第十八章 第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向-【木牍中考·名师教案】2025-2026学年九年级下册物理（沪科版·新教材）

该初中物理教案聚焦“探究通电螺线管外部磁场的方向”，核心知识点涵盖奥斯特实验揭示的电流磁效应、通电螺线管磁场与条形磁体的相似性、安培定则应用及电磁铁特性与应用。课堂导入从电和磁的相似现象切入，通过问题链引导学生关联已有知识，以奥斯特实验为起点，逐步探究通电螺线管磁场方向、电磁铁磁性影响因素，构建“现象—实验—规律—应用”的知识脉络。 本教案以科学探究为主线，特色在于通过系列思考问题（如“小磁针偏转原因”“电流方向对磁场的影响”）引导学生自主分析，体现科学探究的问题提出与证据获取；借助铁屑分布类比条形磁体磁场，运用模型建构（科学思维）帮助理解；实验设计融入转换法（小磁针显示磁场）和控制变量法（探究电流、匝数对电磁铁磁性的影响），培养物理观念。联系电磁继电器、磁浮列车等生活应用，强化科学态度与责任。对学生而言，提升实验操作与推理能力；对教师而言，提供清晰教学支架，助力高效落实磁场知识教学。

第二节　探究:通电螺线管外部磁场的方向 ◇教学目标◇ ·· 　　1.完成“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验,按要求完成实验报告。 2.认识电流周围存在磁场,知道通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,会用安培定则确定通电螺线管两端的磁极或螺线管中的电流方向。 3.了解影响电磁铁磁性强弱的因素,了解电磁继电器的结构和工作原理,认识电磁铁在生产生活中的应用。 ◇教学重难点◇ 1.教学重点:奥斯特实验、右手螺旋定则、电磁铁。 2.教学难点:会用右手螺旋定则判断通电直导线和通电螺线管周围磁场的方向。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 电和磁从现象上看有很多相似的地方:带电体能吸引轻小物体,磁体能吸引铁磁性物质;电荷有正负两种,磁极有南北之分;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。电现象和磁现象之间有这么多的共同点,那么这两种现象之间是否存在某种联系呢? 二、教学步骤 探究点1　从奥斯特实验说起 [阅读课本]P141~142“从奥斯特实验说起” [思考]实验中怎样判断磁场的存在呢? [提示]如果有磁场存在,小磁针会受到磁场力的作用。 [思考]导线和小磁针的位置关系有讲究吗? [提示]在小磁针上方平行架一根导线。 [思考]实验时,通电时间不宜过长,这是为什么? [提示]导线中的电流过大,易将电源损毁。 [思考]导线下的小磁针在什么情况下才会发生偏转呢? [提示]导线中有电流通过时,小磁针发生偏转;无电流通过时,小磁针不动。 [思考]小磁针偏转说明了什么? [提示]小磁针受到力的作用发生偏转,说明通电导线周围存在磁场。 [思考]引起小磁针偏转的原因是导线,还是导线中的电流? [提示]通电时小磁针发生偏转,无电流通过时小磁针不动,而导线一直存在,所以引起小磁针偏转的原因是电流。 [小结论]通电导体周围存在磁场。 [思考]如果对调电源的正、负极,即改变导线中电流的方向,你观察到了什么? [提示]观察发现小磁针偏转的方向发生了改变。 [思考]电流产生磁场的方向与什么有关? [提示]其他因素没变,只有电流的方向发生了改变。 [归纳提升]通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关。 [思考]拿走小磁针,通电导体周围的磁场还存在吗? [提示]小磁针的作用只是显示磁场。拿走小磁针,通电导体周围的磁场仍然存在。 [归纳提升]奥斯特实验揭示了电现象和磁现象之间有密切联系。电可以生磁,即电流有磁效应。 探究点2　实验:探究通电螺线管外部磁场的方向 [阅读课本]P142~144“实验:探究通电螺线管外部磁极的方向” [思考]螺线管是什么? [提示]将导线绕在圆筒上,可做成一个螺线管(也叫线圈)。 [思考]通电直导线周围存在磁场,那么把直导线绕在圆筒上做成螺线管,通电后其周围是否也会产生磁场呢? [提示]通电导线周围的磁场是由电流产生的,磁场的有无与导线的形状无关。 [思考]观察通电螺线管周围铁屑的分布情况,对比条形磁体的磁场分布情况,你有什么发现? [提示]通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。 [思考]如何判断通电螺线管的磁极? [提示]利用已知N、S极的小磁针来判断。依据是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 [思考]螺线管上的线圈匝数对实验有影响吗? [提示]匝数多的螺线管周围磁场强,小磁针受力大,实验现象更明显。 [思考]通电螺线管周围的磁场方向与什么因素有关? [提示]对调电源的正、负极,观察小磁针的偏转情况。 [思考]除此之外,还有没有其他改变方法呢? [提示]改变螺线管的绕向,观察小磁针的偏转情况。 [思考]螺线管与电源正、负极的接法和螺线管的绕向对通电螺线管的极性有决定作用吗? [提示]演示观察如图所示的情况,注意从“电源正负极的接法、螺线管的绕向、螺线管中的电流方向”三个方面观察。 [思考]图甲和图乙相同的是什么,不同的是什么? [提示]电源正、负极的接法不同,绕向相同,螺线管中电流的方向不同。 [思考]图甲和图丙相同的是什么,不同的是什么? [提示]电源正、负极的接法不同,绕向不同,螺线管中电流的方向相同。 [思考]决定螺线管两端极性的因素是什么? [提示]螺线管中的电流方向相同,磁极方向就相同。 [归纳提升]通电螺线管两端的极性由螺线管中电流的方向决定,而跟螺线管的绕向和螺线管与电源正、负极的接法无关。 探究点3　电磁铁在生产生活中的应用 [阅读课本]P144~145“电磁铁在生产生活中的应用” [思考]通电螺线管内插入铁芯有什么作用? [提示]铁芯容易被磁化,从而增强磁性。 [小结论]在通电螺线管内插入一个铁芯,就构成了电磁铁。 [思考]电磁铁在生产生活中有什么应用?你能举出哪些例子? [提示]电磁铁在生产生活中有很多应用,电磁继电器、电磁起重机、电磁选矿机、磁浮列车、电动机、发电机中都用到了电磁铁。此外,我们日常生活中的电铃、电冰箱、吸尘器中也都有电磁铁。全自动洗衣机的进水、排水阀门,卫生间里的感应式冲水器阀门,也都由电磁铁控制。 [思考]观察电磁继电器实物,你知道电磁继电器是由哪些部分组成的吗? [提示]按一定的次序观察,从左到右有:弹簧片、电磁铁、衔铁、触点等。 [思考]电磁继电器是怎样工作的呢? [提示]电磁继电器分为低压控制电路和高压工作电路。当低压控制电路开关闭合,电磁铁有磁性,衔铁被吸引,动触点和静触点吸合,高压电路接通开始工作;当低压控制电路开关断开,电磁铁没有磁性,弹簧片将衔铁拉起,动触点和静触点断开,高压电路断开,停止工作。 [思考]电磁继电器如何才能实现自动控制呢? [提示]实现自动控制的关键:在电磁继电器的低压电路中连入一个能在一定条件下自动接通或断开电路的装置,从而使电磁继电器中的电磁铁在一定的条件下具有或失去磁性,自动接通或断开工作电路。 [归纳提升]电磁继电器的实质是一种利用弱电流、低电压控制强电流、高电压的“自动开关”。 探究点4　自制电磁铁 [阅读课本]P146“自制电磁铁” [思考]你是怎样判断电磁铁磁性的呢? [提示]能够吸引大头针说明电磁铁有磁性,吸引大头针的个数越多说明电磁铁的磁性越强。 [思考]制作电磁铁时,为什么要将导线绕在铁钉上? [提示]用木芯或纸芯,吸引的大头针个数明显减少,说明铁钉可充当铁芯,从而增强电磁铁的磁性。 [思考]在电路中串联一个滑动变阻器,移动滑动变阻器,再观察吸引大头针的个数,电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关吗? [提示]滑动变阻器接入电路的阻值变小,吸引的大头针个数变多。 [小结论]通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。 [思考]带有绝缘皮的导线在铁钉上绕很多圈,这样做的好处是什么? [提示]增加线圈匝数,可以增强电磁铁的磁性。 [思考]增加线圈的匝数,电磁铁吸引大头针的个数有变化吗? [提示]吸引大头针的个数增加,说明电磁铁的磁性增强。 [小结论]当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强。 [归纳提升]电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性;当电磁铁线圈的匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强。 [思考]你能改变电磁铁的磁极吗?采用什么方法最简单呢? [提示]通电螺线管的磁场方向与电流的方向有关,在不改变电磁铁绕法的情况下,只要对调电源正、负极的接法就可改变螺线管中的电流方向,即改变了电磁铁磁极。 [归纳提升]电磁铁的优点:电磁铁的磁性有无可以控制;电磁铁的磁性强弱可以控制;电磁铁的磁场方向可以控制。 [习题]许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁的说法正确的是 (　　) A.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替 B.电磁铁不论通电与否都有磁性 C.当电磁铁中电流方向改变时,电磁铁就失去磁性 D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的 [分析]电磁铁的铁芯,不能用铜棒代替,因为铜棒通电后不能被磁化;根据电磁铁的特点可知,有电流,有磁性,无电流,无磁性;电流方向改变时,只能改变电磁铁的极性,不能让电磁铁的磁性消失;电磁铁是根据电流的磁效应制成的。 [答案]D [思考]在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小雪制成由简易电磁铁甲、乙组成的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑动触头移至滑动变阻器的中点附近时,电磁铁吸引大头针的情况如图所示,由此可以得出的实验结论是什么? [提示]甲、乙串联,控制了通过电磁铁的电流大小相等;甲的线圈匝数多,吸引的大头针个数多,说明甲的磁性强。所以可以得出:当通过电磁铁的电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强。 [思考]在此基础上,小雪想让电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增多,应该如何操作呢? [提示]电磁铁的磁性强弱除了与线圈匝数有关,还与通过电磁铁的电流大小有关。所以将滑动变阻器向左移动可增大通过电磁铁的电流,从而增强电磁铁的磁性,电磁铁吸引大头针的个数随之增加。 三、板书设计 第二节　探究:通电螺线管外部磁场的方向 1.奥斯特实验 (1)通电导体周围存在磁场 (2)通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关 2.通电螺线管外部的磁场 (1)通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似 (2)右手螺旋定则(安培定则) 3.电磁铁在生产生活中的应用 (1)电磁铁的应用 (2)电磁继电器 4.自制电磁铁 (1)铁芯被磁化可增强电磁铁的磁场 (2)电磁铁的磁性有无可以控制 (3)电磁铁的磁性强弱可以控制 (4)电磁铁的磁场方向可以控制 ◇教学反思◇ 本节课先带领学生重温转换法,回顾我们所学过的实验有哪些采用这种方法。本节内容中通电直导线周围的磁场、螺线管的磁场以及电磁铁的磁性有无和强弱判断等都离不开转换法的应用。转换法将看不见的现象转换为看得见的现象,将抽象问题形象化,符合学生的认知规律。通过这种体验,让学生认识到物理方法的重要性。 1 立足安徽 精准备考 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $