电生磁 教学设计 初中物理人教版九年级全一册（2022~2023学年）

20.2电生磁【教学目标】1.知道电流周围存在着磁场；2.认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系；3.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似；4.会用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。【教学重、难点】一、教学重点1．奥斯特实验及电流的磁效应；2．通电螺线管周围的磁场分布及安培定则的使用。二、教学难点安培定则的使用。【教学策略】1.本节内容中包含三部分：电流的磁效应、通电螺线管的磁场、安培定则。这三部分内容都是建立在实验的基础上的，所以本节课可以利用实验贯穿始末。在电流的磁效应前先通过实验来说明通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这就是著名的奥斯特实验，拉近科学家与物理学习的距离。此磁场是非常非常弱的，对磁体产生力的作用也很小，为了使磁性增强，自然过渡到通电螺线管，它是各圈导线产生的磁场的叠加。研究通电螺线管周围磁场的分布的方法与前面研究磁体周围磁场的方法相同，在通电螺线管周围撒铁粉，观察磁场对铁粉的作用来形象地画出通电螺线管周围磁感线，发现磁感线的形状与分布和条形磁体相似。在通电螺线管周围放小磁针来研究磁场方向，发现磁场方向与电流方向有关。通过安培定则来判断通电螺线管的磁极是本节的难点，内容比较抽象，实际教学中可以利用绳子来模拟导线，在圆柱体上绕线，练习判断通电螺线管的磁极。可以通过“想想议议”来鼓励学生发现不同的判断磁极的方法。2.在做奥斯特实验的时候，让学生亲自做实验，把小磁针放在直导线附近，通过观察导线通电时和断电时小磁针发生的变化，帮助学生加深对知识的理解，初步认识电与磁之间存在的关系，要尽可能让学生确信电流及其周围的磁场是同时存在的，密不可分的。3.在教师的指导下，让学生自己去探究、总结通电螺线管外部的磁场分布情况，用自己的语言描述出通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系，以培养学生的空间想象能力和语言表达能力。在师生相互交流的气氛中引导学生得出安培定则。安培定则的运用是本节的难点，老师可举例说明如何运用安培定则判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管中的电流方向。【教学准备】PPT课件、教学视频与动画、电源、开关、导线、小磁针、磁铁、铁粉、螺线管、演示用螺线管、漆包线、瓷管。【教学方法】实验探究法、讨论法、讲授法。【教学过程】教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图一、创设情景、引入新课（5分钟）1.提出问题：（1）小磁针静止时能指南北，把一磁铁靠近小磁针，观察小磁针有什么变化？为什么会出现这种现象？

引导学生总结磁极间相互作用的规律。（2）小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？如何判断磁场的存在？引入新课学生回忆上节课的主要内容，回答问题。

（1）磁铁周围存在磁场，对小磁针有力的作用。

磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

（2）磁体周围存在磁场，电也可能产生磁，可以利用小磁针检验磁场的存在。知识回顾，为本节内容做知识准备。提出问题，激发学生学习兴趣。二、新课教学（约30分钟）一、电流的磁效应1.演示实验教师利多媒体课件演示奥斯特实验，并强调注意的问题：南北方向布设导线，接通电源时要触接。然后，学生分小组进行分析、讨论，并思考下列问题。教师利用多媒体将问题投到屏幕上(小组边实验边思考问题)。甲通电乙断电丙改变电流方向(1)把小磁针放在导线的下方，分别给导线通电、断电时，观察小磁针N极的指向有什么变化？(2)当改变电流的方向，小磁针N极的指向与前两次相比又有什么变化？实验现象：通电时，小磁针发生偏转；断电时，小磁针又回到原来的位置；改变电流方向，小磁针偏转方向发生改变。归纳分析：力是改变物体运动状态的原因，小磁针发生偏转，说明小磁针受到了力的作用，这个力是磁场施加的。通电时受力、断电时不受力，说明通电时产生了磁场，即使小磁针发生偏转的只可能是电流产生的磁场。改变电流方向，小磁针偏转方向发生改变，说明磁场方向发生改变，即磁场的方向与电流方向有关。得出结论：通电导线周围有磁场，磁场的方向跟电流的方向有关。2.教师引导学生阅读教材，回答问题：(1)是谁最早发现了电流的磁效应？(2)这一发现的意义是什么？学生先回答问题，教师小结：(1)丹麦的奥斯特在1820年最早发现了电流的磁效应。(2)意义：揭示了电和磁之间的联系。学生观察实验，注意观察小磁针在开关断开前后的变化情况。

闭合开关，有电流通过直导线，小磁针会转动，说明通电导线周围存在磁场。

改变导线中电流方向，小磁针的偏转方向也改变，说明通电导线周围磁场方向与电流方向有关。了解电与磁之间是有联系的，要注意观察生活，机会只垂青那些有准备的人。

学生总结：（1）通电导线周围存在磁场。（2）电流的磁场方向与电流方向有关。再现奥斯特实验，使学生体验科学家探究的过程。

培养学生根据实验现象得出结论的能力。介绍我国古代对磁的研究，增强自豪感。培养观察思考、自学能力。

培养学生分析问题的能力。

培养学生动手实验的能力，会通过实验得出正确结论。

二、通电螺线管的磁场1.提出问题（1）既然电能生磁，为什么电线连一根大头针都吸不动？

教师：把导线绕在圆桶上，做成螺线管，各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强很多。

展示一个螺线管，给螺线管通电，能使小磁针转动。

拿一个小磁针在通电螺线管周围移动，观察小磁针的变化。

提出问题：我们如何研究通电螺线管周围的磁场呢？

（2）在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。观察电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。改变电流方向，再观察一次。用线画出铁粉的形状。

