2025年初中九年級上冊【物理(人教版)】電生磁(第二課時)+教學設計

課程基本信息課例編號2020QJ09WLRJ040學科物理年級初三學期第一學期課題電生磁（第二課時）教科書書名：義務教育教科書物理九年級全一冊出版社：人民教育出版社出版日期：教學目標教學目標：探究通電螺線管周圍磁場。了解通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似。通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系。3．會用安培定則來判斷通電螺線管的電流方向和兩端的極性。教學重點：通電螺線管周圍的磁場。教學難點：會運用安培定則，判斷通電螺線管兩端的極性和通電螺線管的電流方向。教學過程時間教學環(huán)節(jié)主要師生活動3分鐘3分鐘5分鐘8分鐘2分鐘螺線管探究通電螺線管周圍的磁場分布通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系安培定則課堂小結(jié)+布置作業(yè)【點PPT】上節(jié)課，通過奧斯特實驗，我們發(fā)現(xiàn)電流周圍存在著磁場，電流的磁場方向跟電流方向有關(guān)。當導線中有電流流過時，在電流周圍產(chǎn)生磁場的這種現(xiàn)象，我們稱為電流的磁效應?！军cPPT】通電導線周圍存在磁場，把導線繞在圓筒上，就做成了螺線管，如圖1，圖2就是平時我們看到的螺線管，圖3是螺線管的示意圖。通電后，各圈導線產(chǎn)生的磁場會疊加在一起，跟單匝環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場相比，磁場被增強了?！军cPPT】如何繞制螺線管呢？手拿絕緣筒，導線從左向右繞線，同學們可以拿出筆作為絕緣筒，綿線作為導線，按照圖中的方法嘗試練習繞一下【播放視頻】【點PPT】繞制螺線管還有另外一種繞法，改變繞線的方向。【播放視頻】【點PPT】兩種螺線管的繞法，同學們，學會了嗎？這兩種不同的繞線方法會導致什么結(jié)果呢？當我們把螺線管與電源連通后，就會發(fā)現(xiàn)，盡管電流都是從螺線管的左端流入，但是在螺線管上，電流的環(huán)繞方向是相反的。所以，當電源的正負極確定時，改變螺線管的繞線方向，通過螺線管的電流方向就會改變?！军cPPT】上節(jié)課，我們觀察了通電直導線周圍的磁場分布?！军cPPT】圓形導線框周圍的磁場分布?！军cPPT問】那么，通電螺線管的周圍的磁場又是什么樣的呢？用什么方法可以顯示出磁場的分布呢？我們還是利用鐵屑來觀察螺線管周圍的磁場分布情況。將螺線管兩端接通電源，在塑料板上均勻地撒滿鐵屑。通電后，輕敲塑料板，觀察鐵屑的分布情況。【播放視頻】我們觀察到，通電螺線管的磁場在管口處近似是一組直線，離開管口后，向四周發(fā)散。想想看，類似這樣的磁場分布，我們在哪里見到過？【點PPT】對，是條形磁體的磁場。對比右圖可知：通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似。條形磁體有兩個磁極，通電螺線管也有兩個磁極嗎？如果有，它們跟電流方向有什么關(guān)系？【點PPT問】那么通電螺線管兩端的極性與電流方向有什么關(guān)系呢？通電螺線管的極性如何判斷呢?如果知道通電螺線管周圍磁場的方向，便可判斷通電螺線管兩端的極性。聯(lián)想前面判斷各種磁場方向的方法，我們還是利用小磁針來完成這項工作。【點PPT】把小磁針放到螺線管周圍不同位置，用紅色箭頭標記線圈中電流的方向。記錄小磁針N極的指向。此實驗中，小磁針的紅色一端為N極。觀察實驗?！静シ乓曨l】小磁針的紅色端為N極，通電后，管口左側(cè)的小磁針N極指向螺線管，管口右側(cè)的小磁針N極背離螺線管向外指。說明，螺線管右端為N極，螺線管左端為S極。【點PPT】如果改變通過螺線管的電流方向，螺線管的極性會發(fā)生變化嗎。觀察實驗。【播放視頻】改變電流方向后，我們發(fā)現(xiàn)，所有小磁針的指向都發(fā)生了180度的改變，說明螺線管左端為N極，螺線管右端為S極?！军cPPT】實驗結(jié)果表明，通電螺線管周圍的磁場和條形磁體的磁場相似。通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩極。紅色箭頭標記了線圈中的電流方向發(fā)生了改變，而周圍小磁針的指向相反。可以判斷，通電螺線管的N、S極發(fā)生了對調(diào)，這表明，通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)?！军cPPT】由此，我們可以根據(jù)通電螺線管周圍鐵屑的排列情況和小磁針的指向，畫出通電螺線管周圍的磁感線。用磁感線把通電螺線管周圍的磁場分布情況表示出來【點PPT問】我們在不改變電流方向條件下，只改變螺線管的繞線方向，重新進行上述實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通電螺線管的N、S極又互換了，同學們，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律嗎？