人教版初中物理九年級(jí)下冊(cè)課時(shí)4 第二十章電與磁 第2節(jié)電生磁（二） 教案

《電生磁（第2課時(shí)）》教學(xué)設(shè)計(jì)（終稿）廣州市廣州大學(xué)附屬中學(xué)物理科教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)(一)重點(diǎn)：1.利用小磁針，探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向2.知道通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向有關(guān)。（二）難點(diǎn)：利用小磁針，探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向教學(xué)方式和教學(xué)手段（一）教學(xué)方式：觀察法，實(shí)驗(yàn)法。（二）教學(xué)手段：多媒體輔助教學(xué)（三）學(xué)生學(xué)習(xí)方式：實(shí)驗(yàn)探索、學(xué)生討論。教師活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖同學(xué)們好,我是來(lái)自廣州大學(xué)附屬中學(xué)的黃歡老師，今天我們一起學(xué)習(xí)第二十章第二節(jié)電生磁的第二課時(shí).導(dǎo)入這是一個(gè)由導(dǎo)線繞成的線圈，我們把它稱為“螺線管”。螺線管通電后，我們稱之為通電螺線管。上一節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們了解了通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，那通電螺線管外部的一、引入同學(xué)們，想一想，之前我們是如何利用小磁針來(lái)描述條形磁體周圍的磁場(chǎng)的？教學(xué)簡(jiǎn)要過(guò)程（學(xué)生1）在磁體的周圍放許多小磁針，記錄下小磁針?biāo)诟鱾€(gè)位置的磁場(chǎng)方向，這樣就可以看出磁場(chǎng)的情況了。如何記錄各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向呢？（學(xué)生1）小磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感線方所以，我們只要記錄小磁針N極的方向，就可以了。今天，我們就用同樣的方法，來(lái)研究一下通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向是如何的?；貞洸⑺伎家龑?dǎo)學(xué)生回憶舊知識(shí)，利用學(xué)過(guò)的知識(shí)與技能，解決新的問(wèn)題第1頁(yè)共9頁(yè)二、探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向我們選用的實(shí)驗(yàn)器材有：干電池、螺線管、開(kāi)關(guān)、需要記錄磁場(chǎng)方向的白紙，以及小磁針。其中，小磁針紅色的一端為N請(qǐng)同學(xué)們要注意，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于長(zhǎng)導(dǎo)線是直接連接在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象再記錄實(shí)驗(yàn)情況。電視機(jī)前的同學(xué)們，如果條件允許的話，也請(qǐng)你們，跟著一起動(dòng)動(dòng)手，做一做吧。（視頻，展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程）讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過(guò)程下面，我想展示幾位同學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄的情況。從他們記錄的情況中，你們能總結(jié)出什么規(guī)律嗎？（學(xué)生2）我們發(fā)現(xiàn)，通電螺線管周圍不同的位置，其磁場(chǎng)的方向是不同的。（學(xué)生1）我發(fā)現(xiàn)，在通電螺線管上下兩側(cè)，其磁場(chǎng)方向與螺線管是平行的。（學(xué)生3）我發(fā)現(xiàn)，我們的通電螺線管是相同的，但是在螺線管外部的同一位置，記錄的磁場(chǎng)方向卻是相反的。3-1根據(jù)你們所記錄的情況，也能得到上述的結(jié)論嗎？教學(xué)簡(jiǎn)要過(guò)程針對(duì)第3位同學(xué)所敘述的情況，大家是否可以分析一下，是什么原因?qū)е峦娐菥€管外同一位置的磁場(chǎng)方向相反呢？難道，是同學(xué)在記錄的時(shí)候，方向弄反了？（學(xué)生2）我猜有可能是兩位同學(xué)的通電螺線管上的電流方向不同所導(dǎo)致的。因?yàn)槲覀冎皩W(xué)過(guò)，通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)與電流方向有關(guān)，所以我推測(cè)，通電螺線管周圍的磁場(chǎng)方向的不同，也可能是電流方向不同所導(dǎo)致的。2-2這位同學(xué)分析的是否正確呢？讓我們先還原兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路圖，看一看吧。根據(jù)電源正負(fù)極所在的位置，我們可以判斷，左側(cè)電路的電流從電源正極出發(fā)，從螺線管的前側(cè)，流入螺線管的后側(cè)，因此螺線管上的電流方向向上。而右側(cè)電路的電流從電源正極出發(fā)，從螺線管的后側(cè)流入螺線管的前側(cè)，因此螺線管上的電流方向向下。對(duì)比兩個(gè)螺線管，其電流方向相反。看來(lái)，確實(shí)是因?yàn)殡娏鞣较虻牟煌瑢?dǎo)致了磁場(chǎng)方向的不同。對(duì)比觀察，并總結(jié)規(guī)律通過(guò)分析得出：通電螺線管的磁場(chǎng)方向與其電流方向有第2頁(yè)共9頁(yè)由此可得，通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向是與電流方向有關(guān)仔細(xì)觀察以上幾位同學(xué)所記錄的不同位置的磁場(chǎng)方向，似乎，通電螺線管外部的磁場(chǎng)仍未能很好的描述出來(lái)，因?yàn)?，還有許多位置的磁場(chǎng)方向沒(méi)有記錄下來(lái)。我們是否應(yīng)該同時(shí)使用更多的小磁針，記錄磁場(chǎng)的方向呢？例如，當(dāng)我記錄了這兩個(gè)小磁針?biāo)谖恢玫拇艌?chǎng)方向，如果我想知道中間位置的磁場(chǎng)方向，我必須再放一個(gè)小磁針。（視頻播放）（學(xué)生2）老師，這樣做好像有點(diǎn)不合理。當(dāng)你放了小磁針之后，旁邊的兩個(gè)小磁針會(huì)受到影響，那閉合開(kāi)關(guān)后，小磁針既受到磁場(chǎng)力的作用，也受到周圍小磁針的力的作用。是的，我們都知道，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。小磁

