電流的磁場教案

1、電流的磁場適用學(xué)科初中物理適用年級(jí)九年級(jí)適用區(qū)域或版本滬科版課時(shí)時(shí)長（分鐘）2課時(shí)知識(shí)點(diǎn)1、 電流的磁場，2、 通電螺線管的磁場；3、 安培定則。教學(xué)目標(biāo)一、 知識(shí)與技能（1）知道奧斯特實(shí)驗(yàn)表明了在通電導(dǎo)體周圍存在磁場（2）知道通電螺線管外部磁場的形狀（3）知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流有關(guān) （4）知道安培定則，會(huì)運(yùn)用安培定則判斷螺線管的極性二、 過程與方法（1）觀察通電導(dǎo)線周圍存在磁場。體會(huì)運(yùn)用建立模型和轉(zhuǎn)換的研究方法來認(rèn)識(shí)磁場。 （2）用實(shí)驗(yàn)的方法感受奧斯特實(shí)驗(yàn)三、 情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過了解通電導(dǎo)線周圍存在的磁場在生活生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；并通過對(duì)“磁”的探究，體會(huì)物理

2、科學(xué)研究的魅力教學(xué)重點(diǎn)通電導(dǎo)線周圍存在的磁場教學(xué)難點(diǎn)安培定則的應(yīng)用教學(xué)過程 一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容：磁現(xiàn)象，磁場有關(guān)知識(shí)預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容：電流的磁場，通電螺線管的磁場；安培定則相關(guān)知識(shí)二、知識(shí)講解課程引入：當(dāng)把小磁針放在條形磁體的周圍時(shí)，觀察到什么現(xiàn)象？其原因是什么？ （觀察到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因?yàn)榇朋w周圍存在著磁場，小磁針受到磁場的磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。） （）進(jìn)一步提問引入新課 小磁針只有放在磁體周圍才會(huì)受到磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？也就是說，只有磁體周圍存在著磁場嗎？其他物質(zhì)能不能產(chǎn)生磁場呢？這就是我們本節(jié)課要探索的內(nèi)容。 考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)1、奧斯特實(shí)驗(yàn)a. 演示實(shí)驗(yàn)：將一根與電源、開關(guān)相連接的直導(dǎo)線

3、用架子架高，沿南北方向水平放置。將小磁針平行地放在直導(dǎo)線的上方和下方，請(qǐng)同學(xué)們觀察直導(dǎo)線通、斷電時(shí)小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。觀察到通電時(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。通過這個(gè)現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢？ 通電后導(dǎo)體周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電后導(dǎo)體周圍的空間對(duì)小磁針產(chǎn)生磁力的作用。結(jié)論：通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍也存在著磁場。 以上實(shí)驗(yàn)是丹麥的科學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)的，此實(shí)驗(yàn)又叫做奧斯特實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，除了磁體周圍存在著磁場外，電流的周圍也存在著磁場，即電流的磁場，本節(jié)課我們就主要研究電流的磁場。 提問：我們知道，磁場是有方向的，那么電流周圍的磁場方向是怎樣的呢？它與電流的方向有沒有關(guān)系

4、呢？ b.重做上面的實(shí)驗(yàn):觀察當(dāng)電流的方向改變時(shí)，小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是否發(fā)生變化。 （觀察到當(dāng)電流的方向變化時(shí)，小磁針N極偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，說明電流的磁場方向也發(fā)生變化。） 結(jié)論：電流的磁場方向跟電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí)，磁場的方向也發(fā)生變化。 因?yàn)樗沂玖穗姮F(xiàn)象和磁現(xiàn)象不是各自孤立的，而是緊密聯(lián)系的，從而說明表面上互不相關(guān)的自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，這一發(fā)現(xiàn)，有力推動(dòng)了電磁學(xué)的研究和發(fā)展。 考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)2、通電螺線管的磁場奧斯特實(shí)驗(yàn)用的是一根直導(dǎo)線，后來科學(xué)家們又把導(dǎo)線彎成各種形狀，通電后研究電流的磁場，其中有一種在后來的生產(chǎn)實(shí)際中用途最大，那就是將導(dǎo)線彎成螺線管再通電。那么，

