20.2       電生磁【教學(xué)分析】 “電生磁”是9年級(jí)《物理》全一冊(cè)第二十章“電與磁”的第二節(jié)內(nèi)容，新教材將本節(jié)放在“磁現(xiàn)象 磁場(chǎng)”之后，“電磁鐵 電磁繼電器”之前，意在已有的電學(xué)知識(shí)和簡(jiǎn)單的磁現(xiàn)象知識(shí)的基礎(chǔ)上，以磁場(chǎng)為主線，通過奧斯特實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)電流周圍存在磁場(chǎng)，揭示電與磁的之間的聯(lián)系。本節(jié)知識(shí)既是前面知識(shí)的發(fā)展，也是后面學(xué)習(xí)“電磁鐵 電磁繼電器”“ 信息的傳遞”知識(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容由“電流的磁效應(yīng)”“通電螺線管的磁場(chǎng)”和“安培定則”三部分構(gòu)成。課標(biāo)中對(duì)本節(jié)的要求是通過實(shí)驗(yàn)，了解電流周圍存在磁場(chǎng)。探究并了解通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向。本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)知識(shí)是電流的磁效應(yīng)、通電螺線管的磁場(chǎng)，教學(xué)中教師應(yīng)讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究、分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、歸納總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)過程中讓學(xué)生先用自己的語言描述出通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布情況、通電螺線管兩端的極性與電流方向之間的關(guān)系，以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和語言表達(dá)能力。然后通過師生交流，得出安培定則。本節(jié)的難點(diǎn)是會(huì)運(yùn)用安培定則，判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管電流方向。教師可通過演示實(shí)驗(yàn)，播放視頻，以化解知識(shí)的難點(diǎn)。 【學(xué)情分析】 九年級(jí)的學(xué)生心智不夠成熟，但認(rèn)知水平比剛接觸物理時(shí)有了很大的提高，形象思維和抽象思維都有了不同程度的發(fā)展，分析問題、解決問題的能力也更加進(jìn)步。作為城鄉(xiāng)結(jié)合部中學(xué)的初中生，學(xué)生整體見識(shí)較少，思維雖有提高但仍很局限，上課往往不愛發(fā)言，不會(huì)主動(dòng)表現(xiàn)自我，課堂氣氛較沉悶。因此教學(xué)中需要教師積極、靈活的調(diào)動(dòng)，多讓學(xué)生表現(xiàn)自我，描述自己觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力。【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1．知道奧斯特實(shí)驗(yàn)，以及通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，了解電流的磁效應(yīng)。2．知道通電螺線管外部的磁場(chǎng)跟條形磁體相似。3．能正確運(yùn)用安培定則判斷通電螺線管的磁極或通電螺線管中的電流方向。過程與方法1．觀察和體驗(yàn)通電導(dǎo)體與小磁針之間的相互作用，初步了解電和磁之間有某種聯(lián)系。2．通過“探究通電螺線管的磁場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)，感受實(shí)驗(yàn)、觀察、分析和歸納的總結(jié)方法，增強(qiáng)協(xié)作意識(shí)。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1. 通過認(rèn)識(shí)電與磁之間的相互聯(lián)系，使學(xué)生樂于探索自然界的奧秘。2. 通過了解奧斯特的故事，懂得機(jī)遇總是垂青有準(zhǔn)備的人。【教學(xué)重點(diǎn)】1．通過奧斯特實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)電流的磁效應(yīng)。2．通過實(shí)驗(yàn)探究了解通電螺線管的磁場(chǎng)特點(diǎn)和外部磁場(chǎng)的方向。