于奥斯特实验也就是电流的磁效应的题: 【分析】 (1)由于小磁针静止时要指南北方向,在验证电流周围有磁场时,一般也把直导线南 北放置,这样在直导线下方的磁场方向是东西方向的; (2)奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场; (3)当电流方向改变时,产生的磁场方向也改变,所以小磁针的偏转方向也改变; (4)通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在。

答案为:(1)南北; (2)磁场; (3)改变;通电导线周围的磁场方向与电流方向有关; (4)检验通电导线周围是否存在磁场;转换法。

【师】既然通电就能产生磁场,有磁效应,那么观察下我们周围,很多通了电的物体, 有没有吸引小铁钉小磁针呢?我们用的小电筒,也通着电,为什么不吸引小铁钉呢?是他 们的磁性太弱了吗?

二、通电螺线管

【师】下面,我们来把铜丝绕在铁钉上,顺时针一圈一圈依次绕上,再将铜丝接入电 源,通电,将小磁针放在绕着铜丝的铁钉周围,观察现象。 【生】吸引(排斥)了小磁针,使它发生了偏转。 【师】改变电流方向,观察小磁针的运动状态,思考:通电螺线管的极性与电流方向 之间有什么关系? 【生】N、S 极分布与电流的方向有关; N、S 极分布与电源的―+、–‖有关 N、S 极分布可能与绕制的方向有关 【实验】

改变电流方向,观察通电螺线管和小磁针的磁场关系。 记录实验现象在自己编的表格中。 【师】通过上述实验,我们知道了电流方向不同,会导致通电螺线管的磁极不同。 现在我们来思考下电流的大小会对电流产生的磁场有怎样的影响: 【实验】如图装置,将滑动变阻器滑片向左滑动,改变电路中电流变小,观察电磁铁 能吸引的小磁针变少,而将滑片向右滑动,使电流变大,观察到能吸引的小磁针变多。

【结论】其他条件一定时,电路中电流越大,电磁铁的磁性越强。 下面我们来看一道例题: 【例题】 如图,闭合开关,将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时,弹簧测力计的示数变小.则下 列分析正确的是( )

A.电磁铁的上端为 S 极

B.电源左端为―+‖极

C.断开开关,弹簧测力计的示数为零

D.若滑动变阻器的滑片 P 不动,抽去电磁铁铁芯,弹簧测力计的示数增大

【解析】 明确电磁铁磁性强弱的影响因素:有无铁芯、电流大小、线圈匝数的多少.

①首先判断出滑动变阻器的滑片 P 向右移动时,电路中电阻的变化,从而可以确定电 路中电流大小的变化,再确定电磁铁磁性强弱的变化;知道磁体的下端为 N 极和弹簧测力 计的示数变小,根据磁体间的相互作用规律,从而可以判断出电磁铁的磁极极性。 ②知道电磁铁的磁极极性,可利用安培定则判断出电磁铁中电流的方向,从而可以确 定电源的正负极。 ③电磁铁的磁性的有无可以通过电流的通断来控制,首先判断出断开开关,如何引起 电流的变化,再判断出电磁铁磁性强弱的变化,可从而以确定弹簧测力计示数的变化。 ④首先判断出抽去铁芯后,电磁铁磁性强弱的变化,再根据磁体间的相互作用规律, 可以确定弹簧测力计示数的变化。 【答案】综合分析,故选 D。

【师】 那么具体的如何判断螺线管的磁极呢?我们用到的是安培定则。

通电螺线管周围的磁场和条形磁铁周围的磁场相似,磁极的极性随电流方向的变化而变 化,可用安培定则(右手螺旋定则)来判定.安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向 间关系的定则。

三、安培定则的应用
(1)由螺线管中的电流方向,判断通电螺线管的 N、S 极。 (2)已知通电螺线管的 N、S 极,判定螺线管中电流的方向。 (3)根据通电螺线管的 N、S 极以及电源的正负极,画出螺线管的绕线方向。

【师】具体判断磁极的方法: 通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线, 让大拇指指向电流的方 向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向; 通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向 一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的 N 极。

【例题】 图中小磁针静止时指向正确的是( )

【解析】 右手握住螺线管,四指弯曲方向为电流的绕行方向,大拇指指向表示螺线管 N 极,则 螺线管右端为 N 极,根据磁极间的相互作用,可知小磁针右端应为 S 极,故 A 错误. 根据上述办法,依次判断 BCD。 【答案】B 6.3 复习总结和作业布置 课堂知识点总结: 奥斯特发现了电流周围存在着磁场,磁场的方向随电流的变化而变化. 安培定则(右手螺旋定则):安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系 的定则。

通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线, 让大拇指指向电流的方 向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向; 通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向 一致,那么大拇指所指 的那一端是通电螺线管的 N 极。

课后习题
[1]课堂练习 1、关于电流的磁场,下列说法中正确的是( A ) A.导线中有电流通过,导体周围立即产生磁场 B.导线中有电流通过,导体周围稍后产生磁场 C.电流产生的磁场方向与电流方向相同 D.将导线变成 U 形,通电后所产生的磁场的磁感线分布与 U 形磁铁相似

2、如图所示,导线下方放一小磁针,当给导线通电时,下列说法正确的是( B )

A.小磁针发生偏转,这现象叫电磁感应 B.小磁针发生偏转,此实验是奥斯特实验 C.小磁针不发生偏转 D.利用此现象制成发电机

3、如图所示的奥斯特实验说明了( A )

A.电流的周围存在着磁场

B.电流在磁场中会受到力的作用

C.导线做切割磁感线运动时会产生电流

D.小磁针在没有磁场时也会转动

4、如图所示,A、B 弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁,闭合开关,将滑动变阻器 的滑片逐渐向右移动时,A 弹簧的长度将 ―缩短‖或―不变‖). ,B 弹簧的长度将 (选填―伸长‖、

答案:伸长;缩短 5、如图所示,GMR 是巨磁电阻(其电阻阻值在磁场中随磁性的增强急剧减小),当 开关 S1、S2 都闭合时,电磁铁附近的小磁针处于静止状态,则小磁针的 A 端为 当滑片 P 和右滑动时,电磁铁的磁性 亮度 极;

(选填―增强‖、―减弱‖或―不变‖),指示灯的

(选填―变亮‖、―变暗‖或―不变‖).

答案:S;减弱;变暗

[2]作业布置 1、完成配套课后练习题

板书
第二十章电与磁 电生磁

通电导体的周围有磁场,磁场的方向跟电流的方向有关。这种现象叫做电流的磁效应。

安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。

(1)由螺线管中的电流方向,判断通电螺线管的 N、S 极。 (2)已知通电螺线管的 N、S 极,判定螺线管中电流的方向。 (3)根据通电螺线管的 N、S 极以及电源的正负极,画出螺线管的绕线方向。

通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线, 让大拇指指向电流的方 向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;

通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向 一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的 N 极。


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