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，以条形磁铁与导线的提问导入，联系学生已学的磁现象，通过奥斯特实验揭示电流磁效应，衔接静止磁体磁场与后续电磁铁等应用，搭建电与磁联系的基础学习支架。 此资料突出科学探究与模型建构，通过奥斯特实验演示、学生分组摆放小磁针探究螺线管磁场，用转换法观察磁场分布，归纳其与条形磁体相似性，引导建立安培定则模型，培养科学探究能力与空间思维，分层作业设计助学生巩固，为教师提供清晰可操作的教学方案。

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 【教材分析】 本节内容是北师大版物理九年级全一册第十四章“磁现象”中的第三节。教材从奥斯特实验切入，引导学生认识电流的磁效应，建立“电能生磁”的观念。随后教材通过探究通电螺线管周围的磁场分布，帮助学生发现通电螺线管与条形磁体在磁场形态上的相似性，进一步借助小磁针偏转方向判断电流方向与磁场方向的关系，归纳出安培定则。本节内容在知识结构上承前启后：前面学习的是静止磁体的磁场，后面将学习电磁铁、电磁继电器及电动机等应用，因此本节是理解电与磁相互联系的重要基础，也是学生首次将电现象与磁现象统一起来的关键节点。教学中应重视实验现象的真实观察，通过对比、归纳、建模等方式，帮助学生建立清晰、可迁移的物理概念。 【学情分析】 学生已经学习了简单的磁现象，知道磁体周围存在磁场，会使用小磁针判断磁场方向，也掌握了电流方向的规定。但学生对于“磁场”的认识还停留在抽象、看不见摸不着的层面，容易把电和磁当作两个独立的体系。同时，九年级学生的空间想象能力和归纳推理能力已经有初步发展，但对于立体空间中磁场方向与电流方向的关系，仍需要借助亲手实验和模型演示来突破。因此在教学中要充分发挥学生动手操作、小组讨论的作用，让每一个学生经历“观察—猜想—验证—归纳”的完整探究过程。 【教学目标】 1. 通过观察奥斯特实验，知道通电导线周围存在磁场，认识电流的磁效应，理解电流方向改变时磁场方向也随之改变。 2. 通过探究通电螺线管周围小磁针的分布情况，知道通电螺线管外部的磁场与条形磁体相似，并能用安培定则判断通电螺线管的N、S极。 3. 通过参与实验设计、现象记录和交流讨论，初步掌握控制变量法和转换法的思想，提高科学探究能力和合作意识。 4. 通过了解奥斯特实验的历史意义，感受科学研究中大胆猜想与严谨求证相结合的科学态度，激发进一步学习电磁现象的兴趣。 【教学重点】 1. 认识电流的磁效应，知道通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 2. 会用安培定则正确判断通电螺线管的N、S极或电流方向。 【教学难点】 1. 理解通电螺线管内部与外部磁感线的分布规律，形成空间感。 2. 灵活使用安培定则，在螺线管绕线方式变化时，正确判断极性与电流方向。 【教法学法】 1. 教法：演示实验法、问题驱动法、归纳法。通过演示奥斯特实验和通电螺线管磁场分布实验，引导学生边观察边思考，在层层递进的问题中建构知识。 2. 学法：观察法、小组合作法、操作验证法。学生两人一组进行小磁针摆放实验，记录现象，交流结论，最终归纳出安培定则。 【教学准备】 学生分组实验器材：电源、开关、导线若干、小磁针多个、螺线管、滑动变阻器。 教师演示器材：电源、开关、导线、小磁针、直导线、螺线管、滑动变阻器。 其他：透明水槽、铁屑、玻璃板、白纸。 【教学过程】 一、创设情境，引入新课（约5分钟） 教师活动：教师出示一块条形磁铁和一根导线，提问：“同学们，我们已经知道磁铁能产生磁场，能吸引铁钉。那么，导线中有电流时，它的周围会不会也产生磁场呢？电流和磁场之间有没有联系？” 学生回答预设：有一部分学生认为有联系，因为电和磁都是看不见的东西；也有学生认为没有联系，因为导线不是磁铁，不能吸铁钉。 教师不作评价，继续说：“在很久以前，科学家们也一直认为电和磁是互不相关的。直到1820年，丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时，偶然发现通电导线旁边的小磁针发生了偏转。