3.2电流的磁场（第1课时） 教学设计- 2025-2026学年浙教版科学八年级下册

该初中科学教学设计聚焦电流的磁场核心知识，涵盖直线电流与通电螺线管的磁场特征。通过生活事例“磁共振检查禁带金属”导入，结合1820年奥斯特实验视频，从生活现象到科学史，引导学生认识电生磁，搭建从生活到科学探究的学习支架。 以“实验探究—现象分析—规律总结”为主线，通过铁屑分布、小磁针偏转等实验（探究实践），运用转化法显示磁场、模型建构磁场分布（科学思维），结合安培定则教学，融入软铁硬铁拓展及核磁共振科普（态度责任）。助力学生提升科学探究能力，教师可直接使用实验设计与例题，高效落实教学目标。

第2节 电流的磁场（第1课时）教学设计 ——直线电流的磁场、通电螺线管的磁场 【核心概念】物质的运动与相互作用 【内容要求】 1.学习内容：电磁相互作用 2.内容要求：通过实验认识通电导体周围存在磁场。 【教学目标】 1.通过生活经验并模拟奥斯特实验，知道电能产生磁。认识磁场方向与电流方向有关； 2.通过探索活动，运用转化法等科学方法认识直线电流磁场的特征； 3.认识电磁铁，通过探索活动认识通电螺线管磁场的特征； 4.会用安培定则判断磁场方向和电流方向； 5.培养学生善于在实验中发现科学知识，形成科学规律的能力。 【教学思路】 以“活动或实验演示——观察现象——分析现象——归纳总结规律”为主线，在初步认识电能产生磁的基础上，运用转化法等科学方法认识直线电流和通电螺线管的磁场特征。会用安培定则判断磁场方向和电流方向；培养学生善于在实验中发现科学知识，形成科学规律的能力。 【教学过程】 【引入】以生活事例引入，做磁共振检查时，医生会要求病人不能带金属类物品或首饰。为什么有这样的规定？ 【视频】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现发现了电流的磁现象。 一、直线电流的磁场 【探索活动】 1.在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，如图所示。当直导线通电时，能观察到什么现象？改变电流的方向，观察小磁针的偏转方向是否改变。 【现象】小磁针发生偏转。改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生改变。 【结论】通电直导线周围存在磁场。（电生磁） 【思考与讨论】通电直导线周围的磁场分布类似于条形磁铁、蹄形磁铁还是其他的磁体呢？ 2.在有机玻璃板上穿一个孔，将一束直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况，如图所示。 【现象】铁屑以环绕直导线的同心圆形状分布，且离直导线越近分布越密。 【结论】直线电流磁场的磁感线是一个个以直导线为圆心的同心圆，距离直线电流越近，磁场越强，反之越弱。 【进一步探究】在有机玻璃板上放一枚小磁针，记录小磁针北极指向。然后改变电流方向，观察小磁针指向。 【现象】改变电流方向，小磁针的指向发生改变。 【结论】电流产生的磁场方向与电流方向有关，改变电流方向，磁场的方向也随之改变。 【建模】直线电流磁场的模型如左下图所示： 【科学方法】电流产生的磁场方向与电流方向关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。让大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是直线电流产生的磁场方向，如右上图所示。 【思考与讨论】 1.在小磁针的上方拉一根直导线，为什么要与小磁针平行？试通过实验来说明。 使通电导线在小磁针处产生的磁场方向垂直于地磁场方向，小磁针偏转最明显，便于观察电流的磁效应 2.给直导线通电后，为什么要轻敲玻璃板？ 克服铁屑与玻璃板之间的摩擦力，使被磁化的铁屑在磁场力作用下自由转动，沿磁感线规律排布，显示磁场分布形状。 二、通电螺线管的磁场 【问题与思考】电流能产生磁场，为什么手电筒在通电时连一枚大头针都吸引不起来？原来是它产生的磁场太弱了。那么，有什么方法可以增强磁场呢？ 可能的方法：改变导线的材料、长度，增加导线的数量等等，将导线绕成线圈，在线圈中增加铁芯等。 【探索活动】 1.如图3.2 - 4所示，将导线绕成螺线管后通电，观察是否能吸引大头针。 能吸引大头针 2.在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引大头针的现象。 能吸引更多的大头针 3.比较两次实验的结果，这说明了什么？ 带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多。 原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一个磁体。通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加，就产生了更强的磁场。 【科学概念】电磁铁：带有铁芯的通电螺线管叫作电磁铁。 【思考与讨论】通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场是如何叠加的呢？ 【探索活动】通电螺线管产生的磁场 1.在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑。通电后轻敲玻璃板，如图3.2-5所示，观察铁屑的分布规律。 铁屑的分布规律与条形磁铁周围的铁屑分布相似。 2.在螺线管周围放一定数量的小磁针，探测螺线管的磁极。改变电流方向，观察小磁针的指向是否变化，据此判断螺线管磁极有无变化。 螺线管周围的小磁针排列与条形磁铁周围的小磁针分布相似。