初二物理電生磁教案
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.簡(jiǎn)述電流的磁效應(yīng)。
2.說(shuō)出通電直導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)分布;通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁體相似.
3.說(shuō)出電磁鐵的特征和工作原理。
二、過(guò)程與方法
1.通過(guò)觀察直導(dǎo)線電流磁場(chǎng)和通電螺線管的磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展空間想象力。
2.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，提高比較、分析、歸納、結(jié)論的能力。
三、情感態(tài)度價(jià)值觀
認(rèn)識(shí)電與磁之間的相互聯(lián)系，樂(lè)于探索自然界的奧妙，培養(yǎng)學(xué)習(xí)熱情和求是態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn)
1.奧斯特的實(shí)驗(yàn)揭示了電流的磁效應(yīng)。
2.通電螺線管的磁場(chǎng)及其應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)
通電螺線管的磁場(chǎng)及其應(yīng)用。
教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)法、討論法、啟發(fā)式。
教具準(zhǔn)備
奧斯特實(shí)驗(yàn)器材一套、通電螺線管、小磁針、投影儀、大頭針、微機(jī)。
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)過(guò)程
一、復(fù)習(xí)提問(wèn)，引入新課
1.復(fù)習(xí)提問(wèn)
[師]當(dāng)把小磁針?lè)旁跅l形磁體的周圍時(shí)，觀察到什么現(xiàn)象?其原因是什么?
[生甲]觀察到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
[生乙]因?yàn)榇朋w周圍存在著磁場(chǎng)，小磁針受到磁場(chǎng)的磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
2.引入新課
[師]同學(xué)們回答得很好，那么還想知道關(guān)于磁的一些什么樣的知識(shí)?
[生甲]小磁針只有放在磁體周圍才會(huì)受到磁力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎?
[生乙]還有什么物質(zhì)能產(chǎn)生磁場(chǎng)?
[生丙]電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象有聯(lián)系嗎?
[師]同學(xué)們提出的問(wèn)題很好，說(shuō)明大家都動(dòng)了腦筋，在以后的學(xué)習(xí)中仍需要這樣。你們提出的問(wèn)題就是本節(jié)課需要探索的內(nèi)容。
二、進(jìn)行新課
第二節(jié) 電生磁 [板書]
[師]先看課本第一、二自然段，然后再演示，要仔細(xì)觀察、相互討論、得出結(jié)論。
[演示]在小磁針上面有一條直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線觸接電池通電時(shí)，你們能看到什么現(xiàn)象?改變電流的方向，又能看到什么現(xiàn)象?
[生甲]當(dāng)直導(dǎo)線觸接電池通電時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
[生乙]斷電時(shí)，小磁針又回到原來(lái)的位置。
[生丙]當(dāng)改變直導(dǎo)線中電流方向時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化。
[生丁](討論的結(jié)果)通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在著磁場(chǎng)。
[生戊](討論的結(jié)果)通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)方向跟電流方向有關(guān)。當(dāng)電流方向發(fā)生變化時(shí)，磁場(chǎng)的方向也發(fā)生變化。
[師]同學(xué)們回答得很好，我們鼓掌給予鼓勵(lì).以上實(shí)驗(yàn)是丹麥的科學(xué)家?jiàn)W斯特首先發(fā)現(xiàn)的，此實(shí)驗(yàn)又叫奧斯特實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，除了磁體周圍存在著磁場(chǎng)外，電流的周圍也存在著磁場(chǎng)，即電流的磁場(chǎng)，本節(jié)課我們就要研究電流的磁場(chǎng)。
(一)電流的磁場(chǎng) [板書]
[師]這個(gè)實(shí)驗(yàn)看上去非常簡(jiǎn)單，但在當(dāng)時(shí)這一重大發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了科學(xué)界。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(shuō)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)有力地推動(dòng)了電磁學(xué)的研究和發(fā)展.奧斯特實(shí)驗(yàn)用的是一根直導(dǎo)線，后來(lái)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(chǎng)。我們也研究研究，說(shuō)出你們的做法和觀察的結(jié)果。(學(xué)生們把直導(dǎo)線彎成各種形狀，通電看小磁針的變化)
[生甲]我們組彎成三角形，通電后小磁針偏轉(zhuǎn)，周圍存在磁場(chǎng)。
[生乙]我們組彎成正方形，通電后小磁針偏轉(zhuǎn)，周圍存在磁場(chǎng)。
[生丙]我們組把直導(dǎo)線纏在鉛筆上，然后抽出鉛筆，再通電，小磁針偏轉(zhuǎn)，周圍存在磁場(chǎng)。
[師]這種把導(dǎo)線繞在圓筒上，做成的螺線管也叫線圈，它能使各導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在一起，磁場(chǎng)就會(huì)強(qiáng)得多，這樣在生產(chǎn)實(shí)際中用途就大，那么通電螺線管的磁場(chǎng)是什么樣的?