对比通电螺线管的磁场分布以及前面学过的磁体周围磁场，它的形状与哪个磁体相似？

2.探究通电螺线管外部的磁场分布

（1）提出问题：通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端就相当于条形磁铁的两个磁极。那么通电螺线管的磁极与哪些因素有关呢？

（2）猜想：磁极与电流方向有关。

（3）设计实验：在通电螺线管的外部放一些小磁针，利用漆包线在瓷筒上绕成螺线管，改变电流方向，确定通电螺线管的磁极。

（4）进行实验：按照课本中的图进行绕线，给螺线管通电，在图中标出通电螺线管的N、S极。

（5）归纳分析：当通电螺线管的电流方向改变时，小磁针N极指向也发生改变。

（6）结论：说明通电螺线管的极性与电流方向有关。

想想议议：

你能借用自己的手指的关系来描述通电螺线管的电流方向与N极位置的关系吗？磁性太弱，吸引力太小。学生思考

通电螺线管周围存在磁场，不同位置磁场的方向也不同，在螺线管的两端磁极不同。

借助铁粉可以研究磁体周围磁场的分布情况，我们也可以利用类似的方法来研究通电螺线管周围的磁场。学生观察实验，画出通电螺线管的磁感线。

通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，它也有两个磁极。

学生进行猜想：磁极可能与电流方向有关，可能还与螺线管的绕线有关等。螺线管有两种绕法，不同绕法电流有两个方向，如下图。确定通电螺线管的磁极。

学生对比通电螺线管的N、S极，得出结论。学生讨论课本中的蚂蚁和猴子的说法，尝试用自己的方法把这种关系表述出来。通过介绍电与磁的联系，对学生进行“偶然性寓于必然性之中”的教育。

物理方法的培养，利用磁场对外的作用来研究通电螺线管的磁场分布。

培养学生的实验能力。

根据实验现象总结规律。

三、安培定则1.提出问题：根据上面所讲的通电螺线管的极性与电流方向的关系，判断图中的N、S极或电流方向(投影)。学生做完后回答，然后教师动画演示，如图所示。2.师生总结安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的Ｎ极。如图所示。3.安培定则的作用：知道电流方向可判定通电螺线管的磁极；知道极性可判定通电螺线管中电流的方向。例1开关S闭合后，小磁针静止时的指向如图所示，由此可知()。A.a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极；B.b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极；C.b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极；D.a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极解析：由题图可知，由小磁针N极指向可知，通电螺线管周围的磁感线由b端出发，回到a端，因此b端为通电螺线管的N极，由安培定则可知，线圈中电流的方向由电源d端经螺线管流向c端，因此d端为电源的正极，C选项正确。答案：Ｃ规律总结：在解题过程中若要判定螺线管或磁体的N、S极，一般有以下几种方法：①根据图示的磁感线方向来确定；②利用周围小磁针的N、S极来确定；③利用和已知极性的磁体的相互作用情况来确定；④利用安培定则来确定。在此题中，就是利用小磁针的S、N极来确定螺线管的磁极。例2请在图中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向。解析：由题图可知，通电螺线管的右端为N极，电流从左端流入，右端流出，根据安培定则可画出螺线管的绕法；在磁场外部，磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，从而可画出磁感线的方向。答案：如图所示。学生阅读课本中关于安培定则的描述，结合对刚才的实验尝试用右来判定通电螺线管的磁极。

学生描述判断方法

用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的指的那端就是螺线管的N极。（如图）

练习使用安培定则解决实际问题。

学生自主完成练习，熟悉安培定则这一方法。

培养学根据实验分析，总结规律的能力。

使学生意识到物理方法是由个性到共性，由特殊到一般的过程。

三、课堂小结（约5分钟）教师：1．通过这节课你学到了什么？

2．奥斯特实验说明了什么问题？

3．通电螺线管周围磁场有什么特点？

4．如何判定通电螺线管的磁极？学生梳理本节课知识内容并回答。

1．本节课主要研究了电流的磁场，通电导线周围存在磁场，通电螺线管就是它的应用。

2．奥斯特实验说明了通电导线周围有磁场，并且磁场方向与电流方向有关。

3．通电螺线管的磁场与条形磁体相似，都有磁极。

4．利用安培定则来判定通电螺线管的磁极。培养学生总结归纳的能力四、课堂检测教师巡视、讲评完成检测题巩固提高，深化所学知识【板书设计】第二节电生磁一、电流磁效应1．奥斯特实验（1）内容（2）意义2．电流的磁场：方向和强弱二、通电螺线管的磁场：磁场分布三、安培定则：判断磁场的方向【教学反思】电流的磁效应是学习电磁现象的重要基础。因此，要尽可能让学生认识到电流及其周围的磁场是同时存在而密不可分的。为了说