人教版初中物理九年级下册课时4 第二十章电与磁 第2节电生磁（二） 教案

《电生磁（第2课时）》教学设计（终稿）广州市广州大学附属中学物理科教学重点和难点(一)重点：1.利用小磁针，探究通电螺线管外部磁场的方向2.知道通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有关。（二）难点：利用小磁针，探究通电螺线管外部的磁场方向教学方式和教学手段（一）教学方式：观察法，实验法。（二）教学手段：多媒体辅助教学（三）学生学习方式：实验探索、学生讨论。教师活动设计意图同学们好,我是来自广州大学附属中学的黄欢老师，今天我们一起学习第二十章第二节电生磁的第二课时.导入这是一个由导线绕成的线圈，我们把它称为“螺线管”。螺线管通电后，我们称之为通电螺线管。上一节课的学习中，我们了解了通电直导线周围的磁场分布，那通电螺线管外部的一、引入同学们，想一想，之前我们是如何利用小磁针来描述条形磁体周围的磁场的？教学简要过程（学生1）在磁体的周围放许多小磁针，记录下小磁针所在各个位置的磁场方向，这样就可以看出磁场的情况了。如何记录各点的磁场方向呢？（学生1）小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线方所以，我们只要记录小磁针N极的方向，就可以了。今天，我们就用同样的方法，来研究一下通电螺线管外部的磁场方向是如何的。回忆并思考引导学生回忆旧知识，利用学过的知识与技能，解决新的问题第1页共9页二、探究通电螺线管外部的磁场方向我们选用的实验器材有：干电池、螺线管、开关、需要记录磁场方向的白纸，以及小磁针。其中，小磁针红色的一端为N请同学们要注意，实验过程中，由于长导线是直接连接在进行分组实验，并记录实验现象再记录实验情况。电视机前的同学们，如果条件允许的话，也请你们，跟着一起动动手，做一做吧。（视频，展示学生实验过程）让学生体验探究的过程下面，我想展示几位同学实验记录的情况。从他们记录的情况中，你们能总结出什么规律吗？（学生2）我们发现，通电螺线管周围不同的位置，其磁场的方向是不同的。（学生1）我发现，在通电螺线管上下两侧，其磁场方向与螺线管是平行的。（学生3）我发现，我们的通电螺线管是相同的，但是在螺线管外部的同一位置，记录的磁场方向却是相反的。3-1根据你们所记录的情况，也能得到上述的结论吗？教学简要过程针对第3位同学所叙述的情况，大家是否可以分析一下，是什么原因导致通电螺线管外同一位置的磁场方向相反呢？难道，是同学在记录的时候，方向弄反了？（学生2）我猜有可能是两位同学的通电螺线管上的电流方向不同所导致的。因为我们之前学过，通电导线周围的磁场与电流方向有关，所以我推测，通电螺线管周围的磁场方向的不同，也可能是电流方向不同所导致的。2-2这位同学分析的是否正确呢？让我们先还原两位同学的实验电路图，看一看吧。根据电源正负极所在的位置，我们可以判断，左侧电路的电流从电源正极出发，从螺线管的前侧，流入螺线管的后侧，因此螺线管上的电流方向向上。而右侧电路的电流从电源正极出发，从螺线管的后侧流入螺线管的前侧，因此螺线管上的电流方向向下。对比两个螺线管，其电流方向相反。看来，确实是因为电流方向的不同，导致了磁场方向的不同。对比观察，并总结规律通过分析得出：通电螺线管的磁场方向与其电流方向有第2页共9页由此可得，通电螺线管外部的磁场方向是与电流方向有关仔细观察以上几位同学所记录的不同位置的磁场方向，似乎，通电螺线管外部的磁场仍未能很好的描述出来，因为，还有许多位置的磁场方向没有记录下来。我们是否应该同时使用更多的小磁针，记录磁场的方向呢？例如，当我记录了这两个小磁针所在位置的磁场方向，如果我想知道中间位置的磁场方向，我必须再放一个小磁针。（视频播放）（学生2）老师，这样做好像有点不合理。当你放了小磁针之后，旁边的两个小磁针会受到影响，那闭合开关后，小磁针既受到磁场力的作用，也受到周围小磁针的力的作用。是的，我们都知道，力是改变物体运动状态的原因。小磁

