14.3 电流的磁场 教学设计-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦电流的磁场核心知识，通过1774年电磁联系悬赏题目创设历史情境，梳理从电与磁认知争议到奥斯特实验发现电流磁效应的历程，引导学生探究通电螺线管外部磁场方向，构建“历史情境-实验探究-规律总结”的学习支架。 该资料以历史情境渗透科学态度与责任，用学生自带水瓶制作螺线管开展探究培养科学探究素养，通过完整实验过程（提出问题-设计实验-分析归纳）提升科学思维。帮助学生形成相互作用观念，教师可直接应用生活化实验设计与情境素材，有效提升课堂互动与教学效率。

北师大版物理九年级全一册《电流的磁场》教学设计 内容分析 历史上，人们对电与磁是否有联系这一问题的讨论，经历了坎坷而漫长的历程。本节内容伴随着奥斯特发现了电流能够产生磁场、探究通电螺线管外部磁场的方向。其中，探究通电螺线管外部磁场的方向适合学生经历完整的探究过程，从而提升科学探究素养。 学习目标 1.通过观看微视频(或阅读文本材料)，了解历史上关于电与磁联系的认知历程，理解事物间存在联系的科学本质，提升科学态度与责任素养。 2.通过小磁针何时偏转的实验，分析得出电流能够产生磁场的结论，提升科学推理的素养。 3.通过探究通电螺线管外部磁场的方向的实验，提升科学探究素养。 重难点 1.重点 探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。 2.难点 用右手螺旋定则判断通电螺线管的N极和S极。 教学过程 【情境创设】 1774年，德国的巴伐利亚电学研究院提出了悬赏题目：电力和磁力是否存在着“实际的”和“物理的”相似性？ 【教师过渡】 下面我们一起穿越到1774年，体会当时的场景。 任务一  悬赏说电磁——电与磁的联系 【教师活动】 阅读材料后，回答下列问题中你最感兴趣的2个问题。 表14-1 【学生活动】 阅读资料，思考。（举例如下） 回答问题1：悬赏征解的题目：电力和磁力是否存在着实际的和物理的相似性？ 回答问题3：当时的思想萌芽：事物都是有联系的。代表人物是康德。 回答问题5：支撑奥斯特的“电和磁应该有联系”这一物理学思想的哲学观点是“自然界的各种事物是相互联系的，而且是能相互转化的”。 【师生活动】 教师引导：人们一直未找到电与磁的联系。 安培的观点：我愿意去“证明电和磁是相互独立的两种不同的实体。” 托马斯 · 杨的观点：“没有任何理由去设想电与磁之间存在任何直接的联系。” 教师介绍奥斯特实验：奥斯特在讲课做实验中，偶然发现了一个现象。下课后马上重复此实验，实验结果相同，表明此实验可以重复。 任务二  磁针何时偏——电流周围存在磁场 【师生活动】 演示实验1：将小磁针放置于通电直导线的延长线上（图14-26）。观察小磁针是否发生偏转。 图14-26                                    图14-27 学生观察：小磁针未发生偏转。 演示实验2：将小磁针放置于通电直导线的上方（或下方），且使小磁针与导线平行放置（图14-27）。观察小磁针是否发生偏转。 学生观察：小磁针发生了偏转，且小磁针由平行于导线变为垂直于导线。 演示实验3：按照图14-27，断开电源，发现小磁针又回到原来的位置。 学生分析：是电流产生了磁场，不通电则不产生磁场。 师生共同得出结论：通电导线周围存在磁场，这种现象叫作电流的磁效应。 【教师活动】 为了充分理解当时人们头脑中根深蒂固的“中心力”思想（即力通常作用在两个物体间的连线上），试图在通电导线和小磁针的连线上得到导线与小磁针之间的相互作用力，表现了受“中心力”思想的局限。演示实验2需要引入“垂直力”的新思想进行解释。 任务三  探究通电螺线管外部磁场的方向 【师生活动】 教师引导：利用水瓶（学生自带）、导线、小磁针及干电池，探究通电螺线管外部磁场的方向。 学生用导线和水瓶制作螺线管（图14-28），用小磁针作为实验效果显示器。 图14-28  导线和水瓶制作简易螺线管 教师引导：请将实验记录单（图14-29）组装到器材（图14-30）中，便于记录小磁针的N极指向。  图14-29  实验记录单                                    图14-30  器材组装示意图 学生完成器材组装（图14-30），将螺线管通电时不同位置的小磁针的N极指向记录在记录单上，得到实验记录结果（图14-31）。 图14-31  学生实验记录结果 记录内容包括：①自制螺线管的绕线方式；②箭头标出电流的方向；③画出若干位置处磁场方向。 【师生活动】 教师引导：通过对记录的分析提炼，通电螺线管周围的磁场与哪种磁体周围的磁场相似呢？ 学生交流讨论，回答：通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围的磁场相似。 教师继续引导：通电螺线管的N极和S极与哪些因素有关呢？ 学生交流讨论，回答：通电螺线管的N极和S极与通电方向、绕线方向等有关。 教师继续引导：安培当年用右手描述了通电螺线管N极的方向与绕线方向、电流方向的关系。请你试一下并用语言描述，如何使用右手螺旋定则来判断通电螺线管的N极指向？四指方向和大拇指方向分别表示什么？ 学生交流、讨论，回答：用右手握住螺线管，让四指弯曲且与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。 