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  【教学内容

 

  电流的磁效应;探究通电螺线管周围的磁场。

 

  【教材分析

 

  电流磁效应是学习电磁现象的重要基础。因此,要尽可能让学生确信电流及其周围的磁场是同时存在而密不可分的。为了说明这个问题,在做奥斯特实验的时候,要让学生亲手做实验,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某种关系。

 

  通电螺线管的磁场是本节的重点之一,因此,要让学生自己去探究,用自己的语言表述出通电螺线管的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。探究结束后,让学生自己归纳判断通电螺线管的极性和电流方向的方法,再在师生相互交流的气氛中引导学生得出安培定则。

 

  【学情分析

 

  学生已研究了简单的磁现象,知道了磁体周围存在磁场以及磁极间的相互作用规律;知道磁场是有方向性的,并且能使放入其中的磁针发生偏转;对条形磁铁的磁场有了一定的感性认识。

 

  【教学重点

 

  认识电流的磁效应,通电螺线管外部磁场分布,通电螺线管极性与电流方向的关系。

 

  教学难点

 

  探究通电螺线管的磁场极性与电流方向的关系并总结得出简单的判断方法。

 

  【教学目标

 

  1.知识和技能

 

  (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铁相似。

 

  (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。

 

  2.过程和方法

 

  (1)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联系。

 

  (2)探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。

 

  3.情感、态度与价值观

 

  通过奥斯特的图片、事迹介绍,感悟奥斯特善于发现问题,勇于进行科学探索的精神;通过体验电和磁之间的联系,形成乐于探索自然界奥秘的习惯。

 

  【课程资源

 

  教具准备:电脑平台、实物投影仪、学生电源、螺线管演示器、小铁钉、长直导线一根、干电池3节(带电池座)、小磁针4个、导线若干、多媒体课件、铁屑、纸杯(内装9v电池、小电磁铁组成的电路)。

 

  学具准备:铁钉、铅笔(或木筷)、铁屑一小包、小磁针四个、长直导线一段、干电池三节(带电池座)、塑料圆筒一个、导线若干。(分12个学习小组)

 

  【教学流程图

 

  魔术引入课题──探究奥斯特实验──介绍奥斯特实验,对学生进行物理史教育──由现象设疑,如何增强通电导体的磁场──学生探究活动:缠绕螺线管──学生探究活动:检验螺线管通电后产生磁场──学生探究活动:探究螺线管的磁场分布──学生探究活动:探究改变螺线管磁场的方法──师生探讨得出安培定则──学生课堂练习──知识回顾──布置作业。

 

  【教学过程

 

  一、创设情景,引入新课(创设情境,激发学生实验兴趣和求知欲)

 

  教师:上课之前,老师先给大家表演一个魔术──纸盒吸铁,然后提问学生:此盒中可能是什么?你猜想的依据是什么?

 

  教师断开开关,再去接触铁屑,由不能吸引铁屑引起学生思维冲突,此时教师将纸盒打开,让学生明白,刚才产生的磁可能跟电有关。

 

  二、探究新课,释疑解惑(经历科学的探究过程,获得相关知识和积极的情感体验)

 

  1.探究奥斯特实验──通电导体周围有磁场

 

  教师提问:我们怎样判断一个物体是否具有磁性呢?

 

  学生回答:看他能否吸引铁屑。利用磁体间的相互作用来检验。

 

  教师:一个电池能吸引铁屑吗?我们怎样做才有可能产生磁呢?

 

  学生回答:要形成一个电路;要有电流……

 

  教师: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。

 

  教师:根据学生所述对该实验进行演示。

 

  学生实验,并将观察到的现象向全班交流。

 

  过渡:其实我们今天研究的问题早在1820年丹麦伟大的物理学家奥斯特在一次偶然的实验中就发现了电和磁之间是有联系的,他是怎样做这个实验的呢?我们一起来看看视频吧!

 

  2.播放奥斯特实验的操作方法。对学生进行物理学史的教育

 

  教师提问:看了这个实验后,大家觉得与我们刚才做的实验相比,有哪些不同吗?

 

  视频中的小磁针偏转的角度那么大,而我们实验的时候却那么小,可能是什么原因形成的?

 

  学生思考后回答。

 

  教师:学生回答后告诉学生在实验中利用短路获得较强的电流来增加磁性。在一般情况下是不允许的,在实际生活中我们用什么办法来增强通电导体的磁场呢?