【教學(xué)難點(diǎn)】運(yùn)用安培定則，判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管電流方向【關(guān)鍵】知道電流的磁效應(yīng)、安培定則的應(yīng)用。【教學(xué)方法】講授法、演示法、問答法、讀書指導(dǎo)法。   【學(xué)習(xí)方法】討論法、練習(xí)法、觀察法、實(shí)驗(yàn)探究法。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師用：多媒體課件。干電池、導(dǎo)線、螺線管、直銅導(dǎo)線、小磁針、螺線管外部磁場(chǎng)演示板。學(xué)生每組需要：兩節(jié)干電池、小磁針、直導(dǎo)線（硬）、導(dǎo)線、鐵釘。【教學(xué)過程】(一) 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課【視頻引入】視頻 磁浮列車1.磁浮列車作為一種新型的交通工具，由于其高速、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)早已被大家認(rèn)識(shí)，哪位同學(xué)可以告訴我們數(shù)十噸重的列車，是如何懸浮起來的呢？2.列車的底座和整個(gè)導(dǎo)軌都是磁體，那么有這么大的磁體嗎？磁浮列車的底座和整個(gè)導(dǎo)軌的磁性又是如何獲得的呢？（設(shè)計(jì)意圖：通過磁浮列車引入電生磁，能夠激發(fā)學(xué)生探索的欲望，使學(xué)生感到學(xué)習(xí)的快樂。）【學(xué)生活動(dòng)】觀察現(xiàn)象，猜想原因，利用磁極間的相互作用。（二）探究新知學(xué)習(xí)任務(wù)一：電流的磁效應(yīng)【問題設(shè)疑】能否利用電流產(chǎn)生磁場(chǎng)？【合作探究】指導(dǎo)學(xué)生具體操作“電流的磁效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題：（教師巡視指導(dǎo)） 1、將一枚磁針放置在直導(dǎo)線下方，并與導(dǎo)線方向平行，分別給導(dǎo)線通電、斷電觀察小磁針N極指向有什么變化？2.改變電流的方向時(shí)，又能看到什么現(xiàn)象？    【微課展示】奧斯特實(shí)驗(yàn)【學(xué)生活動(dòng)】親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。【分析歸納】引導(dǎo)學(xué)生分析：通電時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；斷電時(shí)，小磁針又回到原來的位置；改變電流的方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化。【得出結(jié)論】通電導(dǎo)線周圍有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)。這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。（設(shè)計(jì)意圖：通過運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究的方法，引導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象、概括結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究思想和方法，同時(shí)對(duì)后面的學(xué)習(xí)起到了啟發(fā)與引導(dǎo)作用。）【知識(shí)窗】其實(shí)我們今天研究的問題早在1820年丹麥偉大的物理學(xué)家奧斯特就已經(jīng)在一次偶然的實(shí)驗(yàn)中就發(fā)現(xiàn)了。我們一起來看大屏幕。(介紹奧斯特)（設(shè)計(jì)意圖：對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史的教育。）【學(xué)生活動(dòng)】觀看大屏幕，了解第一個(gè)發(fā)現(xiàn)電和磁之間聯(lián)系的人是奧斯特。通過奧斯特的故事懂得“機(jī)遇總是垂青有準(zhǔn)備的人”。【過渡語】既然電能生磁，為什么手電筒在通電時(shí)連一根大頭針都吸引不動(dòng)？怎樣才能將這種較弱的磁場(chǎng)明顯的顯示出來，供我們加以運(yùn)用呢？【學(xué)生活動(dòng)】增大通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)。【問題設(shè)疑】那我們生活中有什么辦法可以增強(qiáng)通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)呢？【學(xué)生活動(dòng)】  小組討論：結(jié)合學(xué)過的知識(shí)，思考增強(qiáng)通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)的方法。得出增大電流、單根變多根并接等想法。