(二)通電螺線管的磁場(chǎng) [板書]
[師]我們下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究通電螺線管的磁場(chǎng)是什么樣，我們每組還是先提問(wèn)題，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、分析、討論，最后得出結(jié)論。
[生甲]我們已了解了條形磁體、蹄形磁體周圍的磁場(chǎng)分布，那么通電螺線管的磁場(chǎng)可能與哪種磁體的相似?
[生乙]通電螺線管的極性與電流方向之間有什么關(guān)系?如何判斷?
(學(xué)生們根據(jù)問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并動(dòng)手做實(shí)驗(yàn))
[生甲]我們組是把一些小磁針?lè)诺铰菥�管四周不同位置，通電后小磁針偏轉(zhuǎn)。畫圖并標(biāo)出小磁針北極的方向，然后用曲線連起來(lái)。
[生乙]我們組是在玻璃板上均勻地撒些鐵屑，細(xì)螺線管通電，輕敲玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。
[師](每組中請(qǐng)一位學(xué)生)現(xiàn)在把你們記錄下小磁針指的方向在(微機(jī))圖中標(biāo)出.還有是把你們的玻璃板(觀察鐵屑的分布情況)放在投影儀上(從屏幕上可直觀顯示出來(lái))，得出什么結(jié)論?
[生甲]把小磁針?lè)旁诼菥�管周圍，通電，小磁針偏轉(zhuǎn).改變電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化。通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。
1.通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。 [板書]
[生乙]我們組是把一些小磁針?lè)旁谕娐菥�管周圍，記錄下小磁針北極指的方向，每個(gè)小磁針北極指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，描出磁感線。磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來(lái)，回到磁體南極，這樣就判斷出通電螺線管的兩極。
[生丙]我們組是把小磁針?lè)旁诼菥�管的兩端通電后，觀察小磁針的N極指向，從而判別通電螺線管的N、S極。
教師引導(dǎo)學(xué)生討論，找出判定的辦法。
[生甲]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)，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。
(教師根據(jù)學(xué)生結(jié)論板書)
2.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)，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。 [板書]
[師]我們知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的電流方向有關(guān)，有什么樣的關(guān)系?我們能否想出一句話來(lái)概括這種普遍規(guī)律�？凑n本圖8.26中螞蟻和猴子是怎么說(shuō)的，你們又怎么說(shuō)?
[生甲]我用右手把一個(gè)通電螺線管夾在腋下，如果電流沿我右臂所指的方向，N極就在我的前方。
[生乙]一根直導(dǎo)線電流是從左向右流動(dòng)，把它從前向后纏成螺線管，N極就在螺線管的左邊。
[生丙]這個(gè)方法不準(zhǔn)確，如果纏螺線管是從右向左繞，或從上向下繞，將不是這個(gè)結(jié)論。
[生丁]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。
[師]大家回答得都很好，雖有不同的看法，還是說(shuō)出了自己的觀點(diǎn)，我很高興看到這樣的場(chǎng)面。我們知道通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似。用學(xué)生的方法能判斷出螺線管的兩極，這個(gè)方法叫安培定則。那么怎么才能增大通電螺線管的磁性?試試看怎么做?
