电生磁

第二节电生磁 设计（二）
目标
一、知识与技能
1.简述电流的磁效应。
2.说出通电直导体周围存在着磁场分布；通电螺线管的磁场与条形磁体相似.
3.说出电磁铁的特征和工作原理。
二、过程与方法
1.通过观察直导线电流磁场和通电螺线管的磁场实验，进一步发展空间想象力。
2.通过对实验的分析，提高比较、分析、归纳、结论的能力。
三、情感态度价值观
认识电与磁之间的相互联系，乐于探索自然界的奥妙，培养学习热情和求是态度。
教学重点
1.奥斯特的实验揭示了电流的磁效应。
2.通电螺线管的磁场及其应用。
教学难点
通电螺线管的磁场及其应用。
教学方法
实验法、讨论法、启发式。
教具准备
奥斯特实验器材一套、通电螺线管、小磁针、投影仪、大头针、微机。
时安排
1时
教学过程
一、复习提问，引入新
1.复习提问
［师］当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？
［生甲］观察到小磁针发生偏转。
［生乙］因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。
2.引入新
［师］同学们回答得很好，那么还想知道关于磁的一些什么样的知识？
［生甲］小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用发生偏转吗？
［生乙］还有什么物质能产生磁场？
［生丙］电现象和磁现象有联系吗？
［师］同学们提出的问题很好，说明大家都动了脑筋，在以后的学习中仍需要这样。你们提出的问题就是本节需要探索的内容。
二、进行新
第二节 电生磁 ［板书］
［师］先看本第一、二自然段，然后再演示，要仔细观察、相互讨论、得出结论。
［演示］在小磁针上面有一条直导线，当直导线触接电池通电时，你们能看到什么现象？改变电流的方向，又能看到什么现象？
［生甲］当直导线触接电池通电时，小磁针发生偏转。
［生乙］断电时，小磁针又回到原的位置。
［生丙］当改变直导线中电流方向时，小磁针偏转方向也发生变化。
［生丁］（讨论的结果）通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
［生戊］（讨论的结果）通电导线周围磁场方向跟电流方向有关。当电流方向发生变化时，磁场的方向也发生变化。
［师］同学们回答得很好，我们鼓掌给予鼓励.以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节我们就要研究电流的磁场。
（一）电流的磁场 ［板书］
［师］这个实验看上去非常简单，但在当时这一重大发现轰动了科学界。因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现有力地推动了电磁学的研究和发展.奥斯特实验用的是一根直导线，后科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场。我们也研究研究，说出你们的做法和观察的结果。（学生们把直导线弯成各种形状，通电看小磁针的变化）
［生甲］我们组弯成三角形，通电后小磁针偏转，周围存在磁场。
［生乙］我们组弯成正方形，通电后小磁针偏转，周围存在磁场。
［生丙］我们组把直导线缠在铅笔上，然后抽出铅笔，再通电，小磁针偏转，周围存在磁场。
［师］这种把导线绕在圆筒上，做成的螺线管也叫线圈，它能使各导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多，这样在生产实际中用途就大，那么通电螺线管的磁场是什么样的？
（二）通电螺线管的磁场 ［板书］
［师］我们下面通过实验探究通电螺线管的磁场是什么样，我们每组还是先提问题，再设计实验，通过对实验的观察、分析、讨论，最后得出结论。
［生甲］我们已了解了条形磁体、蹄形磁体周围的磁场分布，那么通电螺线管的磁场可能与哪种磁体的相似？
［生乙］通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？如何判断？
（学生们根据问题设计实验，并动手做实验）
［生甲］我们组是把一些小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针偏转。画图并标出小磁针北极的方向，然后用曲线连起。
［生乙］我们组是在玻璃板上均匀地撒些铁屑，细螺线管通电，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况。
［师］（每组中请一位学生）现在把你们记录下小磁针指的方向在（微机）图中标出.还有是把你们的玻璃板（观察铁屑的分布情况）放在投影仪上（从屏幕上可直观显示出），得出什么结论？
［生甲］把小磁针放在螺线管周围，通电，小磁针偏转.改变电流方向，小磁针偏转方向发生变化。通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 ［板书］
［生乙］我们组是把一些小磁针放在通电螺线管周围，记录下小磁针北极指的方向，每个小磁针北极指的方向就是该点的磁场方向，描出磁感线。磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出，回到磁体南极，这样就判断出通电螺线管的两极。
［生丙］我们组是把小磁针放在螺线管的两端通电后，观察小磁针的N极指向，从而判别通电螺线管的N、S极。
教师引导学生讨论，找出判定的办法。
［生甲］通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的极性也发生改变。
