第二節(jié)電生磁 設(shè)計(jì)（二）
目標(biāo)
一、知識與技能
1.簡述電流的磁效應(yīng)。
2.說出通電直導(dǎo)體周圍存在著磁場分布；通電螺線管的磁場與條形磁體相似.
3.說出電磁鐵的特征和工作原理。
二、過程與方法
1.通過觀察直導(dǎo)線電流磁場和通電螺線管的磁場實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展空間想象力。
2.通過對實(shí)驗(yàn)的分析，提高比較、分析、歸納、結(jié)論的能力。
三、情感態(tài)度價值觀
認(rèn)識電與磁之間的相互聯(lián)系，樂于探索自然界的奧妙，培養(yǎng)學(xué)習(xí)熱情和求是態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn)
1.奧斯特的實(shí)驗(yàn)揭示了電流的磁效應(yīng)。
2.通電螺線管的磁場及其應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)
通電螺線管的磁場及其應(yīng)用。
教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)法、討論法、啟發(fā)式。
教具準(zhǔn)備
奧斯特實(shí)驗(yàn)器材一套、通電螺線管、小磁針、投影儀、大頭針、微機(jī)。
時安排
1時
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)提問，引入新
1.復(fù)習(xí)提問
［師］當(dāng)把小磁針放在條形磁體的周圍時，觀察到什么現(xiàn)象？其原因是什么？
［生甲］觀察到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
［生乙］因?yàn)榇朋w周圍存在著磁場，小磁針受到磁場的磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
2.引入新
［師］同學(xué)們回答得很好，那么還想知道關(guān)于磁的一些什么樣的知識？
［生甲］小磁針只有放在磁體周圍才會受到磁力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？
［生乙］還有什么物質(zhì)能產(chǎn)生磁場？
［生丙］電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象有聯(lián)系嗎？
［師］同學(xué)們提出的問題很好，說明大家都動了腦筋，在以后的學(xué)習(xí)中仍需要這樣。你們提出的問題就是本節(jié)需要探索的內(nèi)容。
二、進(jìn)行新
第二節(jié) 電生磁 ［板書］
［師］先看本第一、二自然段，然后再演示，要仔細(xì)觀察、相互討論、得出結(jié)論。
［演示］在小磁針上面有一條直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線觸接電池通電時，你們能看到什么現(xiàn)象？改變電流的方向，又能看到什么現(xiàn)象？
［生甲］當(dāng)直導(dǎo)線觸接電池通電時，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
［生乙］斷電時，小磁針又回到原的位置。
［生丙］當(dāng)改變直導(dǎo)線中電流方向時，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化。
［生丁］（討論的結(jié)果）通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在著磁場。
［生戊］（討論的結(jié)果）通電導(dǎo)線周圍磁場方向跟電流方向有關(guān)。當(dāng)電流方向發(fā)生變化時，磁場的方向也發(fā)生變化。
［師］同學(xué)們回答得很好，我們鼓掌給予鼓勵.以上實(shí)驗(yàn)是丹麥的科學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)的，此實(shí)驗(yàn)又叫奧斯特實(shí)驗(yàn)。這個實(shí)驗(yàn)表明，除了磁體周圍存在著磁場外，電流的周圍也存在著磁場，即電流的磁場，本節(jié)我們就要研究電流的磁場。
（一）電流的磁場 ［板書］
［師］這個實(shí)驗(yàn)看上去非常簡單，但在當(dāng)時這一重大發(fā)現(xiàn)轟動了科學(xué)界。因?yàn)樗沂玖穗姮F(xiàn)象和磁現(xiàn)象不是各自孤立的，而是緊密聯(lián)系的，從而說明表面上互不相關(guān)的自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，這一發(fā)現(xiàn)有力地推動了電磁學(xué)的研究和發(fā)展.奧斯特實(shí)驗(yàn)用的是一根直導(dǎo)線，后科學(xué)家們又把導(dǎo)線彎成各種形狀，通電后研究電流的磁場。我們也研究研究，說出你們的做法和觀察的結(jié)果。（學(xué)生們把直導(dǎo)線彎成各種形狀，通電看小磁針的變化）