针原来在地磁场的作用下静止，当有小磁针靠近时，两边的小

磁针从静止到运动，可以判断，它们一定是受到了力的作用。

可此时螺线管仍未通电，那这个力是谁施加给两侧的小磁针的

呢？看来，只能是距离较近的小磁针对其施加的磁力。因此，

当螺线管通电后，小磁针不仅受到磁场力的作用，还受到了其

他小磁针的力的作用。那我们该怎么解决这个问题呢？教（学生2）那就把其他小磁针移开，只用一个小磁针，放学在不同的位置，分别记录各个位置的磁场的方向。2-4引导学生用简这是个好办法。好的，我们就按照这种方法，继续记录通继续探究通科学的方要电螺线管外部各个位置的磁场方向，看看，谁能够最快根据各电螺线管外法，探究通过点的磁场方向，摸索出通电螺线管外部磁场的情况。部的磁场方电螺线管外程（视频播放）向部磁场的情由于时间的关系，未完成的同学可以课后继续完成。现在，我想请完成了的同学分享一下他们记录的情况。（学生1）根据我记录的情况，我好像不太能看不出通电螺线管外部磁场的情况有什么特点。1-3没关系，我看到其他同学记录的情况有点不太一样，那我们再来听听他是怎么说的。第3页共9页（学生3）开始我也随意置放小磁针，记录了几个位置的磁场方向后，确实没怎么看出外部磁场的情况有什么规律。但是，我逐渐发现，如果顺着小磁针的指向，逐步移动小磁针，变换位置，并记录下那点的磁场方向，磁场的情况就很快显现出来了。3-3现在，我将利用视频快进的方式，来回顾一下，这位同学的具体操作过程。（播放视频）总结与分享你们看清楚了吗？现在，我们对同学记录的情况进行分析，咦，这个通电螺线管外部的磁场似乎与我们之前学过某种磁体的磁场很相似（学生）与条形磁体外部的磁场分布很相似。嗯，很棒！除了刚才我们所研究的通电螺线管周围的位置，其磁场与条形磁铁相似以外，在通电螺线管其他的空间内，其磁场也与教学简要过程条形磁铁的如此相似吗？我这里有个立体模型，其空间内布满了小磁针。将螺线管（实验视频）通过经验分享，让每个学生都能成功地探索到通电螺线管外部磁场的对比与分析通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的外部磁场相似。那通电螺线管与条形磁铁到底有什么不同之处呢?同学们对比分析一下。（学生3）我们可以利用通电或断电，来控制螺线管周围磁场的有和无。嗯！很棒！（学生刚才两位同学总结得很好。第4页共9页由于通电螺线管外部磁场与条形磁体的相似，由此我们可以判断，通电螺线管的两个磁极，和条形磁铁一样，也在它的左右两端.N极，哪端是S极呢？你判断的依据是什么？利用旧知识，掌握判断通电螺线SN管磁极的方法（学生3根据“磁感线从磁体外部的N极出发回到S可以判断出该螺线管的右端为N极，左端为S极。3-5非常棒，你们也是这样判断的吗？三、探究环绕通电螺线管的电流方向对磁极的影响教为了方便研究，我们会将螺线管表示为右图的形式，两幅学图中的绕线方向是一致的，顺着电流方向，从螺线管的后侧往简前侧绕。那如果改变了这个通电螺线管上的电流方向，那通电要螺线管的磁极方向会改变吗？过程在刚才同学们记录的磁场方向中，我们发现，通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关，当电流方向改变了，其磁场方向也会改变。我们还是根据“磁感线从磁体外部的N极出发SNS极。倘若改变导线的绕线方式，从前侧往后侧绕，我们可以用这个图示的方式来表示，那是否也会改变通电螺线管的极性方向呢？我们马上用实验来证实。利用实验探究的现象总结规律通过电路分析，学生掌握判断通电螺线管上电流的方向为了方便实验操作，我们可以将两个绕线方式不同的螺线管顺着电流方向，串联在一起，闭合开关后，再观察两个小磁针N极所指的方向是否相同。（实验视频）第5页共9页我想请同学根据实验现象，分析一下。（学生）实验中，两个小磁针N极所指的方向是相反的，根据“磁感线从磁体外部的N极出发回到S管的左端为N极，右端为S极。1-5分析得不错！在这个基础上，我们继续改变螺线管的电流方向，再请同学来分析一下，这个通电螺线管哪端是S极，哪端是N其左端为S极，右端为N极。好，对比分析我们刚才的四幅图，你们能够总结出什么规律呢？（学生11和图4教的电流方向相同，螺线管两端的磁极相同；学简要过仔细观察，还有其他的吗？