这个发现震惊了科学界，从此打开了电磁学的大门。今天，我们重走科学家的探究之路，一起来学习‘电流的磁场’。” 教师板书课题：14.3 电流的磁场。 二、合作探究，学习新知（约25分钟） 1. 活动一：奥斯特实验——电流磁效应的发现 教师演示实验：将一根直导线平放在小磁针的正上方，第一次导线中没有电流，小磁针静止指向南北方向；第二次闭合开关，导线中有电流通过，请同学们认真观察小磁针有什么变化。 学生观察后回答：小磁针发生了偏转，说明通电导线周围出现了磁场，磁场对磁针产生了力的作用。 教师总结：这个实验表明，通电导线周围存在磁场，电流具有磁效应。这是奥斯特实验的核心结论。 教师追问：如果改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向会不会改变呢？ 教师再次操作：先将电源正负极接线调换，再闭合开关，让学生观察小磁针的偏转方向。 学生能清楚看到，电流方向改变后，小磁针偏转方向也改变了。 学生归纳结论：通电导线周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关。 教师板书：1. 通电导线周围存在磁场；2. 电流的磁场方向与电流方向有关。 2. 活动二：探究通电螺线管的磁场 教师过渡：“一根直导线通电后能产生磁场，但是磁场很弱，不能让铁钉被吸引。有没有办法让电流的磁场更强呢？我们把导线绕成螺线管，通电后再看看效果。” 教师展示螺线管，强调导线绕制的方向和线圈之间是连通的。接着，学生在教师指导下，两人一组完成以下实验操作： 第一步：将螺线管水平放置，在其周围不同位置摆放小磁针，先不要通电，记录每一个小磁针静止时的指向。 第二步：闭合开关，观察通电螺线管周围小磁针指向的变化。 第三步：改变电源正负极，观察小磁针指向是否发生变化。 学生记录现象后，教师在每组的小黑板上用箭头画出通电螺线管周围小磁针的N极指向，引导学生发现：通电螺线管一端附近的小磁针N极都指向这一端，另一端附近的小磁针N极都指向另一端，整体分布与条形磁体周围的磁场分布非常相似。 学生总结：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场一样，一端相当于N极，另一端相当于S极。 教师补充：换用不同的通电螺线管，重复实验，都可以得到相同的结论。同时，改变电流方向，螺线管的N、S极位置也会对调，说明通电螺线管两端的极性与电流方向有关。 3. 活动三：安培定则的建立与应用 教师提问：既然通电螺线管的极性由电流方向决定，那么怎样既快捷又准确地判断呢？有没有规律可循？ 教师引导学生观察螺线管导线中电流的绕行方向和螺线管N极位置。先在实物上标出电流方向，再让学生尝试用自己的左手或右手去比一比。教师请一名学生上台展示，尝试用右手四指弯曲方向与电流方向一致，观察大拇指指向是否与N极方向一致。 教师示范规范操作：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与电流的绕行方向一致，大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。这就是安培定则，也叫右手螺旋定则。 教师强调：使用这个定则时，四指弯曲方向必须与螺线管中电流方向一致，大拇指与四指垂直，不要记反。 学生在自己小组的螺线管上反复练习，相互检查判断是否正确。教师巡视，发现普遍问题后统一纠正。 三、巩固练习，内化提升（约8分钟） 1. 判断下列说法是否正确，并说明理由： （1）只要导线中有电流，导线周围就会产生磁场。 答案：正确。奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场；电流消失，磁场也消失。 （2）通电螺线管的N极方向只与电流大小有关。 答案：错误。通电螺线管两端的极性与电流方向有关，与电流大小无关。 2. 如图所示的螺线管中通有电流，请你用安培定则判断通电螺线管的右端是N极还是S极。（题目中电流方向表现为：从正面看，导线绕线后电流从螺线管背面向上方流过） 解析：用右手握住螺线管，让四指弯曲方向与电流绕行方向一致。