2025年初中九年级上册【物理(人教版)】电生磁(第二课时)+教学设计

课程基本信息课例编号2020QJ09WLRJ040学科物理年级初三学期第一学期课题电生磁（第二课时）教科书书名：义务教育教科书物理九年级全一册出版社：人民教育出版社出版日期：教学目标教学目标：探究通电螺线管周围磁场。了解通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。通电螺线管的极性与电流方向的关系。3．会用安培定则来判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。教学重点：通电螺线管周围的磁场。教学难点：会运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性和通电螺线管的电流方向。教学过程时间教学环节主要师生活动3分钟3分钟5分钟8分钟2分钟螺线管探究通电螺线管周围的磁场分布通电螺线管的极性与电流方向的关系安培定则课堂小结+布置作业【点PPT】上节课，通过奥斯特实验，我们发现电流周围存在着磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关。当导线中有电流流过时，在电流周围产生磁场的这种现象，我们称为电流的磁效应。【点PPT】通电导线周围存在磁场，把导线绕在圆筒上，就做成了螺线管，如图1，图2就是平时我们看到的螺线管，图3是螺线管的示意图。通电后，各圈导线产生的磁场会叠加在一起，跟单匝环形电流产生的磁场相比，磁场被增强了。【点PPT】如何绕制螺线管呢？手拿绝缘筒，导线从左向右绕线，同学们可以拿出笔作为绝缘筒，绵线作为导线，按照图中的方法尝试练习绕一下【播放视频】【点PPT】绕制螺线管还有另外一种绕法，改变绕线的方向。【播放视频】【点PPT】两种螺线管的绕法，同学们，学会了吗？这两种不同的绕线方法会导致什么结果呢？当我们把螺线管与电源连通后，就会发现，尽管电流都是从螺线管的左端流入，但是在螺线管上，电流的环绕方向是相反的。所以，当电源的正负极确定时，改变螺线管的绕线方向，通过螺线管的电流方向就会改变。【点PPT】上节课，我们观察了通电直导线周围的磁场分布。【点PPT】圆形导线框周围的磁场分布。【点PPT问】那么，通电螺线管的周围的磁场又是什么样的呢？用什么方法可以显示出磁场的分布呢？我们还是利用铁屑来观察螺线管周围的磁场分布情况。将螺线管两端接通电源，在塑料板上均匀地撒满铁屑。通电后，轻敲塑料板，观察铁屑的分布情况。【播放视频】我们观察到，通电螺线管的磁场在管口处近似是一组直线，离开管口后，向四周发散。想想看，类似这样的磁场分布，我们在哪里见到过？【点PPT】对，是条形磁体的磁场。对比右图可知：通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。条形磁体有两个磁极，通电螺线管也有两个磁极吗？如果有，它们跟电流方向有什么关系？【点PPT问】那么通电螺线管两端的极性与电流方向有什么关系呢？通电螺线管的极性如何判断呢?如果知道通电螺线管周围磁场的方向，便可判断通电螺线管两端的极性。联想前面判断各种磁场方向的方法，我们还是利用小磁针来完成这项工作。【点PPT】把小磁针放到螺线管周围不同位置，用红色箭头标记线圈中电流的方向。记录小磁针N极的指向。此实验中，小磁针的红色一端为N极。观察实验。【播放视频】小磁针的红色端为N极，通电后，管口左侧的小磁针N极指向螺线管，管口右侧的小磁针N极背离螺线管向外指。说明，螺线管右端为N极，螺线管左端为S极。【点PPT】如果改变通过螺线管的电流方向，螺线管的极性会发生变化吗。观察实验。【播放视频】改变电流方向后，我们发现，所有小磁针的指向都发生了180度的改变，说明螺线管左端为N极，螺线管右端为S极。【点PPT】实验结果表明，通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。红色箭头标记了线圈中的电流方向发生了改变，而周围小磁针的指向相反。可以判断，通电螺线管的N、S极发生了对调，这表明，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。【点PPT】由此，我们可以根据通电螺线管周围铁屑的排列情况和小磁针的指向，画出通电螺线管周围的磁感线。用磁感线把通电螺线管周围的磁场分布情况表示出来【点PPT问】我们在不改变电流方向条件下，只改变螺线管的绕线方向，重新进行上述实验，结果发现通电螺线管的N、S极又互换了，同学们，你发现了什么规律吗？