14.3 电流的磁场 教学设计 -2026-2027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，涵盖奥斯特实验、电流磁效应、通电螺线管磁场特点及右手螺旋定则。通过奥斯特发现电流磁效应的故事导入，衔接学生已学的磁体与磁场知识，搭建学习支架。 以实验探究为核心，学生动手用小磁针、铁屑探究通电螺线管磁场分布，培养科学探究能力。融入物理学史渗透科学态度，右手螺旋定则练习提升科学思维中的模型建构。助力学生夯实基础，教师易操作，提升教学效率。

14.3电流的磁场 课题 电流的磁场 一、教学内容分析 从本节课开始，学生将学习揭示电与磁的联系与相互作用的内容。因此，本节课是“电与磁”的核心内容之一。 本节课引导学生通过实验探究，了解电流的磁效应和通电螺线管的磁场特点，掌握右手螺旋定则；根据实验现象和知识迁移建构通电螺线管的磁场模型，经历抽象概括的过程；通过探究通电螺线管外部磁场的方向，培养学生获取与处理信息、基于证据得出结论并作出解释的能力，让学生用实验现象验证猜想，培养学生实事求是的科学态度。 二、学习者分析 （一）知识基础 学生已经学习了磁体与磁场，知道了简单的磁现象。在生活中，学生已通过各类电器，对电流磁效应的应用有一定的体会。然而，他们对电流的磁效应没有系统、深入的认识。 （2） 学科能力 学生已经学习了磁场，有了建立磁场模型的经验，能够对现象进行分析与归纳，具有一定的抽象思维能力。 （3） 认知特点 学生具有建立磁场模型的经验，能够通过迁移的方法认识、建立电流的磁场。 三、学习目标 1.知道奥斯特实验，通过观察实验现象了解电流的磁效应，知道电流产生的磁场方向与电流方向有关。 2.通过实验探究建立通电螺线管的磁场模型，知道通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似。在实验中进一步熟悉科学探究的过程，培养获取信息、基于证据得出结论的能力，提高信息处理能力和分析概括能力。 3.会用右手螺旋定则判断通电螺线管两端的磁极性质与电流方向的关系，结合实验现象，基于事实证据和科学推理，对电流的磁场有较为全面的认识，初步建构电流的磁场模型。 四、学习重难点 重点：通过奥斯特实验认识电流的磁效应；探究通电螺线管外部磁场的特点；用右手螺旋定则判断通电螺线管外部磁场的方向。 难点：探究通电螺线管两端的极性与电流方向的关系。 五、学习评价设计 评价工具和方法 评价内容 课堂练习 教师可以通过课堂练习评价学生对电流的磁场是否有正确的认识，是否了解通电螺线管的磁场方向与电流方向的关系，是否会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁场方向。 科学探究 在科学探究的过程中，教师可以通过学生的实验操作、实验现象，评价学生是否关注实验操作细节，是否能够利用小磁针判断某点磁场的方向，是否具备实事求是和科学严谨的科学态度；通过小组讨论分享，评价学生交流合作的能力；通过对实验现象的分析和论证，评价学生是否具备用所学的知识和方法解决问题的能力。 自我检测 完成“自我检测”栏目中的内容。 六、学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：引入新课 教师活动1 教师讲解：19世纪初，一些哲学家和科学家开始认识到自然界各种现象之间应该是相互联系的。基于这种思想，丹麦物理学家奥斯特开始用实验的方法寻找电和磁之间的联系。 经过多次失败之后，1820年4月，在一节课即将结束时，奥斯特抱着试试看的想法又做了一次实验。他把一条非常细的铂导线放在一个用玻璃罩罩着的磁针上方，接通电源的瞬间，磁针跳动了一下。这一跳并没有引起听众的注意，却使有心的奥斯特喜出望外。此后，奥斯特花了三个月的时间做了许多次实验，都观察到磁针在电流周围偏转的现象，并且发现将磁针分别放在导线的上方和下方时，磁针偏转方向相反；在导线和磁针之间放置非磁性物质，比如木头、玻璃、水、松香等，不会影响磁针的偏转。1820年7月，奥斯特完成论文《论磁针的电流撞击实验》，正式向学术界公布了他的发现——电流的磁效应。 学生活动1 感受奥斯特实验成功、发现电流的磁效应的喜悦，体会奥斯特对待科学研究的执着精神。 活动意图说明： 通过故事引导学生对奥斯特实验进行初步了解，体会奥斯特严谨认真的科学态度，激发学生学习的兴趣。 环节二：电流的磁效应 教师活动2 演示实验：演示奥斯特实验，引导学生观察并记录实验现象。 