内容正文:
16.2 电流的磁场
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◇教学目标◇
1.通过实验验证电流周围存在磁场,初步了解电与磁之间的联系。
2.探究通电螺线管外部磁场的分布规律及磁场方向,了解其外部磁场与条形磁铁的外部磁场相似。
3.能用右手螺旋定则判定通电螺线管的极性。
◇教学重难点◇
1.教学重点:电流的磁效应、通电螺线管的磁场、右手螺旋定则。
2.教学难点:通电螺线管的磁场。
◇教学过程◇
一、新课导入
条形磁铁会使放入其磁场中的小磁针发生偏转,“电”能不能使小磁针发生偏转呢?
如图所示,在小磁针上方平行放一根导线,当闭合和断开开关时,猜想一下小磁针会发生偏转吗?
二、教学步骤
探究点1 电流的磁场
[阅读课本]P9“电流的磁场”
[思考]谁发现了电与磁之间的联系?
[提示]丹麦物理学家奥斯特于1820年4月首先发现了电流的磁效应,打开了电与磁联系的大门。
[实验]P9“活动”
[思考]小磁针能发生偏转的原因是什么?
[提示]导线中没有电流时,小磁针不偏转;导线中有电流通过时,小磁针偏转。这说明通电导体周围能产生磁场。
[思考]当电流的方向发生改变时,小磁针的偏转方向发生了改变吗?为什么?
[提示]实验发现:磁场与电流有关,当电流的方向发生改变时,小磁针的偏转方向也发生了改变。说明了电流周围产生磁场的方向与电流方向有关;电流的方向发生变化时,产生磁场的方向也发生变化。
[归纳提升]通电导体跟磁体一样,周围也存在着磁场,磁场的方向与电流的方向有关。
探究点2 通电螺线管的磁场
[阅读课本]P9~11“通电螺线管的磁场”
[思考]什么是螺线管?
[提示]导线在圆柱形空心筒上绕成的螺纹状线圈,叫做螺线管。
[思考]通电螺线管的磁场是怎样分布的?它的极性与电流方向的关系是怎样的?
[自主探究]学生完成“必做实验”的内容。
[提示]实验表明:①通电螺线管周围存在磁场;
②通电螺线管外部的磁场分布与条形磁铁外部的磁场分布相似,其磁场的极性与螺线管中电流的方向有关。
[思考]通电螺线管有两个磁极,用什么方法可以判断它的两极?联想到通电螺线管的磁场是由电流产生的,那么通电螺线管的磁极是否跟电流方向有关?
[提示]通电螺线管的磁极随着螺线管中电流方向的改变而改变。
[归纳总结]通电螺线管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场很相似,其磁场的极性与螺线管中电流的方向有关。
[思考]比较图(a)和图(b)、图(c)有哪些相同之处和不同之处?
[提示]图(a)和图(b)所示螺线管的绕向相同,电流方向不同,通电螺线管的磁极不同。图(a)和图(c)所示螺线管的绕向不同,电流方向相同,通电螺线管的磁极相同。
[归纳提升]通电螺线管的极性由螺线管中电流的方向决定,与螺线管的绕向无关。
[习题]在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,采用了如图1所示的实验装置。
(1)当开关S闭合后,小磁针会发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之间是通过 这种特殊物质发生力的作用。
(2)用铁屑来做实验,得到了如图2所示的情形,它与条形磁铁的磁场分布相似,为了形象地描述磁场,人们仿照铁屑的排列,用 来描述磁场的分布。
(3)为了研究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图所示的四种情况,实验说明通电螺线管的磁极极性只与 有关。
[分析]甲和乙(或丙和丁)螺线管电路的绕线方式相同,电流方向不同,根据小磁针的指向情况可知,甲和丁的螺线管右端为S极,乙和丙的螺线管右端为N极,说明螺线管的极性与其绕线方式无关,只与它的电流方向有关。
[答案](1)磁场 (2)磁感线 (3)电流方向
[思考]假如没有小磁针,该如何确定通电螺线管的磁极?
[提示]右手螺旋定则:用右手握住螺线管,让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
三、板书设计
16.2 电流的磁场
1.电流的磁场
(1)通电直导线周围存在磁场,称为电流的磁效应
(2)该现象是奥斯特在1820年发现的
(3)该实验说明:通电直导线周围存在磁场,且磁场的方向与电流方向有关
2.通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管周围存在磁场,其磁场与条形磁铁的磁场相似
(2)通电螺线管的极性由螺线管中电流的方向决定
3.右手螺旋定则:用右手握住螺线管,让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极
◇教学反思◇
电流的磁效应是学习电磁现象的重要基础。因此,要尽可能让学生认识到电流及其周围的磁场是同时存在且密不可分的。通电螺线管的磁场是本书的重点之一,让学生自主探究,培养学生的科学探究能力,再帮助学生分析实验结果,引导学生得出右手螺旋定则。
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