【過渡語】奧斯特實(shí)驗(yàn)中瞬時(shí)電源短路，就是為了使導(dǎo)線中的電流增大。而把多根導(dǎo)線并接不太方便，因此人們想出把導(dǎo)線繞成一圈一圈的螺線管狀，這樣磁場(chǎng)就會(huì)強(qiáng)得多，在物理中我們這樣的裝置稱為通電螺線管。下面我們也來制作一個(gè)螺線管，怎樣做呢？【學(xué)生活動(dòng)】  動(dòng)手操作：利用桌上的器材制作螺線管，將導(dǎo)線纏繞在硬棒上，比一比，看誰繞得即快又好。  師：你認(rèn)為可能有幾種纏繞的方法？【教師展示】學(xué)生纏繞的兩種不同方法的通電螺線管，并用圖示的方法為學(xué)生們介紹通電螺線管的畫法。（投影展示）【學(xué)生活動(dòng)】觀察并理解通電螺線管的畫法。學(xué)習(xí)任務(wù)二: 通電螺線管的磁場(chǎng)探究1：探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)與哪種磁體相類似？【提出問題】通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，通電螺線管周圍也應(yīng)該存在磁場(chǎng)，那么通電螺線管的磁場(chǎng)是什么樣的？用什么方法可以顯示磁場(chǎng)的分布？【實(shí)驗(yàn)演示】通電螺線管外部的磁場(chǎng)。（投影展示）【提出問題】小磁針的這種分布情況，與哪種磁體周圍小磁針分布的情況相似？【猜想】 由于前面實(shí)驗(yàn)的鋪墊，學(xué)生很自然地想到條形磁體。【實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)】觀看書中第121頁 圖20.1-5條形磁體周圍的磁場(chǎng)。         【分析歸納】將兩種磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行比較。【得出結(jié)論】通電螺線管外部磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。探究2：探究決定通電螺線管的磁極因素【提出新問題】通過剛才的實(shí)驗(yàn)我們知道通電螺線管外部磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似，它的兩端就相當(dāng)與條形磁體的兩個(gè)磁極，那么通電螺線管的磁極如何判斷？通電螺線管的磁極與什么有關(guān)？ 【學(xué)生活動(dòng)】思考，上講臺(tái)演示。（學(xué)生投影演示）①用條形磁鐵去靠近，根據(jù)磁極間的相互作用。②用通電螺線管的兩端，去靠近小磁針，觀察小磁針的指向。【猜想】在之前奧斯特實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生很自然的猜想出通電螺線管的磁極與電流方向有關(guān)。 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】按照教材中20.2-6所示的方式，把螺線管接入電路中，將小磁針放在螺線管左側(cè)，觀察螺線管通電后，小磁針靜止時(shí)N極的指向，判斷出通電螺線管的N、S極。得出如下圖一。 圖一                                               圖二【分析歸納】如圖二所示，將電流方向標(biāo)注在螺線管上，很容易觀察到只要通電螺線管中電流方向相同，通電螺線管的N、S就相同。 【得出結(jié)論】通電螺線管兩端的極性由環(huán)繞螺線管的電流方向決定。（設(shè)計(jì)意圖：本部分層層遞進(jìn)，采用問題解決的方式進(jìn)行。首先提出問題，用實(shí)驗(yàn)探究解決問題，然后又提出新問題，又用實(shí)驗(yàn)探究加以解決，最后得出結(jié)論。這樣做，既有利于學(xué)生明確探究任務(wù)、目的，又有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維。）學(xué)習(xí)任務(wù)三: 安培定則【想想議議】你能用一個(gè)巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關(guān)系表述出來嗎？閱讀課本126頁“想想議議”看看螞蟻和猴子是怎么說的，也許你會(huì)受到一些啟示。  【學(xué)生活動(dòng)】交流、討論通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關(guān)系，并用自己的語言表述出來。【教師活動(dòng)】對(duì)于學(xué)生的描述給予適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)。【過渡語】在奧斯特通過著名的“奧斯特實(shí)驗(yàn)”發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)之后，法國(guó)物理學(xué)家安培有進(jìn)一步做了大量實(shí)驗(yàn)，研究電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關(guān)系 ，總結(jié)出安培定則。用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極。
