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《电生磁》教学设计
作为一名老师,总归要编写教学设计,借助教学设计可以更大幅度地提高学生各方面的能力,从而使学生获得良好的发展。那么你有了解过教学设计吗?以下是小编收集整理的《电生磁》教学设计,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
《电生磁》教学设计1
【教学内容】
电流的磁效应;探究通电螺线管周围的磁场。
【教材分析】
电流的磁效应是学习电磁现象的基础知识之一。因此,我们应该尽可能让学生明白电流和周围磁场是密不可分的存在。为了解释这个现象,我们可以进行奥斯特实验。在实验中,让学生亲自动手,将一个小磁针放置在直导线附近。通过观察导线通电和断电时小磁针的变化,帮助学生更深入地理解这个现象,并初步认识到电与磁之间存在某种关系。
磁场是通电螺线管的一个重要性质,在本节课中我们将重点探究这个问题。为了培养学生的观察能力、空间想象能力和语言表达能力,我们让学生自己去探索通电螺线管的极性与电流方向之间的关系,并用他们自己的语言来描述出来。在探究结束后,我们会引导学生归纳总结出判断通电螺线管的极性和电流方向的方法,并在师生交流的氛围中引导学生得出安培定则。
【学情分析】
学生已经进行了初步的研究,了解到磁体周围会形成磁场,并且掌握了磁极之间的相互作用规律;学生还知道磁场具有方向性,能够使放入其中的磁针发生偏转;而且对于条形磁铁的磁场也有了一定的直观认识。
【教学重点】
了解电流的磁效应,通电螺线管外部的磁场分布以及通电螺线管的极性与电流方向之间的关系。电流通过导线时会产生磁场。根据安培环路定理,电流周围存在着磁场,其磁感应强度大小与电流的强度成正比。这个磁场是基本物理定律的结果,即当电子在导线中移动时,它们带有的电荷和速度产生的力会使它们受到磁场力的作用,从而形成磁场。通电螺线管是由绕在中心柱上的导线圈组成的。当电流通过螺线管时,每一圈导线都会产生一个磁场,这些磁场的方向相互叠加,形成沿螺线管轴线的磁场。这个磁场的方向可以使用右手定则来确定:将右手握住螺线管,拇指的方向指向电流的流动方向,其他手指的弯曲方向即为磁场的方向。通电螺线管外部的磁场分布与螺线管的结构有关。在螺线管的轴线附近,磁场强度较大,随着距离的增加逐渐减小直至消失。在螺线管周围形成了环状的磁场。通电螺线管的极性与电流方向之间存在关系。当电流通过通电螺线管时,由于每一圈导线都带有相同的电流方向,所以整个螺线管的极性是一致的。根据右手定则,电流的方向决定了磁场的方向,进而确定了通电螺线管的极性。当电流从螺线管底部进入并绕过中心柱时,通电螺线管的底部将成为南极,顶部将成为北极。这些是关于电流的磁效应、通电螺线管外部磁场分布以及通电螺线管极性与电流方向之间关系的原创内容。
【教学难点】
探究通电螺线管的磁场极性与电流方向的关系并总结得出简单的判断方法。
【教学目标】
1.知识和技能
(1)了解电流的磁效应,初步认识到电和磁之间存在某种联系。
(2)我们知道当导体通电时,会在它周围产生一个磁场。与此类似,通电螺线管也会产生一个磁场,这个磁场与条形磁铁相似。
(3)会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
2.过程和方法
(1)观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用,初步了解电和磁之间有某种联系。
(2)探索电流方向与通电螺线管外部磁场方向之间的关系。我们知道,当电流通过通电螺线管时,会在其周围产生一个磁场。但是,这个磁场的方向与电流方向之间具体的关系是怎样的呢?根据右手定则,我们可以得出结论:当我们将右手张开,让拇指指向电流方向,四指弯曲的方向就代表了磁场的方向。也就是说,电流方向与通电螺线管外部的磁场方向是相互垂直的。换句话说,如果电流由螺旋线圈的末端进入并沿螺旋线圈向上流动,那么螺旋线圈外部的磁场将会形成一个顺时针的方向。相反地,如果电流由螺旋线圈的顶端进入并沿螺旋线圈向下流动,那么螺旋线圈外部的磁场将会形成一个逆时针的方向。综上所述,电流方向与通电螺旋线圈外部磁场方向之间存在一种垂直关系。这个关系对于理解和应用磁场的生成和控制具有重要意义。
3.情感、态度与价值观