（教师根据学生结论板书）
2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的极性也发生改变。 ［板书］
［师］我们知道通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向有关，有什么样的关系？我们能否想出一句话概括这种普遍规律。看本图8.2—6中蚂蚁和猴子是怎么说的，你们又怎么说？
［生甲］我用右手把一个通电螺线管夹在腋下，如果电流沿我右臂所指的方向，N极就在我的前方。
［生乙］一根直导线电流是从左向右流动，把它从前向后缠成螺线管，N极就在螺线管的左边。
［生丙］这个方法不准确，如果缠螺线管是从右向左绕，或从上向下绕，将不是这个结论。
［生丁］用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
［师］大家回答得都很好，虽有不同的看法，还是说出了自己的观点，我很高兴看到这样的场面。我们知道通电导体周围存在着磁场，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。用学生的方法能判断出螺线管的两极，这个方法叫安培定则。那么怎么才能增大通电螺线管的磁性？试试看怎么做？
［生甲］我们组是将直导线多绕几圈，通电后能多吸引几个大头针，说明这个方法可以增大通电螺线管的磁性。
［生乙］我们组是在通电螺线管中插入一根铁棒，就能吸引更多大头针，这表明插入铁芯能使通电螺线管的磁性增强。
［师］插入铁芯的通电螺线管就构成电磁铁，我们制作一个电磁铁。
（三）电磁铁（electromagnet) ［板书］
制作电磁铁 ［板书］
［探究］研究电磁铁
［师］每组用两个相同的大铁钉，一些漆包线，按本制作两个匝数不同的电磁铁，再设计电路把电磁铁连到电路里，按电路图连接电路，试着用电磁铁吸引大头针。
（教师巡?指导，找一组说出电路怎么连接。）
［生］我们组是将电、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路。通电后能吸引许多大头针，断电后大头针就掉下了。说明通电电磁铁有磁性，断电电磁铁没有磁性。
［师］那电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关？先大胆猜测，再做实验，得出结论。
［生甲］电磁铁的磁性强弱可能和线圈匝数有关。
［生乙］电磁铁的磁性强弱可能跟电流有关。
［生丙］电磁铁的磁性强弱可能与铁芯的粗细有关。
［生丁］电磁铁的磁性强弱可能跟导线的粗细有关。
［生］…
［师］同学们猜测很多，我们由于时间和条关系，就不能一一探究。现在只考虑电磁铁的磁性强弱与电流和线圈匝数的关系，其他的后再探讨。
［生甲］将电路接好，合上开关，调节滑动变阻器，使电流增大或减小（观察电流表指针的示数），让电磁铁吸引大头针，观察到电流增大，吸引大头针数量增多，反之，电流减小吸引大头针个数减少。
［生乙］这个实验表明：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
［生丙］将电路中分别接50匝线圈的电磁铁和100匝线圈的电磁铁合上开关，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）。观察到100匝线圈的电磁铁吸引大头针数量多。
［生丁］这个实验表明：在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。
［师］通过大家对电磁铁的研究，能得出如下结论（边说边板书）。
1.电磁铁在通电时有磁性，断电时磁性消失。 ［板书］
2.通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强。 ［板书］
3.在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。［板书］
［师］从这些结论中，你们能看出电磁铁有哪些优点？
［生甲］电磁铁的磁性有无可通过通、断电控制。
［生乙］电磁铁磁性强弱可以调节。
［师］因为它这些优点，电磁铁在生产生活中被广泛应用。请同学们看屏幕（通过微机播放录像，内容有电磁起重机的工作、电铃、电报、自动控制系统中的电磁阀门等方面的应用）。
三、小结
和学生们一起小结，电流的磁效应，通电螺线管的磁场，电磁铁的内容。
四、布置作业
动手动脑学物理：①②③
参考答案：
1.这是个开放性问题，自然界中很多现象与物理知识是相通的。可以让学生自己去调查，初步领略自然现象的美妙与和谐，不一定要得出结论。
2.通电螺线管外部的磁场与条形磁体磁场相似，悬挂起后，就像指南针一样，一定指向南北。
3.全自动洗衣机的进、排水阀门，汽车上的遥控门锁、电铃等都要用到电磁铁。
五、板书设计
第二节 电生磁
一、电流的磁效应
二、通电螺线管的磁场
1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的极性也发生改变。
三、电磁铁
1.电磁铁在通电时有磁性，断电时磁性消失。
2.通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
3.在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。



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