針原來(lái)在地磁場(chǎng)的作用下靜止，當(dāng)有小磁針靠近時(shí)，兩邊的小

磁針從靜止到運(yùn)動(dòng)，可以判斷，它們一定是受到了力的作用。

可此時(shí)螺線管仍未通電，那這個(gè)力是誰(shuí)施加給兩側(cè)的小磁針的

呢？看來(lái)，只能是距離較近的小磁針對(duì)其施加的磁力。因此，

當(dāng)螺線管通電后，小磁針不僅受到磁場(chǎng)力的作用，還受到了其

他小磁針的力的作用。那我們?cè)撛趺唇鉀Q這個(gè)問(wèn)題呢？教（學(xué)生2）那就把其他小磁針移開(kāi)，只用一個(gè)小磁針，放學(xué)在不同的位置，分別記錄各個(gè)位置的磁場(chǎng)的方向。2-4引導(dǎo)學(xué)生用簡(jiǎn)這是個(gè)好辦法。好的，我們就按照這種方法，繼續(xù)記錄通繼續(xù)探究通科學(xué)的方要電螺線管外部各個(gè)位置的磁場(chǎng)方向，看看，誰(shuí)能夠最快根據(jù)各電螺線管外法，探究通過(guò)點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，摸索出通電螺線管外部磁場(chǎng)的情況。部的磁場(chǎng)方電螺線管外程（視頻播放）向部磁場(chǎng)的情由于時(shí)間的關(guān)系，未完成的同學(xué)可以課后繼續(xù)完成。現(xiàn)在，我想請(qǐng)完成了的同學(xué)分享一下他們記錄的情況。（學(xué)生1）根據(jù)我記錄的情況，我好像不太能看不出通電螺線管外部磁場(chǎng)的情況有什么特點(diǎn)。1-3沒(méi)關(guān)系，我看到其他同學(xué)記錄的情況有點(diǎn)不太一樣，那我們?cè)賮?lái)聽(tīng)聽(tīng)他是怎么說(shuō)的。第3頁(yè)共9頁(yè)（學(xué)生3）開(kāi)始我也隨意置放小磁針，記錄了幾個(gè)位置的磁場(chǎng)方向后，確實(shí)沒(méi)怎么看出外部磁場(chǎng)的情況有什么規(guī)律。但是，我逐漸發(fā)現(xiàn)，如果順著小磁針的指向，逐步移動(dòng)小磁針，變換位置，并記錄下那點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，磁場(chǎng)的情況就很快顯現(xiàn)出來(lái)了。3-3現(xiàn)在，我將利用視頻快進(jìn)的方式，來(lái)回顧一下，這位同學(xué)的具體操作過(guò)程。（播放視頻）總結(jié)與分享你們看清楚了嗎？現(xiàn)在，我們對(duì)同學(xué)記錄的情況進(jìn)行分析，咦，這個(gè)通電螺線管外部的磁場(chǎng)似乎與我們之前學(xué)過(guò)某種磁體的磁場(chǎng)很相似（學(xué)生）與條形磁體外部的磁場(chǎng)分布很相似。嗯，很棒！除了剛才我們所研究的通電螺線管周圍的位置，其磁場(chǎng)與條形磁鐵相似以外，在通電螺線管其他的空間內(nèi)，其磁場(chǎng)也與教學(xué)簡(jiǎn)要過(guò)程條形磁鐵的如此相似嗎？我這里有個(gè)立體模型，其空間內(nèi)布滿了小磁針。將螺線管（實(shí)驗(yàn)視頻）通過(guò)經(jīng)驗(yàn)分享，讓每個(gè)學(xué)生都能成功地探索到通電螺線管外部磁場(chǎng)的對(duì)比與分析通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的外部磁場(chǎng)相似。那通電螺線管與條形磁鐵到底有什么不同之處呢?同學(xué)們對(duì)比分析一下。（學(xué)生3）我們可以利用通電或斷電，來(lái)控制螺線管周圍磁場(chǎng)的有和無(wú)。嗯！很棒！（學(xué)生剛才兩位同學(xué)總結(jié)得很好。第4頁(yè)共9頁(yè)由于通電螺線管外部磁場(chǎng)與條形磁體的相似，由此我們可以判斷，通電螺線管的兩個(gè)磁極，和條形磁鐵一樣，也在它的左右兩端.N極，哪端是S極呢？你判斷的依據(jù)是什么？利用舊知識(shí)，掌握判斷通電螺線SN管磁極的方法（學(xué)生3根據(jù)“磁感線從磁體外部的N極出發(fā)回到S可以判斷出該螺線管的右端為N極，左端為S極。3-5非常棒，你們也是這樣判斷的嗎？三、探究環(huán)繞通電螺線管的電流方向?qū)Υ艠O的影響教為了方便研究，我們會(huì)將螺線管表示為右圖的形式，兩幅學(xué)圖中的繞線方向是一致的，順著電流方向，從螺線管的后側(cè)往簡(jiǎn)前側(cè)繞。