若电流从背面向上方流经正前方，四指从后向前弯曲，大拇指指向左端，所以左端为N极，右端为S极。答案：右端为S极。 3. 已知一个通电螺线管的左端是S极，请说明右手安培定则中大拇指应指向哪一端，四指指向表示什么方向。 答案：大拇指应指向右端，即N极方向；四指弯曲的方向表示电流的绕行方向。 学生在练习中小组内互相讲解，教师选取两位学生上台展示，边比划边说思路。 四、课堂小结（约5分钟） 教师引导：“请同学们回忆一下今天的学习过程，用自己的话说一说，电流的磁场有哪些特点？安培定则怎样使用？” 学生发言后，教师总结板书内容： 1. 奥斯特实验证明：通电导线周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。 2. 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 3. 安培定则：用右手握住螺线管，四指弯曲方向与电流方向一致，大拇指所指方向即为N极。 教师追问：“通过今天的学习，同学们能解释生活中为什么有一些电器内部有线圈吗？比如电磁起重机。”学生回答，教师简要回应后布置作业。 【板书设计】 14.3 电流的磁场 一、奥斯特实验 1. 通电导线周围存在磁场 2. 磁场方向与电流方向有关 二、通电螺线管的磁场 1. 通电螺线管外部磁场与条形磁体相似 2. 极性由电流方向决定 三、安培定则 1. 用右手握住螺线管 2. 四指弯曲方向为电流绕行方向 3. 大拇指所指方向为N极 【分层作业】 1. 基础巩固题： （1）通电导线周围存在磁场，这是丹麦物理学家______首先发现的。 答案：奥斯特。 解析：1820年，奥斯特发现通电导线周围的小磁针发生偏转，证明了电流的磁效应。 （2）判断正误：在电流相同时，通电螺线管的磁场比直导线的磁场强。 答案：正确。 解析：因为螺线管相当于多匝导线绕制而成，每一匝导线产生的磁场叠加，所以通电螺线管的磁场更强。 2. 能力提升题： （3）一个通电螺线管中，电流从A端流入，从B端流出。已知A端是N极，请在脑海中想象导线绕行方向，判断电流是从A端流入时是顺时针绕行，还是逆时针绕行。（设迎着你从A端看入） 答案：逆时针绕行。 解析：用右手握住螺线管，大拇指指向A端（N极），四指弯曲方向即为电流方向。从A端看入时，四指弯曲方向表现为逆时针，因此电流从A端流入时，绕行方向为逆时针。 （4）将一个小磁针放在通电螺线管的N极附近，小磁针的S极会不会指向螺线管的N极？ 答案：会。 解析：根据异名磁极相互吸引，小磁针的S极会靠近螺线管的N极。 3. 拓展探究题： （5）如果手边只有一节干电池、一段足够长的导线和一枚小磁针，你能不能设计一个简便的实验判断导线中是否有电流通过？请写出操作方法。 答案：将导线两端与干电池两极接触，将小磁针放在导线附近，观察小磁针是否偏转。如果小磁针偏转，说明导线中有电流；如果不偏转，说明导线中没有电流或电流很小。 解析：导线通电后周围产生磁场，小磁针受磁场力作用会发生偏转。这种判断方法利用了电流的磁效应，是一种间接的、通过转换来观察现象的方法。 （6）小明发现，通电螺线管中插入铁芯后，吸引大头针的数目增多了。他由此猜测：插入铁芯后，通电螺线管的磁场变强了。你同意他的猜测吗？请用本课知识简要说明。 答案：同意。本课只研究电流产生的磁场，铁芯未通电时也能被磁场磁化，铁的磁性会使磁场叠加增强，因此吸引大头针数目增多。不过，铁芯被磁化后是否完全属于“电流的磁场”，需要后续学习电磁铁才能真正解释清楚。 解析：本题旨在引导学生从现象中发现新问题，为下一节“电磁铁”的学习作铺垫，不作为考试要求。 【教学反思】 本课以奥斯特实验为起点，先让学生感受“电生磁”这一跨领域现象，再通过分组实验把通电螺线管周围的小磁针方向记录下来，学生能够直观地归纳出条形磁体相似规律。在安培定则教学环节，部分学生容易混淆“电流方向”与“四指指向”，课堂上要预留充足时间让学生互相指认、反复练习，并在后续电路中持续巩固。如果学生实验中个别小磁针偏转不明显，应提示先检查电路是否接触良好，再适当增大电流。整体来看，学生经历了完整的探究过程，对方位判断的理解逐步从机械记忆上升为空间推理，教学目标基本达成。 学科网（北京）股份有限公司 $