通过对奥斯特的形象和事迹的介绍,我们可以深刻感受到他的问题意识和勇于进行科学探索的精神。奥斯特善于发现问题,敏锐地捕捉到生活中普通而微不足道的细节,从中挖掘出隐藏的奥秘。他不满足于表面现象,而是不断追问为什么和如何。正是这种坚持和好奇心,使得奥斯特有能力去解决那些看似无解的难题。让我们一起体验一下电和磁之间的联系吧。当我们用磁铁靠近一个铁质物体时,我们可以感受到它们之间存在着某种吸引力。这让我们想要了解更多关于电和磁的秘密。于是,我们开始进行实验:将导线绕在铁芯上,连接上电源,然后观察会发生什么。我们发现,当电流通过导线时,铁芯就会变成一个强大的电磁体,吸引或排斥其他磁性物体。这种联系让我们更加好奇,激发了我们探索自然界奥秘的习惯。通过这段经历,我们认识到了问题的重要性和科学探索的价值。我们不再满足于被动地接受知识,而是积极主动地提出问题,并追求答案。我们理解到发现问题是进入科学世界的第一步,只有不断寻找问题,才能对自然界有更深入的了解。奥斯特的精神激励着我们,让我们更加勇敢地面对未知,更加乐于探索自然界的奥秘。通过培养好奇心、持续观察和实验,我们可以拓宽视野,增长知识,不断发现新的问题,并为解决这些问题做出贡献。
【课程资源】
教具准备:电脑平台、实物投影仪、学生电源、螺线管演示器、小铁钉、长直导线一根、干电池3节(带电池座)、小磁针4个、导线若干、多媒体课件、铁屑、纸杯(内装 9 v 电池、小电磁铁组成的电路)。
学具准备:铜钉、彩色笔(或竹筷)、铝屑一小包、小磁铁四个、长曲导线一段、锌碳电池三节(带电池盒)、塑料方块一个、导线若干。(分12个学习小组)。
【教学流程图】
魔术引入课题──探究奥斯特实验──介绍奥斯特实验,对学生进行物理史教育──通过观察现象引发疑问,探究如何增强通电导体的磁场──学生进行缠绕螺线管的实践活动──学生进行检验螺线管通电后产生磁场的实验──学生探究螺线管的磁场分布的实践活动──学生探究改变螺线管磁场的方法的'实验──师生共同讨论得出安培定则──学生进行课堂练习──知识回顾与总结──布置作业。
【教学过程】
一、创设情景,引入新课(创设情境,激发学生实验兴趣和求知欲)
教师:在课堂开始前,老师为了增加学生的兴趣,准备了一个神奇的魔术表演——纸盒吸铁。接着,老师向学生们提出了一个问题:“你们认为这个纸盒里面可能是什么?你们的猜想是基于什么样的依据呢?”
教师打开开关,无法吸引铁屑,引发学生的思维矛盾。这时,教师决定打开一个盒子,让学生认识到刚刚产生的磁力可能与电有关。
二、探究新课,释疑解惑(经历科学探究过程,获得相关知识和积极的情感体验)
1.探究奥斯特实验──通电导体周围有磁场
教师提问:我们怎样判断一个物体是否具有磁性呢?
学生回答:观察他是否能够吸引铁屑,我们可以利用磁体之间的相互作用来进行检验。
教师:一个电池能吸引铁屑吗?我们怎样做才有可能产生磁呢?
学生回答:只有当电路完整闭合时,电流才能够形成。
教师:我们可以设计一个什么样的实验来检验你的猜想?
小组讨论后交流。
教师:根据学生所述对该实验进行演示。
学生实验,并将观察到的现象向全班交流。
过渡: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在一次偶然的实验中就发现了电和磁之间是有联系的,他是怎样做这个实验的呢?我们一起来看看视频吧!
2.播放奥斯特实验的操作方法。对学生进行物理学史的教育
教师提问:大家觉得与我们刚才探究的实验相比,这个实验有哪些不同呢?
小磁针在视频中的偏转角度非常大,而我们在实验时观察到的偏转角度相对较小,可能是由于以下原因引起的:
1.磁场强度:视频中使用的磁场可能比我们实验时使用的磁场强度更大。较强的磁场可以使小磁针受到更大的力,从而产生更大的偏转角度。
2. 磁针灵敏度:磁针的灵敏度与其制造材料和形状有关。视频中的小磁针可能比我们实验时使用的磁针更加灵敏,因此即使在较小的力作用下也会产生较大的偏转角度。
3. 环境干扰:实验环境中可能存在其他干扰源,如电磁干扰、温度变化等,这些干扰会影响小磁针的偏转情况。视频中可能采取了一些措施来最大限度地减少这些干扰。总之,视频中小磁针偏转角度较大,而实验中偏转角度较小可能由于磁场强度、磁针灵敏度以及环境干扰等多种因素的综合影响。
学生思考后回答。
教师:在实验中,我们可以通过增加导体的长度、增加通电导线的匝数或者增加电流强度来增强通电导体的磁场。这些方法可以提高磁场的强度和影响范围。在实际生活中,我们经常使用这些方法来增强磁场,如在电动机、发电机、变压器等设备中,通过增加线圈的匝数或增加电流强度来增强磁场以提高设备的性能。通过这些手段可以使得磁场更加强大,从而满足实际需求。
设置问题过渡:
人们在生产实践中把导线弯成各种形状,发现把导线绕成一圈一圈的螺线管状,磁场就会强得多,这样在生产生活中用途就大,下面我们也来制作一个螺线管,怎样做呢?
3.探究通电螺线管的磁场
探究1:制作螺线管
教师:针对教材内容演示螺线管的缠绕方法。
教师提问:请同学们利用桌上的器材制作两个螺旋线圈。为了方便缠绕,大家可以选择将其中一个绕在铅笔上,另一个则绕在铁钉上。接下来,我们可以互相比较一下,看看谁能够更快且更完美地完成绕制过程。
教师:你认为可能有几种缠绕的方法?
学生们自主制作了一个螺线管教师巡查的项目,并且他们将在展示中进行演示。我非常欣赏并鼓励他们的努力和创意。
教师:你认为可能有几种缠绕的方法?
探究2:通电螺线管吸引铁屑
教师:非常好,大部分同学都成功地将螺线管缠绕好了,现在请每个小组给螺线管通电,并观察它们对铁屑的吸引力,看看哪一个螺线管能够吸引最多的铁屑。
学生实验。教师巡查,不能吸引的小组讨论解决,可以请其他小组的同学帮忙(通过吸引铁屑的多少让学生内心明了用铁钉的实际意义)。
探究3:通电螺线管外部磁场的分布情况
教师设问:经过同学们的研究,我们已经证实通电螺线管能够产生磁场。根据我们的猜想,通电螺线管的磁场与之前研究的电磁铁的磁场相似。我们的猜想基于以下依据:首先,通电螺线管实质上也是由导线组成的,并且在通电时会形成电流。而电流正是产生磁场的源头之一。其次,电磁铁通过激活电流来产生磁场,而通电螺线管也是如此。因此,我们可以推测通电螺线管的磁场与电磁铁的磁场相似。当然,为了验证这个猜想,我们还需要进一步的实验和观察。
学生回答。
我们用什么方法来研究它的磁场分布情况呢?(教师播放幻灯片,让学生通过对比找出判定办法。)
教师:要求学生按照教材图示进行实验并在圆圈中画出小磁针,把小磁针的n级涂黑。
教师:演示用铁屑研究螺线管磁场分布的实验。
教师将用铁屑做的演示螺线管磁场的分布投影到银幕上并播放螺线管的磁场与条形磁铁的磁场对比图,引导学生分析通电螺线管的磁场形状。即:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
探究4:通电螺线管的极性与电流方向的关系
教师提问:如何改变螺线管的极性?
引导学生思考一种实验:假设有一个螺线管,将其倒过来放置,我们观察到其中哪些因素发生了变化?
学生:实验检验自己的判断是否正确。
教师:我们知道通电螺线管两端的极性与通过螺线管的电流方向有直接关系。具体而言,当电流从螺线管的一端进入时,另一端将产生相应的极性;当电流方向改变时,极性也会随之反转。这种关系可以通过实验进行判定。为了找到一种判定方法,我们可以参考画面中的蚂蚁和猴子所说的话。或许他们能给予我们某种启示。
学生合作学习:学生看蚂蚁和猴子说的话,小组讨论。
教师提醒学生:如果我们沿着电流方向前进,北极会位于哪一侧呢?请用右手规则概括通电螺线管的北极与电流方向之间的关系。
教师:伟大的物理学家安培通过实践发现,我们可以在右手上找到一些规律。为了纪念他的贡献,人们将这些规律总结为安培定则。现在让我们一起来学习一下吧!
