物理九年级下册第二节 电生磁教案及反思

20.2       电生磁

【教学分析】

 “电生磁”是9年级《物理》全一册第二十章“电与磁”的第二节内容，新教材将本节放在“磁现象 磁场”之后，“电磁铁 电磁继电器”之前，意在已有的电学知识和简单的磁现象知识的基础上，以磁场为主线，通过奥斯特实验，使学生认识电流周围存在磁场，揭示电与磁的之间的联系。本节知识既是前面知识的发展，也是后面学习“电磁铁 电磁继电器”“ 信息的传递”知识的基础。本节内容由“电流的磁效应”“通电螺线管的磁场”和“安培定则”三部分构成。课标中对本节的要求是通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。

本节学习的重点知识是电流的磁效应、通电螺线管的磁场，教学中教师应让学生通过实验探究、分析现象产生的原因、归纳总结出实验结论。实验过程中让学生先用自己的语言描述出通电螺线管外部的磁场分布情况、通电螺线管两端的极性与电流方向之间的关系，以培养学生的空间想象能力和语言表达能力。然后通过师生交流，得出安培定则。

本节的难点是会运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管电流方向。教师可通过演示实验，播放视频，以化解知识的难点。

【学情分析】

九年级的学生心智不够成熟，但认知水平比刚接触物理时有了很大的提高，形象思维和抽象思维都有了不同程度的发展，分析问题、解决问题的能力也更加进步。作为城乡结合部中学的初中生，学生整体见识较少，思维虽有提高但仍很局限，上课往往不爱发言，不会主动表现自我，课堂气氛较沉闷。因此教学中需要教师积极、灵活的调动，多让学生表现自我，描述自己观察到实验现象，培养学生的语言表达能力。

【教学目标】

知识与技能

1．知道奥斯特实验，以及通电导体周围存在磁场，了解电流的磁效应。

2．知道通电螺线管外部的磁场跟条形磁体相似。

3．能正确运用安培定则判断通电螺线管的磁极或通电螺线管中的电流方向。

过程与方法

1．观察和体验通电导体与小磁针之间的相互作用，初步了解电和磁之间有某种联系。

2．通过“探究通电螺线管的磁场”的实验，感受实验、观察、分析和归纳的总结方法，增强协作意识。

情感、态度与价值观

1. 通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥秘。

2. 通过了解奥斯特的故事，懂得机遇总是垂青有准备的人。

【教学重点】

1．通过奥斯特实验认识电流的磁效应。

2．通过实验探究了解通电螺线管的磁场特点和外部磁场的方向。

【教学难点】

运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管电流方向

【关键】

知道电流的磁效应、安培定则的应用。

【教学方法】讲授法、演示法、问答法、读书指导法。  

【学习方法】讨论法、练习法、观察法、实验探究法。

【教学准备】

教师用：多媒体课件。干电池、导线、螺线管、直铜导线、小磁针、螺线管外部磁场演示板。

学生每组需要：两节干电池、小磁针、直导线（硬）、导线、铁钉。

【教学过程】

(一) 创设情境，导入新课

【视频引入】视频 磁浮列车

1.磁浮列车作为一种新型的交通工具，由于其高速、节能、环保等特点早已被大家认识，哪位同学可以告诉我们数十吨重的列车，是如何悬浮起来的呢？

2.列车的底座和整个导轨都是磁体，那么有这么大的磁体吗？磁浮列车的底座和整个导轨的磁性又是如何获得的呢？

（设计意图：通过磁浮列车引入电生磁，能够激发学生探索的欲望，使学生感到学习的快乐。）

【学生活动】观察现象，猜想原因，利用磁极间的相互作用。

（二）探究新知

学习任务一：电流的磁效应

【问题设疑】能否利用电流产生磁场？

【合作探究】指导学生具体操作“电流的磁效应”实验，引导学生思考下列问题：（教师巡视指导）

1、将一枚磁针放置在直导线下方，并与导线方向平行，分别给导线通电、断电观察小磁针N极指向有什么变化？

2.改变电流的方向时，又能看到什么现象？

【微课展示】奥斯特实验

【学生活动】亲自动手操作实验，记录实验现象。

【分析归纳】引导学生分析：通电时，小磁针发生偏转；断电时，小磁针又回到原来的位置；改变电流的方向，小磁针偏转方向也发生变化。

【得出结论】通电导线周围有磁场，磁场的方向跟电流的方向有关。这种现象叫做电流的磁效应。

（设计意图：通过运用实验探究的方法，引导学生分析现象、概括结论，培养学生科学探究思想和方法，同时对后面的学习起到了启发与引导作用。）

【知识窗】其实我们今天研究的问题早在1820年丹麦伟大的物理学家奥斯特就已经在一次偶然的实验中就发现了。我们一起来看大屏幕。(介绍奥斯特)

（设计意图：对学生进行物理学史的教育。）

【学生活动】观看大屏幕，了解第一个发现电和磁之间联系的人是奥斯特。通过奥斯特的故事懂得“机遇总是垂青有准备的人”。

【过渡语】既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸引不动？怎样才能将这种较弱的磁场明显的显示出来，供我们加以运用呢？

【学生活动】增大通电导体周围的磁场。

【问题设疑】那我们生活中有什么办法可以增强通电导体周围的磁场呢？

【学生活动】  小组讨论：结合学过的知识，思考增强通电导体周围的磁场的方法。得出增大电流、单根变多根并接等想法。

【过渡语】奥斯特实验中瞬时电源短路，就是为了使导线中的电流增大。而把多根导线并接不太方便，因此人们想出把导线绕成一圈一圈的螺线管状，这样磁场就会强得多，在物理中我们这样的装置称为通电螺线管。下面我们也来制作一个螺线管，怎样做呢？

【学生活动】  动手操作：利用桌上的器材制作螺线管，将导线缠绕在硬棒上，比一比，看谁绕得即快又好。

 师：你认为可能有几种缠绕的方法？

【教师展示】学生缠绕的两种不同方法的通电螺线管，并用图示的方法为学生们介绍通电螺线管的画法。（投影展示）

【学生活动】观察并理解通电螺线管的画法。

学习任务二: 通电螺线管的磁场

探究1：探究通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相类似？

【提出问题】通电导线周围存在磁场，通电螺线管周围也应该存在磁场，那么通电螺线管的磁场是什么样的？用什么方法可以显示磁场的分布？

【实验演示】通电螺线管外部的磁场。（投影展示）

【提出问题】小磁针的这种分布情况，与哪种磁体周围小磁针分布的情况相似？【猜想】 由于前面实验的铺垫，学生很自然地想到条形磁体。

【实验检验】观看书中第121页 图20.1-5条形磁体周围的磁场。

【分析归纳】将两种磁体产生的磁场进行比较。

【得出结论】通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。

探究2：探究决定通电螺线管的磁极因素

【提出新问题】通过刚才的实验我们知道通电螺线管外部磁场和条形磁体的磁场相似，它的两端就相当与条形磁体的两个磁极，那么通电螺线管的磁极如何判断？通电螺线管的磁极与什么有关？

【学生活动】思考，上讲台演示。（学生投影演示）

①用条形磁铁去靠近，根据磁极间的相互作用。

②用通电螺线管的两端，去靠近小磁针，观察小磁针的指向。

【猜想】在之前奥斯特实验学习的基础上，学生很自然的猜想出通电螺线管的磁极与电流方向有关。

【进行实验】按照教材中20.2-6所示的方式，把螺线管接入电路中，将小磁针放在螺线管左侧，观察螺线管通电后，小磁针静止时N极的指向，判断出通电螺线管的N、S极。得出如下图一。

