《電流的磁場》探究教案1

1、PAGE13第二節(jié)電流的磁場教學目標【知識與技能】1知道電與磁有密切的聯(lián)系,電流周圍存在著磁場。2知道通電螺線管的磁場和條形磁體的磁場相似。3會用安培定則確定通電螺線管兩端的極性或螺線管中的電流方向。4了解電磁鐵,知道電磁鐵的特性。5了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。6了解影響電磁鐵磁性強弱的因素?！具^程與方法】1觀察和體驗通電導體與磁體間的相互作用,初步了解電和磁之間有某種聯(lián)系。2探究通電螺線管的磁場。3通過對實驗的分析,提高學生比較、分析、歸納、結(jié)論的能力?！厩楦袘B(tài)度價值觀】通過認識電與磁之間的相互聯(lián)系,使學生樂于探索自然界的奧秘。教學重難點【教學重點】奧斯特實驗、右手螺旋定則、電磁鐵。【教

2、學難點】會用右手螺旋定則判斷通電直導線和通電螺線管周圍磁場的方向。教學過程一、新課導入電和磁從現(xiàn)象上看有很多相似的地方:電荷能吸引輕小物體,磁體能吸引鐵磁性物質(zhì);電荷有正負兩種,磁極有南北之分;同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引;同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引。電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間有這么多的共同點,那么這兩種現(xiàn)象之間是否存在某種聯(lián)系呢？二、教學步驟探究點1奧斯特實驗閱讀課本P143“奧斯特實驗”。思考實驗中怎樣判斷磁場的存在呢提示如果有磁場存在,小磁針會受到磁場力的作用。思考導線和小磁針的位置關(guān)系有講究嗎提示在小磁針上方平行架一根導線。思考實驗時,通電時間不宜過長,這是為什么提示導線中的電流

3、過大,易將電源損毀。思考導線下的小磁針在什么情況下才會發(fā)生偏轉(zhuǎn)呢提示導線中有電流通過時,小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn);沒電流通過時,小磁針不動。思考小磁針偏轉(zhuǎn)說明了什么提示小磁針受到力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明通電導線周圍存在磁場。思考引起小磁針偏轉(zhuǎn)的原因是導線,還是導線中的電流提示通電時小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),沒電流通過時小磁針不動,而導線一直存在,所以引起小磁針偏轉(zhuǎn)的原因是電流。小結(jié)論通電導體周圍存在磁場。思考如果對調(diào)電源的正、負極,即改變導線中電流的方向,你觀察到了什么提示觀察發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動的方向發(fā)生了改變。思考電流產(chǎn)生磁場的方向與什么有關(guān)提示其他因素沒變,只有電流的方向發(fā)生了改變。歸納提升通電導體周圍磁場的方向與

4、電流的方向有關(guān)。思考拿走小磁針,通電導體周圍的磁場還存在嗎提示小磁針的作用只是顯示磁場存在的。歸納提升奧斯特實驗揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間有密切聯(lián)系。電可以生磁,即電流有磁效應(yīng)。探究點2通電螺線管的磁場閱讀課本P144“將導線繞在圓筒上你怎樣利用它來判斷通電螺線管的磁極”思考螺線管是什么提示將導線繞在圓筒上,可做成一個螺線管。思考通電直導線周圍存在磁場,那么把直導線繞在圓筒上做成螺線管,通電后其周圍是否也會產(chǎn)生磁場呢提示通電導線周圍的磁場是由電流產(chǎn)生的,磁場的有無與導線的形狀無關(guān)。思考觀察通電螺線管周圍鐵屑的分布情況,對比條形磁體的磁場分布情況,你有什么發(fā)現(xiàn)提示通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁

5、場相似。思考如何判斷通電螺線管的磁極提示利用已知N、S極的小磁針來判斷。依據(jù)是同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。思考螺線管上的線圈匝數(shù)對實驗有影響嗎提示匝數(shù)多的螺線管周圍磁場強,小磁針受力大,實驗現(xiàn)象更明顯。思考通電螺線管周圍的磁場方向與什么因素有關(guān)提示對調(diào)電源的正、負極,觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。思考除此之外,還有沒有其他改變方法呢提示改變螺線管的繞向,觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。思考螺線管與電源正、負極的接法和螺線管的繞向?qū)ν娐菥€管的極性有決定作用嗎提示演示觀察如圖所示的情況,注意從“電源正負極的接法、螺線管的繞向、螺線管中的電流方向”三個方面觀察。思考圖甲和圖乙相同的是什么,不同的是什么提示電

6、源正、負極的接法不同,繞向相同,螺線管中電流的方向不同。思考圖甲和圖丙相同的是什么,不同的是什么提示電源正、負極的接法不同,繞向不同,螺線管中電流的方向相同。思考決定螺線管兩端極性的因素是什么提示螺線管中的電流方向相同,磁極方向就相同。歸納提升通電螺線管兩端的極性由螺線管中電流的方向決定,而跟螺線管的繞向和螺線管與電源正負極的接法無關(guān)。閱讀課本P145“人們在發(fā)現(xiàn)和表述物理規(guī)律的同時通電螺線管的N極?！彼伎荚凇疤骄客娐菥€管外部的磁場分布”的實驗中,善于思考的小明同學用自己的方法總結(jié)出了通電螺線管的極性與電流方向之間的關(guān)系,如圖所示:如果電流沿著小猴子右手臂彎曲所指的方向,那么前方是通電螺線管

7、的什么極？提示讓四指彎曲的方向與螺線管中電流方向一致,大拇指的指向就是前方,即為N極。習題如圖所示,開關(guān)閉合后,請標出通電螺線管的N極,并用箭頭標出小磁針N極的旋轉(zhuǎn)方向。分析根據(jù)電源的正負極,可以確定電流從螺線管的右端流入,左端流出,結(jié)合線圈的繞向,可以確定螺線管的左端為N極,右端為S極;由于異名磁極相互吸引,同名磁極相互排斥,所以小磁針的N極將靠近螺線管的S極,N極向左轉(zhuǎn)動。答案如圖所示習題小磁針靜止時的指向如圖所示,由此可以判定螺線管的A端是選填“N”或“S”極,接線柱a連接的是電源選填“正”或“負”極。分析根據(jù)磁極間相互作用的規(guī)律可知,A端為S極;由安培定則可知,面向我們的一面電流方向向

8、下,故a連接的是電源的正極。答案S正探究點3電磁繼電器閱讀課本P146“在通電螺線管內(nèi)插入一鐵芯切斷的目的。”思考通電螺線管內(nèi)插入鐵芯有什么作用提示鐵芯容易被磁化,從而增強磁性。小結(jié)論在通電螺線管內(nèi)插入一個鐵芯,就構(gòu)成了電磁鐵。思考觀察電磁繼電器實物,你知道電磁繼電器由哪些部分組成的嗎提示按一定的次序觀察,從左到右有:彈簧片、電磁鐵、銜鐵、觸點等。思考電磁繼電器是怎樣工作的呢提示電磁繼電器分為低壓控制電路和高壓工作電路。當?shù)蛪嚎刂齐娐烽_關(guān)閉合,電磁鐵有磁性,銜鐵被吸引,動觸點和靜觸點吸合,高壓電路接通開始工作;當?shù)蛪嚎刂齐娐烽_關(guān)斷開,電磁鐵沒有磁性,彈簧片將銜鐵拉起,動觸點和靜觸點斷開,高壓電