［生甲］我們組彎成三角形，通電后小磁針偏轉(zhuǎn)，周圍存在磁場。
［生乙］我們組彎成正方形，通電后小磁針偏轉(zhuǎn)，周圍存在磁場。
［生丙］我們組把直導(dǎo)線纏在鉛筆上，然后抽出鉛筆，再通電，小磁針偏轉(zhuǎn)，周圍存在磁場。
［師］這種把導(dǎo)線繞在圓筒上，做成的螺線管也叫線圈，它能使各導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場疊加在一起，磁場就會強(qiáng)得多，這樣在生產(chǎn)實(shí)際中用途就大，那么通電螺線管的磁場是什么樣的？
（二）通電螺線管的磁場 ［板書］
［師］我們下面通過實(shí)驗(yàn)探究通電螺線管的磁場是什么樣，我們每組還是先提問題，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)的觀察、分析、討論，最后得出結(jié)論。
［生甲］我們已了解了條形磁體、蹄形磁體周圍的磁場分布，那么通電螺線管的磁場可能與哪種磁體的相似？
［生乙］通電螺線管的極性與電流方向之間有什么關(guān)系？如何判斷？
（學(xué)生們根據(jù)問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并動手做實(shí)驗(yàn)）
［生甲］我們組是把一些小磁針放到螺線管四周不同位置，通電后小磁針偏轉(zhuǎn)。畫圖并標(biāo)出小磁針北極的方向，然后用曲線連起。
［生乙］我們組是在玻璃板上均勻地撒些鐵屑，細(xì)螺線管通電，輕敲玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。
［師］（每組中請一位學(xué)生）現(xiàn)在把你們記錄下小磁針指的方向在（微機(jī)）圖中標(biāo)出.還有是把你們的玻璃板（觀察鐵屑的分布情況）放在投影儀上（從屏幕上可直觀顯示出），得出什么結(jié)論？
［生甲］把小磁針放在螺線管周圍，通電，小磁針偏轉(zhuǎn).改變電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化。通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似。
1.通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似。 ［板書］
［生乙］我們組是把一些小磁針放在通電螺線管周圍，記錄下小磁針北極指的方向，每個小磁針北極指的方向就是該點(diǎn)的磁場方向，描出磁感線。磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出，回到磁體南極，這樣就判斷出通電螺線管的兩極。
［生丙］我們組是把小磁針放在螺線管的兩端通電后，觀察小磁針的N極指向，從而判別通電螺線管的N、S極。
教師引導(dǎo)學(xué)生討論，找出判定的辦法。
［生甲］通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。
（教師根據(jù)學(xué)生結(jié)論板書）
2.通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。 ［板書］
［師］我們知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的電流方向有關(guān)，有什么樣的關(guān)系？我們能否想出一句話概括這種普遍規(guī)律。看本圖8.2—6中螞蟻和猴子是怎么說的，你們又怎么說？
［生甲］我用右手把一個通電螺線管夾在腋下，如果電流沿我右臂所指的方向，N極就在我的前方。
［生乙］一根直導(dǎo)線電流是從左向右流動，把它從前向后纏成螺線管，N極就在螺線管的左邊。
［生丙］這個方法不準(zhǔn)確，如果纏螺線管是從右向左繞，或從上向下繞，將不是這個結(jié)論。
［生�。萦糜沂治兆÷菥�管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。
［師］大家回答得都很好，雖有不同的看法，還是說出了自己的觀點(diǎn)，我很高興看到這樣的場面。我們知道通電導(dǎo)體周圍存在著磁場，通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似。用學(xué)生的方法能判斷出螺線管的兩極，這個方法叫安培定則。那么怎么才能增大通電螺線管的磁性？試試看怎么做？
［生甲］我們組是將直導(dǎo)線多繞幾圈，通電后能多吸引幾個大頭針，說明這個方法可以增大通電螺線管的磁性。
［生乙］我們組是在通電螺線管中插入一根鐵棒，就能吸引更多大頭針，這表明插入鐵芯能使通電螺線管的磁性增強(qiáng)。
［師］插入鐵芯的通電螺線管就構(gòu)成電磁鐵，我們制作一個電磁鐵。
（三）電磁鐵（electromagnet) ［板書］
制作電磁鐵 ［板書］
［探究］研究電磁鐵