图一                                               图二

【分析归纳】如图二所示，将电流方向标注在螺线管上，很容易观察到只要通电螺线管中电流方向相同，通电螺线管的N、S就相同。

【得出结论】通电螺线管两端的极性由环绕螺线管的电流方向决定。

（设计意图：本部分层层递进，采用问题解决的方式进行。首先提出问题，用实验探究解决问题，然后又提出新问题，又用实验探究加以解决，最后得出结论。这样做，既有利于学生明确探究任务、目的，又有利于调动学生的思维。）

学习任务三: 安培定则

【想想议议】你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？阅读课本126页“想想议议”看看蚂蚁和猴子是怎么说的，也许你会受到一些启示。

【学生活动】交流、讨论通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系，并用自己的语言表述出来。

【教师活动】对于学生的描述给予适当的点评。

【过渡语】在奥斯特通过著名的“奥斯特实验”发现电流的磁效应之后，法国物理学家安培有进一步做了大量实验，研究电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系 ，总结出安培定则。

用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。

【学生活动】用手握住螺线管试着用手指的关系表示出螺线管中电流的方向与N极位置的关系。将安培定则与自己的发现相对照。

【教师活动】展示教师的自制教具，与学生交流讨论其使用方法。

（设计意图：鼓励学生敢于猜想，敢于尝试，让学生体验知识产生的过程，培养学生的归纳总结能力，语言表达能力，引导学生寻求科学的探究方法。）

【解答导入，环节疑问】其实磁浮列车就是通过电流获得磁性的，我们一段一段的给导轨通电，当列车接近某段导轨时通电，当列车通过之后关掉。这样既获得了磁性，又节约了能源。

【过渡语】其实在就在奥斯特发现电流的磁效应的之后几年，科学界迅猛发展，在1931年，英国电子之父法拉第发明了划时代的仪器直流发电机，从此世界进入“电器时代”，而在同年美国人享利发明了电铃，并投入到学校、生活中使用，也就是现在我们见到的这个电铃。

【课外延伸】有哪位同学可以告诉老师，电铃的工作原理是什么？

【学生活动】结合本课实际，回答问题。

（设计意图：通过电铃的介绍，体现物理是一门与生产生活紧密结合的学科。）三、课堂小结：

本节课你有哪些收获？还有什么疑惑？

梳理本节课要点，帮助学生解决疑惑。

【学生活动】学生自己总结，提出疑惑，让同学帮助解答。

四、课堂检测：出示检测题让学生完成，教师点评。

五、布置作业

能力培养20.2节。

自制一个安培定则演示器。

【板书设计】            

§20.2 电生磁

 一、电流的磁效应

 通电导线周围有磁场，磁场方向与电流方向有关，这种现象叫电流的磁效应。

二、通电螺线管的磁场

 1．通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场是相似的。

 2．方向：与环绕螺线管中的电流方向有关。

三、安培定则

用右手握住螺线管，让四指指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N极。

附件：课堂检测

1．通电导线周围存在着＿＿＿＿，这实际上就是常说的电流的磁效应，这一现象是物理学家＿＿＿＿首先发现的。

2．通电螺线管周围也存在着＿＿＿＿，通电螺线管外部的磁场和＿＿＿＿的一样。

3．通电螺线管的极性跟螺线管中的＿＿＿＿有关，它们之间的关系可以用＿＿＿ ＿来判定，内容是：用＿＿手握住螺线管，让＿＿弯向螺线管中电流的方向，则＿＿＿＿所指的那端就是螺线管的北极。

4．在如图所示的四个电路中，能正确表示出通电螺线管极性与电流方向(    )

5．如图所示，轻弹簧下悬挂一条形磁铁，当S 闭合后（  ）

A．弹簧伸长             B.弹簧缩短

C． 弹簧先伸长后缩短    D.弹簧先缩短后伸长

6.根据小磁针的指向（小磁针涂黑的一端为N极），标出通电螺线管的极性和磁感线的方向，并表明电源的“+、—”极

7．根据电源的电流方向，判定通电螺线管的极性，并标出图示中小磁针的极性。

8.如下图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的“+、—”极。