实验现象：将导线沿南北方向水平架设在可自由转动的小磁针上方附近，导线中通有短时间的强电流时，小磁针发生偏转。当导线中的电流方向改变时，小磁针的偏转方向也发生改变。 实验结论：通电导线周围存在磁场，这种现象叫作电流的磁效应。电流周围的磁场方向与电流的方向有关。 介绍直线电流周围磁场的分布：通电直导线周围的磁场，在垂直于通电直导线的平面内呈环形分布；改变电流的方向，磁场的方向也发生改变。 学生活动2 观察演示实验，记录实验现象。 小组讨论分析实验现象，总结实验结论。 对照实验结论，用更规范的物理语言优化得出的结论。 了解直线电流周围磁场的分布。 活动意图说明： 通过介绍实验装置，引导学生体会到科学研究需要严谨的态度和周密的设计。通过奥斯特实验，引导学生基于实验现象分析得出结论；了解直线电流周围磁场的分布，从而较全面地了解电流的磁效应。 环节三：通电螺线管周围的磁场 教师活动3 为了让电流产生的磁场更强，以便让电流的磁场能应用到生产生活中，人们进行了大量的探索和尝试。如果让很多通有相同方向电流的导线叠加在一起，磁场就会增强。若将一根通电导线沿一个方向绕成螺线管，就能起到增强磁场的效果。 提出问题：通电螺线管的磁场分布规律是怎样的？ 学生实验：探究通电螺线管外部磁场的方向。 实验现象：给螺线管通入电流，小磁针发生偏转。改变电流的方向，小磁针的指向与原来相反。 提出问题：通电螺线管的磁场分布规律是怎样的？ 组织学生进行实验，交流实验结论。 通电螺线管周围存在着磁场，磁场方向与电流方向有关，其外部磁场分布情况与条形磁体的情况相似。 学生活动3 依照探究条形磁体周围磁场分布的方法，探究通电螺线管周围的磁场分布。 用铜导线穿过一块硬纸板绕成螺线管，将可自由转动的小磁针放在纸板上螺线管周围的不同位置。给螺线管通入电流，观察并记录在各个位置的小磁针静止时N极的指向。改变电流的方向，观察在原来的记录点上小磁针静止时N极的指向。 在硬纸板上均匀地撒上铁屑，给螺线管通电，轻轻敲击硬纸板，观察铁屑的分布情况。 展示实验现象并交流实验结论。 活动意图说明： 通过探究通电螺线管外部磁场的方向，了解通电螺线管周围磁场的分布情况，进一步巩固利用小磁针、铁屑探究磁场分布情况的方法。在实践的过程中，进一步了解小磁针的作用，强化获取与处理信息、基于证据得出结论的能力，培养严谨求实的科学态度。 环节四：右手螺旋定则 教师活动4 通电螺线管两端的磁极极性与电流方向的关系，可用右手螺旋定则来判定。 右手螺旋定则：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，则拇指所指的那端就是此时通电螺线管的N极。 练习1：在图中，分别标出通电螺线管的N极和S极及磁感线的方向。 练习2：位于通电螺线管左侧的可自由转动的小磁针，静止时如图所示。请判断通电螺线管所接电源的正、负极，并将其标在图上。 学生活动4 学习右手螺旋定则。 运用右手螺旋定则完成练习。 活动意图说明： 通过右手螺旋定则的学习，体会从具体现象抽象出物理模型的过程，加深对右手螺旋定则的认识。通过用右手螺旋定则判断磁极和电流方向，学会具体的应用方法，体会运用物理规律解决实际问题的过程。 环节五：课堂小结 教师活动5 本节课你有什么收获？（引导学生从知识、技能、方法、习惯、认知等层面进行思考） 学生活动5 了解了电流的磁效应，知道奥斯特实验的现象和结论，经历了探究通电螺线管外部磁场方向的过程，掌握了右手螺旋定则，提高了分析和实验探究能力。 活动意图说明： 引导学生回顾、总结本节所学，将知识融会贯通，并将所学的知识、技能、方法等进行提炼与升华，提升核心素养。 七、板书设计 第三节 电流的磁场 （一）电流的磁效应 1.奥斯特实验 2.通电导线周围存在磁场，这种现象叫作电流的磁效应。电流周围的磁场方向与电流的方向有关。 3.通电直导线周围的磁场 （二）通电螺线管周围的磁场 1.学生实验：探究通电螺线管外部磁场的方向。 2.通电螺线管周围存在着磁场，磁场方向与电流方向有关，其外部磁场分布情况与条形磁体的情况相似。 （三）右手螺旋定则 八、特色学习资源分析、技术手段应用说明 实验器材：本节课使用多种实验器材，包括电源、开关、导线、滑动变阻器、螺线管、小磁针、铁屑等，让学生亲身体验探究通电螺线管外部磁场的方向的过程。 多媒体资源：利用实物展示让实验现象可视化，利用视频展示在教室环境较难完成的实验，更生动形象地展示实验现象，培养学生实事求是的科学态度。 