[生甲]我們組是將直導(dǎo)線多繞幾圈，通電后能多吸引幾個(gè)大頭針，說(shuō)明這個(gè)方法可以增大通電螺線管的磁性。
[生乙]我們組是在通電螺線管中插入一根鐵棒，就能吸引更多大頭針，這表明插入鐵芯能使通電螺線管的磁性增強(qiáng)。
[師]插入鐵芯的通電螺線管就構(gòu)成電磁鐵，我們來(lái)制作一個(gè)電磁鐵。
(三)電磁鐵(electromagnet) [板書]
制作電磁鐵 [板書]
[探究]研究電磁鐵
[師]每組用兩個(gè)相同的大鐵釘，一些漆包線，按課本制作兩個(gè)匝數(shù)不同的電磁鐵，再設(shè)計(jì)電路把電磁鐵連到電路里，按電路圖連接電路，試著用電磁鐵吸引大頭針。
(教師巡迴指導(dǎo)，找一組說(shuō)出電路怎么連接。)
[生]我們組是將電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表與電磁鐵連成串聯(lián)電路。通電后能吸引許多大頭針，斷電后大頭針就掉下來(lái)了。說(shuō)明通電電磁鐵有磁性，斷電電磁鐵沒(méi)有磁性。
[師]那電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟什么因素有關(guān)?先大膽猜測(cè)，再做實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。
[生甲]電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能和線圈匝數(shù)有關(guān)。
[生乙]電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能跟電流有關(guān)。
[生丙]電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能與鐵芯的粗細(xì)有關(guān)。
[生丁]電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能跟導(dǎo)線的粗細(xì)有關(guān)。
[生]
[師]同學(xué)們猜測(cè)很多，我們由于時(shí)間和條件關(guān)系，就不能一一探究。現(xiàn)在只考慮電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流和線圈匝數(shù)的關(guān)系，其他的課后再探討。
[生甲]將電路接好，合上開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流增大或減小(觀察電流表指針的示數(shù))，讓電磁鐵吸引大頭針，觀察到電流增大，吸引大頭針數(shù)量增多，反之，電流減小吸引大頭針個(gè)數(shù)減少。
[生乙]這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明：通過(guò)電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。
[生丙]將電路中分別接50匝線圈的電磁鐵和100匝線圈的電磁鐵合上開(kāi)關(guān)，使電路中的電流不變(電流表的示數(shù)不變)。觀察到100匝線圈的電磁鐵吸引大頭針數(shù)量多。
[生丁]這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明：在電流一定時(shí)，外形相同的.螺線管，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。
[師]通過(guò)大家對(duì)電磁鐵的研究，能得出如下結(jié)論(邊說(shuō)邊板書)。
1.電磁鐵在通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)磁性消失。 [板書]
2.通入電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。 [板書]
3.在電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。[板書]
[師]從這些結(jié)論中，你們能看出電磁鐵有哪些優(yōu)點(diǎn)?
[生甲]電磁鐵的磁性有無(wú)可通過(guò)通、斷電來(lái)控制。
[生乙]電磁鐵磁性強(qiáng)弱可以調(diào)節(jié)。
[師]因?yàn)樗@些優(yōu)點(diǎn)，電磁鐵在生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用。請(qǐng)同學(xué)們看屏幕(通過(guò)微機(jī)播放錄像，內(nèi)容有電磁起重機(jī)的工作、電鈴、電報(bào)、自動(dòng)控制系統(tǒng)中的電磁閥門等方面的應(yīng)用)。
三、小結(jié)
和學(xué)生們一起小結(jié)，電流的磁效應(yīng)，通電螺線管的磁場(chǎng)，電磁鐵的內(nèi)容。
四、布置作業(yè)
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：①②③
參考答案：
1.這是個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題，自然界中很多現(xiàn)象與物理知識(shí)是相通的�？梢宰寣W(xué)生自己去調(diào)查，初步領(lǐng)略自然現(xiàn)象的美妙與和諧，不一定要得出結(jié)論。
2.通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體磁場(chǎng)相似，懸掛起來(lái)后，就像指南針一樣，一定指向南北。
3.全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)、排水閥門，汽車上的遙控門鎖、電鈴等都要用到電磁鐵。
五、板書設(shè)計(jì)
第二節(jié) 電生磁
一、電流的磁效應(yīng)
二、通電螺線管的磁場(chǎng)
1.通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。
2.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)，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。
三、電磁鐵
1.電磁鐵在通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)磁性消失。
2.通入電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。
3.在電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)
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