改变电流方向，小磁针的指向发生变化。 【实验结果】通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。改变电流方向，螺线管的磁极会发生改变。 【科学方法】电流产生的磁场方向与电流方向关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。如下图所示： 应用右手螺旋定则时应注意三个方向：(1)螺线管的绕线方向；(2)电流在螺线管上的方向；(3)螺线管的磁极方向。 【科学拓展】 软铁与硬铁 一般把含碳量较低的铁称为软铁，含碳量较高的铁称为硬铁。软铁的硬度、刚性、抗拉强度和抗弯强度较低，韧性、延展性等较好；硬铁则相反，硬铁淬火后硬度会大幅度提高。软铁被磁化后剩磁很小，而硬铁被磁化后剩磁很大，相当于一块磁铁。铁钉是软铁，钢属于硬铁。钢磁化后剩磁很大，可用于制造磁铁。 【课堂总结】 1.通电直导线周围的磁场的特点是什么？ 2.通电线圈周围的磁场的特点是什么？ 3.如何判断螺线管的绕线方向、电流在螺线管上的方向与螺线管的磁极方向三者之间的关系？ 【随堂例题】 例1 如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方并与小磁针平行，接通电路后观察到小磁针发生偏转。造成小磁针偏转的原因是什么呢？ （1）某同学看到小磁针偏转，认为它一定受到力的作用，写出判断的依据。 （2）某同学认为小磁针发生偏转是由于通电后导线产生的热量使空气对流引起的。请设计实验方案来证明这个观点是否正确。 【答案】（1）小磁针偏转，则小磁针一定受到了力的作用，他判断的理由是力是改变物体运动状态的原因。（2）将小磁针罩在烧杯中，导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验，导线加热空气对小磁针没有影响了，观察是否转动即可，若不转动，说明猜想错误。 【解析】（1）小磁针偏转，则小磁针一定受到了力的作用，他判断的理由是力是改变物体运动状态的原因。（2）将小磁针罩在烧杯中，导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验，导线加热空气对小磁针没有影响了，观察是否转动即可，若不转动，说明猜想错误。 例2．小军通过实验探究通电螺线管外部的磁场分布： （1）在硬塑料板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬塑料板，铁屑的分布情况如图甲所示，可以观察到：通电时，螺线管外部的磁场分布与　 　 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。 （2）要进一步研究通电螺线管外部某点的磁场方向，他的操作及判断方法是　 　 。 （3）弄清通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系后，请你帮助小军在图乙中标出通电螺线管外部a点的磁场方向（画“→”表示）。 【答案】（1）条形；（2）将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向；（3）见解析。 【解析】（1）根据图中知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极； （2）根据小磁针的N极指向可以判定磁场方向，故他的操作及判断方法是将小磁针放在某点，观察小磁针静止时N极的指向即为磁场方向； （3）根据电流从左侧后方流体，利用安培定则知，右侧为N极，根据磁感线从N极出发进入S极，a点磁场水平向左，如图所示： 例3．通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出（　　） A．螺线管的左端为N极 B．电源的左端为负极 C．小磁针甲的右端为N极 D．小磁针乙的右端为N极 【答案】C 【解析】A．在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极，故A错误； B．根据螺线管的右端为N极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出，所以电源的右端为负极，左端为正极，故B错误； C．螺线管的左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可以确定小磁针甲右端为N极，故C正确； D．小磁针静止时，N极的指向跟通过该点的磁感线方向一致，S极跟通过该点的磁感线方向相反，所以乙的右端为S极，左端为N极，故D错误。 【板书设计】 第2节 电流的磁场（第1课时） ——直线电流与通电螺线管的磁场 特点 通电螺线管的磁场 特点 电流的磁效应 直线电流的磁场 安培定则 【科普材料】核磁共振（MRI）严禁携带金属物品的原因： 一、高速 “炮弹效应”（最致命） 磁共振主机磁场强度极强（常见 1.5T、3.0T），吸力巨大。 钥匙、硬币、发夹、剪刀、轮椅、氧气瓶、金属支架等铁磁性金属，会被磁场强力快速拉扯，高速飞向磁体中心。 如果病人身上佩戴，金属猛烈撞击身体，极易造成撞伤、穿刺重伤，甚至危及生命。 二、金属发热灼伤皮肤 扫描过程会产生交变射频电流： 项链、耳环、手表、内衣钢圈、纹身金属色料、体内金属吻合钉、心脏起搏器导线等，会产生涡流发热； 局部温度快速升高，造成皮肤烫伤、红肿起泡；细长环状金属（项链、手链）发热灼伤风险更高。 三、干扰成像，片子没法看 金属会形成明显黑影、伪影，遮挡周围组织； 病灶被掩盖，医生无法判断病情，导致检查失效、需要重做。 【布置作业】 1.完成作业本上相应内容 学科网（北京）股份有限公司 $