那如果改變了這個(gè)通電螺線管上的電流方向，那通電要螺線管的磁極方向會(huì)改變嗎？過(guò)程在剛才同學(xué)們記錄的磁場(chǎng)方向中，我們發(fā)現(xiàn)，通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)，當(dāng)電流方向改變了，其磁場(chǎng)方向也會(huì)改變。我們還是根據(jù)“磁感線從磁體外部的N極出發(fā)SNS極。倘若改變導(dǎo)線的繞線方式，從前側(cè)往后側(cè)繞，我們可以用這個(gè)圖示的方式來(lái)表示，那是否也會(huì)改變通電螺線管的極性方向呢？我們馬上用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。利用實(shí)驗(yàn)探究的現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律通過(guò)電路分析，學(xué)生掌握判斷通電螺線管上電流的方向?yàn)榱朔奖銓?shí)驗(yàn)操作，我們可以將兩個(gè)繞線方式不同的螺線管順著電流方向，串聯(lián)在一起，閉合開(kāi)關(guān)后，再觀察兩個(gè)小磁針N極所指的方向是否相同。（實(shí)驗(yàn)視頻）第5頁(yè)共9頁(yè)我想請(qǐng)同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析一下。（學(xué)生）實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)小磁針N極所指的方向是相反的，根據(jù)“磁感線從磁體外部的N極出發(fā)回到S管的左端為N極，右端為S極。1-5分析得不錯(cuò)！在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們繼續(xù)改變螺線管的電流方向，再請(qǐng)同學(xué)來(lái)分析一下，這個(gè)通電螺線管哪端是S極，哪端是N其左端為S極，右端為N極。好，對(duì)比分析我們剛才的四幅圖，你們能夠總結(jié)出什么規(guī)律呢？（學(xué)生11和圖4教的電流方向相同，螺線管兩端的磁極相同；學(xué)簡(jiǎn)要過(guò)仔細(xì)觀察，還有其他的嗎？對(duì)比圖1和圖2或圖1和圖3，我可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通電螺線管上的電流方向相反，螺線管兩端的磁極方向也相反。1-7由此可得，螺線管兩端的磁極與環(huán)繞螺線管的電流方向有利用實(shí)驗(yàn)探究的現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律程關(guān).不知電視機(jī)前的你，是否已經(jīng)掌握了這個(gè)規(guī)律。那下面，就讓我來(lái)考考你吧。根據(jù)左圖，你是否能夠判斷右圖中通電螺線管的極性。（學(xué)生）我認(rèn)為通電螺線管的右端為N極，左端為S4-1說(shuō)說(shuō)看，你是如何判斷的？（學(xué)生）通過(guò)剛才的學(xué)習(xí)，我們知道，通電螺線管的極性與電流方向有關(guān)。由于這兩個(gè)螺線管的電流方向相同，所以極性也相同。兩個(gè)螺線管的電流方向相同？說(shuō)說(shuō)看，你是如何判斷的。（學(xué)生）左圖中，電流從電源正極出發(fā)，從螺線管的右端流入，左端流出，而右圖中，電流也是從電源正極出發(fā)，從螺電視機(jī)前的同學(xué)們，你們認(rèn)為呢？要不，我們還是看看實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么吧。第6頁(yè)共9頁(yè)兩通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向也不同，因此兩通電螺線管的磁極不同。所以剛才那位同學(xué)判斷的結(jié)果，是錯(cuò)誤的。但這位同學(xué)的分析過(guò)程，好像也沒(méi)有錯(cuò)呀，問(wèn)題到底出在了哪里呢？利用矛盾沖突，引起學(xué)生的注意，利用所學(xué)的強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)，思考并解答我們回到剛才的四幅圖。對(duì)比圖1和圖4，兩者的磁極是螺線管電流相同的。