九、教学反思与改进 设计亮点：本节课以故事为情境引入，吸引学生的注意力，调动学生的学习积极性，为后续教学的展开奠定良好的基础。本节课的设计核心理念是“以学生发展为本”，让学生在轻松的学习氛围中开展探究活动。教学以电流磁场的发现和应用为线索，系统化地学习电流的磁场，并以实验为核心，提升学生获取与处理信息、基于证据得出结论的能力。在整个活动中教师只是引导者，采用任务驱动教学的方式，促进学生分析与归纳、推理与论证能力的提升。 教学改进：由于教学目标和学生认知水平的限制，不便于对电流的磁场展开深入的教学，部分学生会存在一些无法解答的疑惑，需要进一步研究学习。 十、课时作业 （一）设计意图 本节的课时作业共有7道题，分为3个层次。 层次1：试题1、2、3以物理学史、右手螺旋定则的应用为素材创设情境，考查学生对物理学史、奥斯特实验的了解和右手螺旋定则的应用，学生经历回忆、分析推理的过程，强化对基础知识的理解。 层次2：试题4、5、6以磁悬浮地球仪、探究通电螺线管外部磁场为素材，考查学生是否掌握小磁针的使用方法、能否具体运用各种方法分析问题，培养学生获取与处理信息的能力、基于证据得出结论的能力，培养学生实事求是的科学态度。 层次3：试题7以奥斯特实验为背景，侧重考查学生在真实实验情境中表现出来的理解、分析、推理等关键能力。 试题难度层层递进，具有一定的区分度。层次1考查物理学史、基础实验内容和基本技能，适合学习能力较弱的学生。层次2的实验中应用了小磁针和铁屑，分析实验现象和生活中的应用实例需要一定的思维量，适合中等水平学生。层次3旨在在真实实验情境中提高学生的分析推理能力，适合能力较强的学生，更侧重拓展和深入学习。题目的设计使每个学生都可以根据自己的实际情况选择适合自己的作业，避免了因为作业难度过高或难度过低而导致学习效果不佳。 （二）作业内容 1.最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ ）。 A.安培 B.沈括 C.伏特 D.奥斯特 2.如图所示是著名的奥斯特实验，该实验说明了通电导线周围存在着________。断开电源，这个可自由转动的小磁针静止时，其N极将指向地球的地理________（选填“南”或“北”）极。 3.如图所示，用________（选填“左”或“右”）手螺旋定则判断通电螺线管磁极的极性。图中拇指所指的方向为________（选填“N”或“S”）极。 4.有一款磁悬浮地球仪，地球仪下端有一个永磁体，底座内有一个电磁铁。如图是电磁铁的工作电路图。通电后，螺线管的上端为________极（选填“N”或“S”）；由于磁极相对，利用同名磁极相互________的规律，地球仪就会悬浮在底座上方。 5.在图中标出通电螺线管的N极并用箭头标出P点磁感线的方向。 6.在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中： （1）小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置，如图（a）所示，放小磁针的目的是________。闭合开关后观察到如图（b）所示的现象，对调电源正负极，所有小磁针的指向都与图（b）相反，说明通电螺线管的磁场方向与________有关。 （2）如图（c）所示为通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与_____________的磁场相似。 7.如图所示，将一枚可自由转动的小磁针置于水平桌面上，在小磁针正上方放一条直导线，闭合开关，观察小磁针的偏转方向，回答下列问题。 （1）闭合开关，当电流通过导线时，观察小磁针的偏转情况；断开开关时，观察小磁针的偏转情况。这一现象说明了通电直导线周围存在_____________。 （2）改变通过导线AB的电流方向，小磁针的偏转方向也发生改变，表明_______，如果移走小磁针，该结论将_____________（选填“仍成立”或“不成立”）。 （3）实验过程中要将通电直导线沿_____________（选填“东西”或“南北”）放置。 （三）参考答案 1.D 2.磁场；北 3.右；N 4.S；排斥 5. 6.（1）确定通电螺线管周围磁场的方向；电流方向 （2）条形磁体 7.（1）磁场 （2）电流产生的磁场方向与电流方向有关；仍成立 （3）南北 - 12 - - 59 - 学科网（北京）股份有限公司 $