 

  设置问题过渡:

 

  后来人们在生产实践中把导线弯成各种形状,发现把把导线绕成一圈一圈的螺线管状,磁场就会强得多,这样在生产生活中用途就大,下面我们也来制作一个螺线管,怎样做呢?

 

  3.探究通电螺线管的磁场

 

  探究1制作螺线管

 

  教师:针对教材内容演示螺线管的缠绕方法。

 

  教师提问:下面请同学们利用桌上的器材制作两个螺线管,为了缠绕方便,请大家一个缠绕在铅笔上,一个缠绕在铁钉上,比一比,看谁绕得即快又好。

 

  教师:你认为可能有几种缠绕的方法?

 

  学生制作螺线管教师巡查,学生展示。(对展示的予以肯定和鼓励)

 

  教师:你认为可能有几种缠绕的方法?

 

  探究2通电螺线管吸引铁屑

 

  教师:很好,大部分同学都非常成功地绕好了螺线管,下面请每个小组给螺线管通电,然后去吸引铁屑,看哪一个螺线管吸引的铁屑最多。

 

  学生实验。教师巡查,不能吸引的小组讨论解决,可以请其他小组的同学帮忙(通过吸引铁屑的多少让学生内心明了用铁钉的实际意义)。

 

  探究3通电螺线管外部磁场的分布情况

 

  教师设问:刚才同学们的探究已经证实了通电螺线管能产生磁场,它的磁场以前研究的哪种磁体的磁场相似?说出你的猜想及猜想的依据。

 

  学生回答。

 

  我们用什么方法来研究它的磁场分布情况呢?(教师播放幻灯片,让学生通过对比找出判定办法。)

 

  教师:要求学生按照教材图示进行实验并在圆圈中画出小磁针,把小磁针的N级涂黑。

 

  教师:演示用铁屑研究螺线管磁场分布的实验。

 

  教师将用铁屑做的演示螺线管磁场的分布投影到银幕上并播放螺线管的磁场与条形磁铁的磁场对比图,引导学生分析通电螺线管的磁场形状。即:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。

 

  探究4通电螺线管的极性与电流方向的关系

 

  教师提问:如何改变螺线管的极性?

 

  引导学生思考:在电路不变的情况下,将螺线管掉头,看看螺线管中哪些因素发生了变化?

 

  学生:实验检验自己的判断是否正确。

 

  教师:我们知道通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向有关,有什么样的关系?我们能不能找到一种判定的方法呢?(出示投影),下面请大家看画面中蚂蚁和猴子是怎么说的,我们能否受到某种启示呢?

 

  学生合作学习:学生看蚂蚁和猴子说的话,小组讨论。

 

  教师给予适当提示:如果我们自己沿着电流方向走,北极在哪一边?你能用右手来概括通电螺线管的北极与电流方向的规律吗?

 

  教师:伟大的物理学家安培通过实践发现在我们的右手上找到了规律,人们为了纪念他,把他总结的规律规定为安培定则下面我们来一起学习一下吧!

 

  安培定则:右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。并教会学生安培定则歌:右手握住螺线管,四指顺着电流转,拇指指向N极端。出示投影,让学生熟记安培定则歌。

 

  学生练习:将长直铝导线缠绕在黑色的胶管上,假设电流从螺线管的左流入右流出,应该怎样判断?如果电流从螺线管的右边流入左边流出呢?再改变螺线管的缠绕方向试试看?

 

  教师投影,检验学生掌握情况。

 

  三、交流小结、随堂练习、总结评估(帮助巩固知识,让物理走向应用、走向社会)

 

  1.今天你学到了哪些知识?你有哪些新的体会。

 

  2.布置作业:

 

  (1)反馈练习:动手动脑学物理:①②③。

 

  (2)知识拓展:研究你家或附近住宅楼的电动门是如何工作的,主要靠什么控制门锁。进一步帮助学生理解通电螺线管在生活中的应用。

 

  (3)走进生活:研究牵牛花、菜豆的茎缠绕的方向与生长的方向之间的关系。观察葡萄、丝瓜的卷须的缠绕方向与生长的方向之间的关系。看看与我们研究的磁场与电流方向之间有没有某种联系。

 

  【板书设计

 

  第三节 电生磁

 

  一、电流的磁效应

 

  1.通电导体周围存在磁场。

 

  2.磁场的方向跟电流的方向有关。

 

  二、通电螺线管的磁场

 

  1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。

 

  2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时,通电螺线管的极性也发生改变。

 

  3.安培定则歌──右手握住螺线管,四指顺着电流转,拇指指向N极端。

    
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