圖1中，電流從通電螺線管的右端流入，左端流出，而圖4中，電流從通電螺線管的左端流入，右端流出，兩者電解流方向不同，但仔細(xì)分析，兩個(gè)圍繞通電螺線管上的電流方向卻是相同的，由于這個(gè)電流方向相同，兩個(gè)螺線管的磁極才相同。因此，我們說(shuō)，影響通電螺線管磁極的，并不是流入電流和流出電流的方向，而是，當(dāng)我們正對(duì)螺線管時(shí)，環(huán)繞在螺線管上的電流方向。什么叫環(huán)繞在螺線管上的電流方向呢？我們以圖1這部分導(dǎo)線并未環(huán)繞在螺線管上。環(huán)繞螺線管的電流，指的是這部分的電流，因此，該圖的電流方向應(yīng)為向下。按照這個(gè)思路，分析剛才的兩幅圖，正對(duì)兩幅圖時(shí)，左圖中，環(huán)繞在螺線管上的電流方向向下，而右圖中，環(huán)繞在螺線管上的電流向上，因此，兩通電螺線管的磁極相反，左端為N極，右端為S同學(xué)們，今天，我們通過(guò)對(duì)通電螺線管外部磁場(chǎng)方向的探究，知道了：最終小1.通電螺線管周圍的磁場(chǎng)分布與條形磁鐵相似2.通電螺線管的極性，只與螺線管上的電流方向有關(guān)。感謝大家的觀看，今天的課到此結(jié)束，謝謝！結(jié)第7頁(yè)共9頁(yè)答疑課部分同學(xué)們好,我是來(lái)自廣州大學(xué)附屬中學(xué)的黃歡老師，將進(jìn)行第二十章第二節(jié)電生磁第二課時(shí)的答疑課.在剛才的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)習(xí)了通電螺線管，知道通電螺線管外部磁場(chǎng)方向與環(huán)繞螺線管的電流方向有關(guān)，還掌握了通電螺線管極性的判斷方法。那現(xiàn)在，我就來(lái)考考你，看看你都學(xué)會(huì)了嗎？根據(jù)左圖，你是否能判斷出右圖中通電螺線管的極性NS（學(xué)生1）老師，我認(rèn)為螺線管的下端為N極你是如何判斷的呢？（學(xué)生1）因?yàn)殡娏鲝穆菥€管的下端流入，因此下端為N極。同學(xué)們，你們同意他的看法嗎？（學(xué)生2）我不同意他的說(shuō)法，我們可以先將左圖向右旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)后兩幅圖的電流方向相同，因此右圖的上端為N極。3-8問(wèn)題1N嗯，這位同學(xué)的回答，才是正確的，他用了很巧妙的方法解答了這道題。我們整理一下他的解題思路，他主要通過(guò)對(duì)比兩個(gè)環(huán)繞通電螺線管上的電流方向，來(lái)判斷兩者磁極是否相同。我把題目變換一下，再考考你們。倘若我在右圖的通電導(dǎo)線管右側(cè)放置一個(gè)小磁針，你知道如何判斷小磁針哪一端為NNS我們都知道，“小磁針靜止時(shí)北極所指的方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向相同。因此，要確定小磁針NN定該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向呢？第8頁(yè)共9頁(yè)該題中，分析可得，右側(cè)的環(huán)繞通電螺線管的電流方向是向下的，對(duì)比左圖，我們可以很問(wèn)題1N,左端為S外部磁感線從N極出發(fā)，回到S極，可以知道，小磁針的右端為N你判斷對(duì)了嗎？我們?cè)賮?lái)看一道有趣的題目：玩具小船上固定了一個(gè)由螺線管、電源和開(kāi)關(guān)組成的電路，船頭前方的小磁針可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。閉合開(kāi)關(guān)后，小磁針靜止時(shí)的指向如圖甲所示。若把小船按圖乙所示的方向放在平靜的水面上，小船能在水中自由旋轉(zhuǎn)（忽略水的阻力）。閉合開(kāi)關(guān)，小船靜止時(shí)船頭會(huì)指向地理哪個(gè)方向？根據(jù)題目中的“小船靜止時(shí)船頭會(huì)指向地理哪個(gè)方向”這個(gè)問(wèn)題，我們不難聯(lián)想到，問(wèn)題2因此，該題中，如果我們能夠確定船頭的極性，也許我們就能判斷船頭所指的方向了。仔細(xì)觀察，玩具小船上固定了一個(gè)通電螺線管，所以，我們還是利用本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，來(lái)進(jìn)行判斷。