对比图1和图2或图1和图3，我可以发现，当通电螺线管上的电流方向相反，螺线管两端的磁极方向也相反。1-7由此可得，螺线管两端的磁极与环绕螺线管的电流方向有利用实验探究的现象总结规律程关.不知电视机前的你，是否已经掌握了这个规律。那下面，就让我来考考你吧。根据左图，你是否能够判断右图中通电螺线管的极性。（学生）我认为通电螺线管的右端为N极，左端为S4-1说说看，你是如何判断的？（学生）通过刚才的学习，我们知道，通电螺线管的极性与电流方向有关。由于这两个螺线管的电流方向相同，所以极性也相同。两个螺线管的电流方向相同？说说看，你是如何判断的。（学生）左图中，电流从电源正极出发，从螺线管的右端流入，左端流出，而右图中，电流也是从电源正极出发，从螺电视机前的同学们，你们认为呢？要不，我们还是看看实验的现象是什么吧。第6页共9页两通电螺线管外部的磁场方向也不同，因此两通电螺线管的磁极不同。所以刚才那位同学判断的结果，是错误的。但这位同学的分析过程，好像也没有错呀，问题到底出在了哪里呢？利用矛盾冲突，引起学生的注意，利用所学的强化学生对知识，思考并解答我们回到刚才的四幅图。对比图1和图4，两者的磁极是螺线管电流相同的。图1中，电流从通电螺线管的右端流入，左端流出，而图4中，电流从通电螺线管的左端流入，右端流出，两者电解流方向不同，但仔细分析，两个围绕通电螺线管上的电流方向却是相同的，由于这个电流方向相同，两个螺线管的磁极才相同。因此，我们说，影响通电螺线管磁极的，并不是流入电流和流出电流的方向，而是，当我们正对螺线管时，环绕在螺线管上的电流方向。什么叫环绕在螺线管上的电流方向呢？我们以图1这部分导线并未环绕在螺线管上。环绕螺线管的电流，指的是这部分的电流，因此，该图的电流方向应为向下。按照这个思路，分析刚才的两幅图，正对两幅图时，左图中，环绕在螺线管上的电流方向向下，而右图中，环绕在螺线管上的电流向上，因此，两通电螺线管的磁极相反，左端为N极，右端为S同学们，今天，我们通过对通电螺线管外部磁场方向的探究，知道了：最终小1.通电螺线管周围的磁场分布与条形磁铁相似2.通电螺线管的极性，只与螺线管上的电流方向有关。感谢大家的观看，今天的课到此结束，谢谢！结第7页共9页答疑课部分同学们好,我是来自广州大学附属中学的黄欢老师，将进行第二十章第二节电生磁第二课时的答疑课.在刚才的学习中，我们学习了通电螺线管，知道通电螺线管外部磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关，还掌握了通电螺线管极性的判断方法。那现在，我就来考考你，看看你都学会了吗？根据左图，你是否能判断出右图中通电螺线管的极性NS（学生1）老师，我认为螺线管的下端为N极你是如何判断的呢？（学生1）因为电流从螺线管的下端流入，因此下端为N极。同学们，你们同意他的看法吗？（学生2）我不同意他的说法，我们可以先将左图向右旋转90°，旋转后两幅图的电流方向相同，因此右图的上端为N极。3-8问题1N嗯，这位同学的回答，才是正确的，他用了很巧妙的方法解答了这道题。我们整理一下他的解题思路，他主要通过对比两个环绕通电螺线管上的电流方向，来判断两者磁极是否相同。我把题目变换一下，再考考你们。倘若我在右图的通电导线管右侧放置一个小磁针，你知道如何判断小磁针哪一端为NNS我们都知道，“小磁针静止时北极所指的方向与该点磁场的方向相同。因此，要确定小磁针NN定该点的磁场方向呢？第8页共9页该题中，分析可得，右侧的环绕通电螺线管的电流方向是向下的，对比左图，我们可以很问题1N,左端为S外部磁感线从N极出发，回到S极，可以知道，小磁针的右端为N你判断对了吗？我们再来看一道有趣的题目：玩具小船上固定了一个由螺线管、电源和开关组成的电路，船头前方的小磁针可以自由转动。闭合开关后，小磁针静止时的指向如图甲所示。若把小船按图乙所示的方向放在平静的水面上，小船能在水中自由旋转（忽略水的阻力）。闭合开关，小船静止时船头会指向地理哪个方向？根据题目中的“小船静止时船头会指向地理哪个方向”这个问题，我们不难联想到，问题2因此，该题中，如果我们能够确定船头的极性，也许我们就能判断船头所指的方向了。仔细观察，玩具小船上固定了一个通电螺线管，所以，我们还是利用本节课所学的知识，来进行判断。