【學(xué)生活動(dòng)】用手握住螺線管試著用手指的關(guān)系表示出螺線管中電流的方向與N極位置的關(guān)系。將安培定則與自己的發(fā)現(xiàn)相對(duì)照。【教師活動(dòng)】展示教師的自制教具，與學(xué)生交流討論其使用方法。（設(shè)計(jì)意圖：鼓勵(lì)學(xué)生敢于猜想，敢于嘗試，讓學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)產(chǎn)生的過程，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力，語言表達(dá)能力，引導(dǎo)學(xué)生尋求科學(xué)的探究方法。）【解答導(dǎo)入，環(huán)節(jié)疑問】其實(shí)磁浮列車就是通過電流獲得磁性的，我們一段一段的給導(dǎo)軌通電，當(dāng)列車接近某段導(dǎo)軌時(shí)通電，當(dāng)列車通過之后關(guān)掉。這樣既獲得了磁性，又節(jié)約了能源。【過渡語】其實(shí)在就在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的之后幾年，科學(xué)界迅猛發(fā)展，在1931年，英國(guó)電子之父法拉第發(fā)明了劃時(shí)代的儀器直流發(fā)電機(jī)，從此世界進(jìn)入“電器時(shí)代”，而在同年美國(guó)人享利發(fā)明了電鈴，并投入到學(xué)校、生活中使用，也就是現(xiàn)在我們見到的這個(gè)電鈴。【課外延伸】有哪位同學(xué)可以告訴老師，電鈴的工作原理是什么？【學(xué)生活動(dòng)】結(jié)合本課實(shí)際，回答問題。 （設(shè)計(jì)意圖：通過電鈴的介紹，體現(xiàn)物理是一門與生產(chǎn)生活緊密結(jié)合的學(xué)科。）三、課堂小結(jié)：本節(jié)課你有哪些收獲？還有什么疑惑？梳理本節(jié)課要點(diǎn)，幫助學(xué)生解決疑惑。【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生自己總結(jié)，提出疑惑，讓同學(xué)幫助解答。四、課堂檢測(cè)：出示檢測(cè)題讓學(xué)生完成，教師點(diǎn)評(píng)。五、布置作業(yè)能力培養(yǎng)20.2節(jié)。自制一個(gè)安培定則演示器。【板書設(shè)計(jì)】             §20.2 電生磁 一、電流的磁效應(yīng) 通電導(dǎo)線周圍有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)，這種現(xiàn)象叫電流的磁效應(yīng)。 二、通電螺線管的磁場(chǎng) 1．通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)是相似的。 2．方向：與環(huán)繞螺線管中的電流方向有關(guān)。三、安培定則用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。 附件：課堂檢測(cè)1．通電導(dǎo)線周圍存在著＿＿＿＿，這實(shí)際上就是常說的電流的磁效應(yīng)，這一現(xiàn)象是物理學(xué)家＿＿＿＿首先發(fā)現(xiàn)的。2．通電螺線管周圍也存在著＿＿＿＿，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和＿＿＿＿的一樣。3．通電螺線管的極性跟螺線管中的＿＿＿＿有關(guān)，它們之間的關(guān)系可以用＿＿＿ ＿來判定，內(nèi)容是：用＿＿手握住螺線管，讓＿＿彎向螺線管中電流的方向，則＿＿＿＿所指的那端就是螺線管的北極。4．在如圖所示的四個(gè)電路中，能正確表示出通電螺線管極性與電流方向(    )5．如圖所示，輕彈簧下懸掛一條形磁鐵，當(dāng)S 閉合后（  ）A．彈簧伸長(zhǎng)             B.彈簧縮短C． 彈簧先伸長(zhǎng)后縮短    D.彈簧先縮短后伸長(zhǎng)6.根據(jù)小磁針的指向（小磁針涂黑的一端為N極），標(biāo)出通電螺線管的極性和磁感線的方向，并表明電源的“+、—”極　　     7．根據(jù)電源的電流方向，判定通電螺線管的極性，并標(biāo)出圖示中小磁針的極性。     8.如下圖所示，按小磁針的指向判定螺線管的極性、電流的方向和電源的“+、—”極。  

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第二節(jié) 電生磁

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