［師］每組用兩個相同的大鐵釘，一些漆包線，按本制作兩個匝數(shù)不同的電磁鐵，再設(shè)計(jì)電路把電磁鐵連到電路里，按電路圖連接電路，試著用電磁鐵吸引大頭針。
（教師巡?指導(dǎo)，找一組說出電路怎么連接。）
［生］我們組是將電、開關(guān)、滑動變阻器、電流表與電磁鐵連成串聯(lián)電路。通電后能吸引許多大頭針，斷電后大頭針就掉下了。說明通電電磁鐵有磁性，斷電電磁鐵沒有磁性。
［師］那電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟什么因素有關(guān)？先大膽猜測，再做實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。
［生甲］電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能和線圈匝數(shù)有關(guān)。
［生乙］電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能跟電流有關(guān)。
［生丙］電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能與鐵芯的粗細(xì)有關(guān)。
［生�。蓦姶盆F的磁性強(qiáng)弱可能跟導(dǎo)線的粗細(xì)有關(guān)。
［生］…
［師］同學(xué)們猜測很多，我們由于時間和條關(guān)系，就不能一一探究�，F(xiàn)在只考慮電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流和線圈匝數(shù)的關(guān)系，其他的后再探討。
［生甲］將電路接好，合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流增大或減小（觀察電流表指針的示數(shù)），讓電磁鐵吸引大頭針，觀察到電流增大，吸引大頭針數(shù)量增多，反之，電流減小吸引大頭針個數(shù)減少。
［生乙］這個實(shí)驗(yàn)表明：通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。
［生丙］將電路中分別接50匝線圈的電磁鐵和100匝線圈的電磁鐵合上開關(guān)，使電路中的電流不變（電流表的示數(shù)不變）。觀察到100匝線圈的電磁鐵吸引大頭針數(shù)量多。
［生�。葸@個實(shí)驗(yàn)表明：在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。
［師］通過大家對電磁鐵的研究，能得出如下結(jié)論（邊說邊板書）。
1.電磁鐵在通電時有磁性，斷電時磁性消失。 ［板書］
2.通入電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。 ［板書］
3.在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。［板書］
［師］從這些結(jié)論中，你們能看出電磁鐵有哪些優(yōu)點(diǎn)？
［生甲］電磁鐵的磁性有無可通過通、斷電控制。
［生乙］電磁鐵磁性強(qiáng)弱可以調(diào)節(jié)。
［師］因?yàn)樗@些優(yōu)點(diǎn)，電磁鐵在生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用。請同學(xué)們看屏幕（通過微機(jī)播放錄像，內(nèi)容有電磁起重機(jī)的工作、電鈴、電報(bào)、自動控制系統(tǒng)中的電磁閥門等方面的應(yīng)用）。
三、小結(jié)
和學(xué)生們一起小結(jié)，電流的磁效應(yīng)，通電螺線管的磁場，電磁鐵的內(nèi)容。
四、布置作業(yè)
動手動腦學(xué)物理：①②③
參考答案：
1.這是個開放性問題，自然界中很多現(xiàn)象與物理知識是相通的。可以讓學(xué)生自己去調(diào)查，初步領(lǐng)略自然現(xiàn)象的美妙與和諧，不一定要得出結(jié)論。
2.通電螺線管外部的磁場與條形磁體磁場相似，懸掛起后，就像指南針一樣，一定指向南北。
3.全自動洗衣機(jī)的進(jìn)、排水閥門，汽車上的遙控門鎖、電鈴等都要用到電磁鐵。
五、板書設(shè)計(jì)
第二節(jié) 電生磁
一、電流的磁效應(yīng)
二、通電螺線管的磁場
1.通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似。
2.通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。
三、電磁鐵
1.電磁鐵在通電時有磁性，斷電時磁性消失。
2.通入電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。
3.在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。
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