5、通電螺線管的磁場是什么樣的呢？ 在螺線管周圍放一小磁針，給螺線管通電，請(qǐng)同學(xué)們觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)方向是否發(fā)生變化。結(jié)論：通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場一樣。 提問：怎樣判斷通電螺線管兩端的極性呢？它的極性與電流的方向有沒有關(guān)系呢？ 演示實(shí)驗(yàn)：將小磁針放在螺線管的兩端，通電后，觀察小磁針的N極指向，從而引導(dǎo)學(xué)生判別出通電螺線管的N、S極。 再改變電流的方向，觀察小磁針的N極指向有沒有變化，從而說明通電螺線管的極性與電流的方向有關(guān)。 結(jié)論：通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí)，通電螺線管的磁性也發(fā)生改變。 考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)3、安培定則1、安培定則作用是什么？2、安培定則

6、的內(nèi)容是什么？3、利用安培定則的判斷方法如何？展示判斷方法：（1）標(biāo)出螺線管上電流的環(huán)繞方向。（2）用右手握住螺線管，讓四指彎向電流的方向。（3）則大拇指所指的那端就是通電螺線管的北極考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)4、安培定則應(yīng)用觀察思考、歸納得出：1、作用：可以判斷通電螺線管的磁性與電流方向的關(guān)系。2、內(nèi)容：用右手握住螺線管，讓四指彎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北極。應(yīng)用1.標(biāo)出螺線管的N、S極 應(yīng)用2.標(biāo)出螺線管中電流的方向。SN知識(shí)拓展應(yīng)用：電磁鐵你知道什么是電磁鐵嗎？電磁鐵的工作原理是什么？它有哪些特點(diǎn)？（1）可以通過電流的通斷，來控制其磁性的有無。（2）可以通過改變電流的方向，

7、來改變其磁極的極性。（3）可以通過改變電流的大小或匝數(shù)的多少來控制其磁性的強(qiáng)弱。1、定義：內(nèi)部插有鐵芯的通電螺線管叫做電磁鐵。2、工作原理：電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)和通電螺線管中插入鐵芯后磁場大大增強(qiáng)的原理工作的。三、例題精析【例題1】如圖，閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)變小則下列分析正確的是（）A、電磁鐵的上端為S極 B、電源左端為“+”極C、斷開開關(guān)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為零D、若滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng)，抽去電磁鐵鐵芯，彈簧測力計(jì)的示數(shù)增大【答案】D【解析】A、滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，從而可以確定電磁鐵的磁性變強(qiáng)；而磁體的

8、下端為N極，并且彈簧測力計(jì)的示數(shù)變小，異名磁極相互吸引，同名磁極相互排斥，電磁鐵的上端為N極故A不符合題意B、電磁鐵的上端為N極，下端為S極，由安培定則可知，電流電磁鐵的下端流入，故電源右側(cè)為正極，左端為負(fù)極故B不符合題意C、斷開開關(guān)，電路中沒有電流，所以電磁鐵磁性無磁性，即電磁鐵對(duì)條形磁鐵即不吸引也不排斥，但條形磁體有重力，故彈簧測力計(jì)有示數(shù)故C不符合題意D、抽去鐵芯后，電磁鐵的磁性變?nèi)?，而電磁鐵的上端為N極，并且同名磁極相互排斥，對(duì)條形磁鐵的排斥力減小，故彈簧測力計(jì)的示數(shù)將變大故D符合題意故選D【例題 2】【題干】對(duì)下列實(shí)驗(yàn)裝置的說法中，正確的是（）A、圖甲可用來演示通電導(dǎo)體在磁場中的受力