9、路斷開,停止工作。思考電磁繼電器如何才能實現(xiàn)自動控制呢提示實現(xiàn)自動控制的關(guān)鍵:在電磁繼電器的低壓電路中連入一個能在一定條件下自動接通或斷開電路的裝置,從而使電磁繼電器中的電磁鐵在一定的條件下具有或失去磁性,自動接通或斷開工作電路。歸納提升電磁繼電器實質(zhì)是利用弱電流、低電壓控制強電流、高電壓的一種“自動開關(guān)”。探究點4自制一個電磁鐵閱讀課本P147“自制一個電磁鐵”。思考你是怎樣判斷電磁鐵磁性的呢提示能夠吸引大頭針說明電磁鐵有磁性,吸引大頭針的個數(shù)越多說明電磁鐵的磁性越強。思考制作電磁鐵時,為什么要將導線繞在鐵釘上提示用木芯或紙芯,吸引的大頭針明顯減少,說明鐵釘可充當鐵芯,從而增強電磁鐵的磁性。

10、思考移動滑動變阻器,再觀察吸引大頭針的個數(shù),電磁鐵的磁性強弱與電流的大小有關(guān)嗎提示滑動變阻器接入電路的阻值變小,吸引的大頭針個數(shù)變多。小結(jié)論通過電磁鐵的電流越大,電磁鐵的磁性越強。思考帶有絕緣皮的導線在鐵釘上繞很多圈,這樣做的好處是什么提示增加線圈匝數(shù),可以增強電磁鐵的磁性。思考增加線圈的匝數(shù),電磁鐵吸引大頭針的個數(shù)有變化嗎提示吸引大頭針的個數(shù)增加,說明電磁鐵的磁性增強。小結(jié)論當電流一定時,電磁鐵線圈的匝數(shù)越多,磁性越強。歸納提升電磁鐵通電時有磁性,斷電時沒有磁性;當電磁鐵線圈的匝數(shù)一定時,通過電磁鐵的電流越大,電磁鐵的磁性越強;當電流一定時,電磁鐵線圈的匝數(shù)越多,磁性越強。思考你能改變電磁鐵

11、的磁極嗎采用什么方法最簡單呢提示通電螺線管的磁場方向與電流的方向有關(guān),在不改變電磁鐵繞法的情況下,只要對調(diào)電源正負極的接法就可改變螺線管中的電流方向,即改變了電磁鐵磁極。歸納提升電磁鐵的優(yōu)點:電磁鐵磁性有無可以控制;電磁鐵的磁性強弱可以控制;電磁鐵的磁場方向可以控制。思考在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中,小雪制成由簡易電磁鐵甲、乙組成的電路,閉合開關(guān),滑動變阻器的滑動觸頭移至滑動變阻器的中點附近時,電磁鐵吸引大頭針的情況如圖所示,由此可以得出的實驗結(jié)論是什么？提示甲、乙串聯(lián),控制了通過電磁鐵的電流大小相等;甲的線圈匝數(shù)多,吸引的大頭針個數(shù)多,說明甲的磁性強。所以可以得出:當通過電磁鐵的

12、電流相同時,線圈匝數(shù)多的,磁性越強。思考在此基礎(chǔ)上,小雪想讓電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù)增多,應(yīng)該如何操作呢提示電磁鐵的磁性強弱除了與線圈匝數(shù)有關(guān),還與通過電磁鐵的電流大小有關(guān)。所以將滑動變阻器向左移動可增大通過電磁鐵的電流,從而增強電磁鐵的磁性,電磁鐵吸引大頭針的個數(shù)隨之增加。思考如圖所示是一個水位自動報警器的原理圖。水位到達金屬塊A之后,選填“紅”或“綠”燈亮;當綠燈亮時電磁鐵選填“有”或“無”磁性。分析當水位沒有達到A時,控制電路中沒有電流流過,電磁鐵沒有磁性,只有綠燈亮;當水位到達A時電路接通,控制電路接通,電磁繼電器有磁性,銜鐵被電磁鐵吸引拉下,紅燈亮。答案紅無三、板書設(shè)計第二節(jié)電流的磁場1奧斯特實驗1通電導體周圍存在磁場2通電導體周圍磁場的方向與電流的方向有關(guān)2通電螺線管的磁場1通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似2右手螺旋定則3電磁繼電器1電磁繼電器的組成2電磁繼電器的工作原理4自制電磁鐵1鐵芯被磁化可增強