课堂小结 本节课通过历史发展进程，了解电与磁之间是存在联系的，通过实验了解电流周围存在磁场，并通过自主实验探究通电螺线管外部磁场的方向，要求同学们会判断通电螺线管外部的磁场方向。 板书设计 第三节  电流的磁场 教学反思 本节课以“电与磁的联系”为核心线索，通过历史情境创设、实验探究与问题引导相结合的方式，引导学生经历“发现问题—实验探究—归纳总结”的科学探究过程，较好地达成了学习目标。从教学效果来看，学生对电流的磁效应及通电螺线管的磁场特点有了清晰认知，多数学生能运用右手螺旋定则判断螺线管的磁极方向，科学探究素养得到有效提升。 教学亮点主要体现在以下两方面：一是**情境创设的历史感**，通过1774年悬赏题目及奥斯特、安培等科学家的观点冲突，让学生体会科学发现的曲折性，激发探究兴趣；二是**实验设计的生活化**，利用水瓶、导线等简易器材制作螺线管，降低实验操作难度，同时培养学生的创新思维与动手能力。 然而，教学中仍存在可改进之处：其一，部分学生在探究通电螺线管磁场方向时，对绕线方式与电流方向的对应关系理解不够清晰，后续教学可增加“绕线方式模拟”的微视频或实物演示，帮助学生直观感知；其二，小组合作探究时，个别小组存在分工不明确的问题，导致实验效率较低，需在课前明确小组角色（如操作员、记录员、汇报员），提升合作有效性。 未来教学中，可进一步拓展“电生磁”的应用情境（如电磁继电器、电磁铁的实际案例），让学生体会物理知识的实用性；同时，增加“逆向思维”环节（如“磁能否生电”的问题引导），为后续电磁感应的学习埋下伏笔，促进知识的前后衔接。 作业设计 【基础性作业】 1.如图所示，置于水平桌面上的小磁针上方有一根与之平行的直导线，在导线中通有电流的瞬间，小磁针发生转动。下列说法中正确的是（          ） （第1题图）                       （第2题图） A.该实验现象说明电流周围存在磁场 B.该实验中小磁针主要用于检验通电导线周围磁场的强弱 C.若改变导线中的电流方向，小磁针的转动方向不会改变 D.若改变导线中的电流大小，小磁针的转动方向将会改变 2.1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起与会科学家的极大兴趣。如图所示，他把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给螺线管通电，看到的现象是（          ） A.通电螺线管转动后停在任意位置 B.通电螺线管仍保持在原来的位置 C.通电螺线管不停地转动下去 D.通电螺线管转动后停在南北方向上 3.某同学用如图所示的装置研究通电螺线管外部的磁场。 （第3题图） （1）闭合开关后，螺线管A端的磁极是                    极。 （2）闭合开关，小磁针静止后，其右端为                    极。 （3）将电源的正、负极对调后再闭合开关，发现小磁针的N、S极的指向也对调，由此可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中                    的方向有关。 【拓展性作业】 4.现在我们知道，电流对磁体的作用力是人类知道的第一个不沿物体连线的作用力。请你举例沿物体连线的作用力。 【探究性作业】 5.奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场。通电导线周围的磁场如何分布呢？ 如图所示，让直导线竖直穿过水平纸面，通电后可以用放在水平纸面上可自由转动的小磁针静止时N极的指向，研究导线周围各点的磁场方向；在导线周围的水平纸面上均匀撒些铁屑，轻敲纸面观察铁屑的分布变化情况，从而可以看出导线周围磁场的分布情况。 （第5题图） 由实验可以看出，通电直导线周围的磁场分布呈                    （选填“环形”或“条形”）。由此看出，改变电流的方向，小磁针的指向                    （选填“发生”或“不发生”）偏转，说明磁场的方向                    （选填“发生”或“不发生”）改变。 【参考答案】 1.A 设计意图：以奥斯特实验为背景，考查电流能产生磁场、磁场方向由电流方向决定、磁场方向与电流的大小无关等知识点，深入理解磁场的物质性，培养分析问题的能力。 2.D 设计意图：以安培在科学院例会上沿东西方向水平悬挂通电螺线管为背景，考查通电螺线管的磁场特点以及通电螺线管作为磁体受地磁场的影响等知识点、同时培养学生在真实情境下分析问题、解决问题的能力。 3.（1）N      （2）S      （3）电流 设计意图：考查用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极和磁场方向等知识点，同时培养学生在实际探究情境中提取具体信息、归纳提炼的能力。 4.重力、弹力等。（符合题意即可） 设计意图：考查学生在奥斯特实验的真实背景下的推理能力，在问题思考中培养发散思维能力，同时引导学生体会突破观念的重要性。 5.环形      发生      发生 设计意图：以通电直导线周围的小磁针偏转情况和铁屑分布为背景，促进学生在真实情境下分析、归纳的能力。 学科网（北京）股份有限公司 $