9、情況B、圖乙可用來演示發(fā)電機(jī)的工作原理C、圖丙可用來演示電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與電流大小的有關(guān)D、圖丁可用來演示電動(dòng)機(jī)的工作原理【答案】D【解析】A、該圖中沒有電源，即電磁感應(yīng)現(xiàn)象，此實(shí)驗(yàn)說明閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，故A錯(cuò)誤；B、該圖為奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明通電導(dǎo)線周圍存在著磁場，故B錯(cuò)誤；C、該圖說明電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)的多少有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、該圖中有電源，即閉合開關(guān)后，磁場中的金屬棒ab就會(huì)運(yùn)動(dòng)，即說明通電直導(dǎo)線在磁場中受到力，故D正確；【例題 3】【題干】如圖所示實(shí)驗(yàn)，下列對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的解釋正確的是（）A、甲圖中的實(shí)驗(yàn)可得出磁鐵異名磁極相斥B、乙圖中

10、的奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了電流周圍存在磁場C、丙圖中的實(shí)驗(yàn)可得出電流越大，電磁鐵的磁性越弱D、丁圖中的測電筆接觸零線氖管一定發(fā)光 【答案】B    【解析】A、甲圖中的實(shí)驗(yàn)可得出磁鐵異名磁極相互吸引，故A錯(cuò)誤；B、乙圖中的奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了電流周圍存在磁場，故B正確；C、丙圖中的實(shí)驗(yàn)可得出電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；D、丁圖中的測電筆接觸火線氖管發(fā)光，故D錯(cuò)誤；故選B【例題 4】【題干】小明自制了一個(gè)帶有電磁鐵的木船模型(如圖所示)。將它放入水中漂浮，船頭指向東。閉合開關(guān)S，電磁鐵的A端為_極；電磁鐵由于受到_的作用，船頭會(huì)指向_?！敬鸢浮縎  

11、; 地磁場    北【解析】安培定則：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那一端就是螺線管的N極。由此可知，電磁鐵的A端為S極；由于地球本身是個(gè)大磁體，周圍存在磁場，地磁的北極在地理南極附近，地磁的南極在地理北極附近，所以電磁鐵由于受到地磁場的作用，船頭會(huì)指向北【例題5】根據(jù)通電螺線管周圍存在磁場(如圖)的實(shí)驗(yàn)事實(shí),某同學(xué)對(duì)地磁場產(chǎn)生的原因提出了一個(gè)假說:地磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的。下圖中符合他假說的模型是()【答案】A【解析】本題考查通電螺線管磁極判斷方法的應(yīng)用。地磁N極在地理S極附近,根據(jù)通電螺線管磁極判斷方法,電流方向應(yīng)沿緯線由

12、東向西。故選A。四、課堂運(yùn)用1，借助如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小明探究“磁場對(duì)通電直導(dǎo)線的作用”閉合開關(guān)S0，原本靜止的輕質(zhì)硬直導(dǎo)線AB 水平向右運(yùn)動(dòng)要使AB 水平向左運(yùn)動(dòng)，下列措施中可行的是（ ）A、將 A、B 兩端對(duì)調(diào) B、將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 向右移動(dòng)C、換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體 D、將蹄形磁體的N、S 極對(duì)調(diào)【答案】D【解析】A、將A、B 兩端對(duì)調(diào)，受力運(yùn)動(dòng)方向不變，故A 錯(cuò)B、將滑動(dòng)變阻器的滑片P 向右移動(dòng)，減小電路中的電流，減小導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)速度，不會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向，故B 錯(cuò)；C、換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體，將增大導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)速度，不會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向，故C錯(cuò)；D、將蹄形磁體的N、S 極對(duì)調(diào)，只改變一個(gè)