能用一個巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關(guān)系表述出來嗎？【點PPT】螞蟻沿著電流方向繞螺線管爬行，說：N極就在我的左邊?！军cPPT】猴子用右手把一個大螺線管夾在腋下，說：如果電流沿著我右臂所指的方向流動，N極就在我的前方?！军cPPT】牽?；ㄕf：如果電流沿著我的卷須向上的纏繞方向流動，通電螺線管的N極就沿我的莖的生長方向。【點PPT】通電螺線管的極性與電流方向之間到底存在怎樣的關(guān)系呢？安培定則為我們解答了這個疑問。安培定則的內(nèi)容是：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極。安培定則又被稱作右手螺旋定則，它在生活中也有廣泛的應用。例如，在擰開瓶裝水的蓋子時，瓶蓋的旋轉(zhuǎn)方向與向上運動的方向就遵循右手螺旋定則。課后同學們可以嘗試做一下。好了，下面請同學們伸出右手，我們一起來練習?！军cPPT】準備好了嗎？下面，就來練習一下如何利用安培定則確定通電螺線管的N、S極?！静シ乓曨l】電流從導線左端流入，經(jīng)過螺線管靠近我們一側(cè)時，電流方向均向下，伸出右手，四指指向螺線管中電流方向，注意觀察如何握住螺線管。你做對了嗎？伸出的拇指指向右側(cè)，即，通電螺線管的右端為N極，左端為S極。【點PPT】接下來我們再試一試，改變電流方向?！静シ乓曨l】電流從導線右端流入，經(jīng)過螺線管靠近我們一側(cè)時，電流方向均向上，伸出右手，（等待）四指指向螺線管中電流方向，伸出的拇指指向左側(cè)，即，通電螺線管的左端為N極，右端為S極。同學們，學會了嗎？【點PPT】這是一個豎直放置的螺線管，讓我們繼續(xù)判斷通電螺線管的N、S極：同學們先來試一試?！军cPPT】電流從導線上端流入，經(jīng)過螺線管靠近我們一側(cè)時，電流方向均向右，伸出右手，四指指向螺線管中電流方向，伸出的拇指指向上，即，通電螺線管的上端為N極，下端為S極?！军cPPT】接下來，我們根據(jù)通電螺線管的N、S極，確定電流方向：通電螺線管左端為S極，右端為N極，伸出右手，伸出的拇指指向右側(cè)，這時，四指指向下，即螺線管靠近我們一側(cè)的電流方向向下。我們在螺線管上畫出電流方向。因此，電源左側(cè)為正極，右側(cè)為負極?！军cPPT】如果螺線管豎直放置呢？我們繼續(xù)確定通電螺線管中的電流方向:同學們先來試一試,通電螺線管上端為S極，下端為N極，伸出右手，伸出的拇指指向下，這時，四指指向左，即，螺線管靠近我們一側(cè)的電流向左。因此，電源上端為正極，下端為負極。【點PPT】我們來看一個有意思的實驗，把螺線管和電池連接起來，固定在泡沫板上，沿東西方向?qū)⑴菽宸湃胨小l(fā)生什么現(xiàn)象？你能根據(jù)剛才的學習判斷出來嗎？我們來看看實際的結(jié)果。由于運動過程比較緩慢，我們6倍速來播放?！静シ乓曨l】我們看到通電后的螺線管帶著泡沫板在水中運動起來，它們沿著順時針的方向轉(zhuǎn)動，從原來東西方向緩慢地轉(zhuǎn)向南北方向，最后螺線管的兩端靜止在南北方向，是不是巧合呢？【點PPT】調(diào)換螺線管東西方向的位置，將泡沫板放入水中?？纯从謺l(fā)生什么現(xiàn)象？【播放視頻】通電后的螺線管帶著泡沫板在水中運動起來，這次，它們沿著逆時針的方向轉(zhuǎn)動，從原來東西方向緩慢地轉(zhuǎn)向南北方向，最后螺線管的兩端仍然靜止在南北方向?！军cPPT】通過觀察，可以知道，螺線管靠近我們一側(cè)的電流方向向下。結(jié)合之前的學習，我們可以用安培定則判斷通電螺線管的兩端極性。螺線管的右端，即與藍色導線連接的一端為N極。螺線管的左端，與紅色導線連接的一端為S極。【點PPT】觀察剛才螺線管穩(wěn)定的方位,可發(fā)現(xiàn)，螺線管通電后，兩端分別為N極和S極，由于地磁場的作用，N極一端，也就是與藍色導線相連的一端，最終均指向北方。通電螺線管的表現(xiàn)與處于地磁場中的磁體表現(xiàn)相同。同學們，你也可以試一試?！军cPPT】我們通過實驗觀察和對比，發(fā)現(xiàn)：通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似，通電螺線管也有N、S極。通電螺線管兩端的極性由螺線管中的電流方向決定，安培定則的內(nèi)容是：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極。我們可以利用安培定則，在已知通電螺線管中電流方向時，判斷通電螺線管的N、S極；也可以在已知通電螺線管的N、S極時，判斷通電螺線管中電流方向。需要提醒同學們注意的是，利用安培定則進行有關(guān)判斷時，要確定用的是右手。在判斷過程中，應該及時畫出通電螺線管上的電流方向或者是通