能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？【点PPT】蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，说：N极就在我的左边。【点PPT】猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：如果电流沿着我右臂所指的方向流动，N极就在我的前方。【点PPT】牵牛花说：如果电流沿着我的卷须向上的缠绕方向流动，通电螺线管的N极就沿我的茎的生长方向。【点PPT】通电螺线管的极性与电流方向之间到底存在怎样的关系呢？安培定则为我们解答了这个疑问。安培定则的内容是：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。安培定则又被称作右手螺旋定则，它在生活中也有广泛的应用。例如，在拧开瓶装水的盖子时，瓶盖的旋转方向与向上运动的方向就遵循右手螺旋定则。课后同学们可以尝试做一下。好了，下面请同学们伸出右手，我们一起来练习。【点PPT】准备好了吗？下面，就来练习一下如何利用安培定则确定通电螺线管的N、S极。【播放视频】电流从导线左端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向下，伸出右手，四指指向螺线管中电流方向，注意观察如何握住螺线管。你做对了吗？伸出的拇指指向右侧，即，通电螺线管的右端为N极，左端为S极。【点PPT】接下来我们再试一试，改变电流方向。【播放视频】电流从导线右端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向上，伸出右手，（等待）四指指向螺线管中电流方向，伸出的拇指指向左侧，即，通电螺线管的左端为N极，右端为S极。同学们，学会了吗？【点PPT】这是一个竖直放置的螺线管，让我们继续判断通电螺线管的N、S极：同学们先来试一试。【点PPT】电流从导线上端流入，经过螺线管靠近我们一侧时，电流方向均向右，伸出右手，四指指向螺线管中电流方向，伸出的拇指指向上，即，通电螺线管的上端为N极，下端为S极。【点PPT】接下来，我们根据通电螺线管的N、S极，确定电流方向：通电螺线管左端为S极，右端为N极，伸出右手，伸出的拇指指向右侧，这时，四指指向下，即螺线管靠近我们一侧的电流方向向下。我们在螺线管上画出电流方向。因此，电源左侧为正极，右侧为负极。【点PPT】如果螺线管竖直放置呢？我们继续确定通电螺线管中的电流方向:同学们先来试一试,通电螺线管上端为S极，下端为N极，伸出右手，伸出的拇指指向下，这时，四指指向左，即，螺线管靠近我们一侧的电流向左。因此，电源上端为正极，下端为负极。【点PPT】我们来看一个有意思的实验，把螺线管和电池连接起来，固定在泡沫板上，沿东西方向将泡沫板放入水中。会发生什么现象？你能根据刚才的学习判断出来吗？我们来看看实际的结果。由于运动过程比较缓慢，我们6倍速来播放。【播放视频】我们看到通电后的螺线管带着泡沫板在水中运动起来，它们沿着顺时针的方向转动，从原来东西方向缓慢地转向南北方向，最后螺线管的两端静止在南北方向，是不是巧合呢？【点PPT】调换螺线管东西方向的位置，将泡沫板放入水中。看看又会发生什么现象？【播放视频】通电后的螺线管带着泡沫板在水中运动起来，这次，它们沿着逆时针的方向转动，从原来东西方向缓慢地转向南北方向，最后螺线管的两端仍然静止在南北方向。【点PPT】通过观察，可以知道，螺线管靠近我们一侧的电流方向向下。结合之前的学习，我们可以用安培定则判断通电螺线管的两端极性。螺线管的右端，即与蓝色导线连接的一端为N极。螺线管的左端，与红色导线连接的一端为S极。【点PPT】观察刚才螺线管稳定的方位,可发现，螺线管通电后，两端分别为N极和S极，由于地磁场的作用，N极一端，也就是与蓝色导线相连的一端，最终均指向北方。通电螺线管的表现与处于地磁场中的磁体表现相同。同学们，你也可以试一试。【点PPT】我们通过实验观察和对比，发现：通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，通电螺线管也有N、S极。通电螺线管两端的极性由螺线管中的电流方向决定，安培定则的内容是：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。我们可以利用安培定则，在已知通电螺线管中电流方向时，判断通电螺线管的N、S极；也可以在已知通电螺线管的N、S极时，判断通电螺线管中电流方向。需要提醒同学们注意的是，利用安培定则进行有关判断时，要确定用的是右手。在判断过程中，应该及时画出通电螺线管上的电流方向或者是通