13、影響因素（磁場方向），受力運(yùn)動(dòng)方向改變，故D 正確；故選 D2如圖中小磁針靜止在通電螺線管旁，請(qǐng)你在圖中標(biāo)明：（1）通電螺線管的N、S極；（2）磁感線的方向；（3）電源的正負(fù)極【答案】【解析】（1）從圖可知，小磁針靜止時(shí)左端是S極，右端是N極，因?yàn)橥艠O相互排斥，異名磁極相互吸引，所以通電螺線管的左端是N極，右端是S極（2）在磁體外部，磁感線總是從磁體的N極發(fā)出，最后回到S極，磁感線的方向向右（3）根據(jù)安培定則，四指順著電流的方向握住螺線管，大拇指指螺線管的左端，電流從螺旋管的右端流出，所以電源的右端為正極，左端為負(fù)極如圖所示：3如圖所示，閉合開關(guān)，通電螺線管的上端為  

14、_  極，將變阻器滑片向右滑動(dòng)，彈簧將   _   （選填“伸長”或“縮短”）如果用電流表替代虛線框內(nèi)儀器，并將條形磁體迅速插入線圈中，則電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是   _   現(xiàn)象【答案】S 伸長 電磁感應(yīng)【解析】    電流從電源的正極流出，回到負(fù)極，由此可知：通電螺線管的上端為S極；同名磁極相互吸引，通電螺線管會(huì)對(duì)上方的條形磁鐵產(chǎn)生向上的斥力，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大，電路中的電流變小

15、，通電螺線管的磁性減弱，對(duì)上方磁鐵的斥力減小，彈簧就會(huì)變長； 將條形磁鐵迅速插入線圈中，條形磁鐵和線圈發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，與之相連的電流表指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象4，通電螺線管周圍的磁場和   _  的磁場一樣，它兩端的極性跟   _   的方向有關(guān)，可以用   _   來判定其方法是用   _   手握住通電螺線管

16、，讓   _   的方向與電流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺線管的   _   【答案】條形磁鐵周圍；電流；安培定則；右；彎曲的四指；N極【解析】  由課本實(shí)驗(yàn)知，通電螺線管的周圍小磁針的排布情況與條形磁鐵的排布情況一致，所以可以確定其周圍的磁場與條形磁鐵的磁場一致；根據(jù)課本關(guān)于電磁鐵的基礎(chǔ)知識(shí)可知，螺線管的磁極是由電流方向、線圈繞向來確定的，要用安培定則來判定，即用右手握住通電螺線管，讓彎曲四指的方向與電流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺線

17、管的N極        故答案為：條形磁鐵周圍；電流；安培定則；右；彎曲的四指；N極5根據(jù)古文論衡是應(yīng)篇中的記載：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，學(xué)術(shù)界于1947年想象出司南的模樣并印刷在郵票上（1）如圖（甲）所示，當(dāng)磁勺在正確指南時(shí)，其A 端為該磁體的   _  （N/S）極（2）1952年，中國科學(xué)院物理研究所嘗試制作一具司南如（乙）所示，制作人員根據(jù)天然磁石的磁感線分布，將磁石的   _   

18、（B/C/D/E）處打磨成磁勺的A 端（3）把天然磁石按照正確方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盤上，使磁勺水平自由轉(zhuǎn)動(dòng)直至最終靜止，但磁勺A 端總不能正確指南將粗糙木盤換成較光滑的青銅盤才略有改善這是因?yàn)榇派缀捅P子之間的   _   力影響了實(shí)驗(yàn)效果（4）為達(dá)到理想的指向效果，制作人員將磁勺靠近一電磁鐵，如圖（丙）所示閉合開關(guān)S，磁勺和電磁鐵相互吸引，由此增加磁勺的磁性H為電源的   _   極（5）歷史上真有這樣的司南嗎？仍是眾說紛紜一種觀點(diǎn)認(rèn)為或許古代的磁勺比中國科學(xué)院物理

19、研究所制作的磁勺要更   _   （輕/重），從而有更好的指向效果；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為除非今后出土了司南實(shí)物，才能真正下結(jié)論【答案】（1）S；（2）D；（3）摩擦；（4）正；（5）輕【解析】（1）磁勺在正確指南時(shí)，地理的南極正是地磁的N極，異名磁極相互吸引，因此，其A端為該磁體S極；（2）如（乙）所示，根據(jù)天然磁石的磁感線分布，可判斷D端是S極，也就是磁勺的A端；（3）將粗糙木盤換成較光滑的青銅盤才略有改善這是因?yàn)榇派缀捅P子之間的摩擦力影響了實(shí)驗(yàn)效果（4）因?yàn)楫惷艠O相互吸引；用安培定則判斷通電螺線管的兩極極性以及電流方向；H端為電源的正

20、極；（5）壓力越小，摩擦力越??；故古代的磁勺有更好的指向效果；是因?yàn)榇派纵p，壓力小，摩擦力減??；6，如圖所示，A是懸掛在彈簧測力計(jì)下的條形磁鐵，B是螺線管閉合開關(guān)S，待彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，將變阻器R的滑片緩慢向右移動(dòng)，在此過程中下列說法正確的是A、電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大B、電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小C、彈簧測力計(jì)示數(shù)變小D、彈簧測力計(jì)示數(shù)變大【答案】AC【解析】由圖可知電流由螺線管的下方流入，則由右手螺旋定則可知螺線管上端為N極，下端為S極；則螺線管與磁鐵為同名磁極，相互排斥；當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻變小，則由歐姆定律可知電路中電流增大，即電流表的示數(shù)變大；因?yàn)榇?lián)電

21、路中，電阻越大，分得的電壓越大，因此滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小，即電壓表示數(shù)減??；由于通過電路的電流變大，則螺線管的磁性增大，螺線管與磁鐵之間的斥力增大，因此彈簧測力計(jì)示數(shù)變小五、 課程小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)了如下知識(shí)內(nèi)容：（1）知道奧斯特實(shí)驗(yàn)表明了在通電導(dǎo)體周圍存在磁場（2）知道通電螺線管外部磁場的形狀（3）知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流有關(guān) （4）知道安培定則，會(huì)運(yùn)用安培定則判斷螺線管的極性六、課后作業(yè)1. 如圖所示,閉合開關(guān)后,A點(diǎn)磁場方向向左的是()【答案】C【解析】選C。此題考查通電螺線管磁極的判斷方法、磁感線方向的判斷。當(dāng)A點(diǎn)的磁感線方向向左的時(shí)候,U形磁鐵的右端應(yīng)為N極,

22、左端應(yīng)為S極。根據(jù)通電螺線管磁極的判斷方法可知,A選項(xiàng)中,U形磁鐵的左右兩端均為S極,故錯(cuò)誤;B選項(xiàng)中,U形磁鐵的左右兩端均為N極,故錯(cuò)誤;C選項(xiàng)中,U形磁鐵的右端為N極,左端為S極,符合要求,故正確;D選項(xiàng)中,U形磁鐵的右端為S極,左端為N極,故錯(cuò)誤。2. 如圖所示,通電螺線管P和Q通電后()A.P的右端是N極,Q的左端是S極,它們相互吸引B.P的右端是S極,Q的左端是S極,它們相互排斥C.P的右端是N極,Q的左端是N極,它們相互排斥D.P的右端是S極,Q的左端是N極,它們相互吸引【答案】B【解析】選B。本題考查通電螺線管磁場。由通電螺線管磁極的判斷方法可得螺線管P左側(cè)為N極,右側(cè)為S極;螺線管Q左側(cè)為S極,右側(cè)為N極,即兩磁鐵同名磁極相對(duì),相互排斥。故選B。3. 如圖所示,條形磁鐵置于水平桌面上,通電螺線管的右端固定,閉合開關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí),條形磁鐵仍保持靜止,在此過程中,條形磁鐵受到的摩擦力的方向和大小是()A.方向向左,逐漸增大B.方向向右,逐漸增大C.方向向左,逐漸減小D.方向向右,逐漸減小【答案】D【解析】選D。本題考查通電螺線管磁場。由通電螺線管磁極的判斷方法可知,螺線管左側(cè)為N極;因同名磁極相互排斥,故條形磁鐵