安培定则:右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的n极。并教会学生安培定则歌:右手握住螺线管,四指顺着电流转,拇指指向n极端。出示投影,让学生熟记安培定则歌。
学生练习:将长直铝导线缠绕在黑色的胶管上,假设电流从螺线管的左侧进入并从右侧流出,可以通过以下方式进行判断:使用右手法则,将右手大拇指的指向电流的方向,如果其他四个手指的弯曲方向与螺线管的缠绕方向一致,那么电流应该是从左侧进入并从右侧流出。如果电流从螺线管的右侧进入并从左侧流出,使用右手法则进行判断,其他四个手指的弯曲方向应该与螺线管的缠绕方向相反。如果改变螺线管的缠绕方向,即将原本顺时针方向的缠绕改为逆时针方向或反之,可以使用右手法则进行判断,如果其他四个手指的弯曲方向与螺线管的新缠绕方向一致,则电流的进出方向也会相应改变。
教师投影,检验学生掌握情况。
三、交流小结、随堂练习、总结评估(帮助巩固知识,让物理走向应用、走向社会)
1.今天你学到了哪些知识?你有哪些新的体会。
2.布置作业:
(1)反馈练习:动手动脑学物理:①②③
(2)拓展知识:为了更好地理解电动门的工作原理以及通电螺线管在生活中的应用,我们可以研究一下家中或附近住宅楼的电动门是如何运作的,主要依靠什么控制门锁的。在现代社会中,电动门已经成为许多住宅楼和商业建筑的常见装置之一。电动门的工作原理主要涉及电力传输、电能转变和控制系统。电动门通常由以下几个部分组成:门体、门轨、门框、电机、传动装置、控制系统等。门体是指实际的门板,通常由金属或木材制成,并安装在门轨上。门轨是固定在地面或天花板上的轨道,用于支撑和引导门体的运动。门框是门体插入的框架,确保门的稳定性和密封性。在电动门的工作过程中,电机是至关重要的组成部分。电机通常安装在门轨上,通过传动装置将运动转化为门体的开合动作。电机的正常运行需要电能供应,这时通电螺线管就发挥了重要的作用。通电螺线管是一种通过电流在其周围产生磁场的装置。在电动门中,通电螺线管被用作门锁的控制器。当通电螺线管受到电流激励时,它会产生一个强磁场。这个磁场可以吸引或释放门锁的部分,从而实现自动开关门体。控制系统是为了确保电动门能够按照预期运行而设计的。通常,控制系统由传感器、触发器、开关和计时器等组成。传感器可以检测周围环境中的人员或物体,并向控制系统发送信号。触发器接收传感器的信号,并根据预定的程序激活通电螺线管来控制门锁。开关则用于手动操作门体的开合,而计时器可以设置特定的时间间隔,以便自动关闭门体。综上所述,电动门依靠电机、传动装置、控制系统及通电螺线管等多个部件协同工作,实现门体的自动开合。通电螺线管作为门锁的控制器,通过产生磁场对门锁进行控制。通过研究电动门的工作原理,我们可以更好地理解通电螺线管在生活中的应用。
(3)探索生活中的奥秘:研究牵牛花和菜豆茎的缠绕方向与生长方向之间的关联。观察葡萄和丝瓜的卷须缠绕方向与生长方向之间的联系。探讨这些现象是否与我们之前研究的磁场和电流方向存在某种关系。
【板书设计】
第三节?电生磁
一、电流的磁效应
1.通电导体周围存在磁场。
2.磁场的方向跟电流的方向有关。
二、通电螺线管的磁场
1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
2.通电螺线管两端的极性取决于电流的方向,当电流方向改变时,通电螺线管的极性也会随之改变。
3.握住螺线管,右手拇指指向n极端,四指顺着电流转,这就是安培定则的歌。
《电生磁》教学设计2
【教学内容】
电流的磁效应;探究通电螺线管周围的磁场。
【教材分析】
电流的磁效应是学习电磁现象的重要基础。因此,要尽可能让学生认识到电流及其周围的磁场是同时存在而密不可分的。为了说明这个问题,在做奥斯特实验的时候,要让学生亲手做实验,把小磁针放在直导线附近,通过观察导线通电时和断电时小磁针发生的变化,帮助学生加深对知识的理解,初步认识电与磁之间存在某种关系。
通电螺线管的磁场是本节的重点之一,因此,要让学生自己去探究,用自己的语言表述出通电螺线管的极性与电流方向之间的关系,以培养学生的观察能力、空间想象能力和语言表达能力。探究结束后,让学生自己归纳、判断通电螺线管的极性和电流方向的方法,再在师生相互交流的气氛中引导学生得出安培定则。
【学情分析】
学生已研究了简单的磁现象,知道了磁体周围存在磁场以及磁极间的相互作用规律;知道磁场是有方向性的,并且能使放入其中的磁针发生偏转;对条形磁铁的磁场有了一定的感性认识。
【教学重点】
认识电流的磁效应,通电螺线管外部磁场分布,通电螺线管极性与电流方向的关系。
【教学难点】
探究通电螺线管的磁场极性与电流方向的关系并总结得出简单的判断方法。
【教学目标】
1.知识和技能
(1)认识电流的磁效应,初步了解电和磁之间有某种联系。
(2)知道通电导体周围存在着磁场,通电螺线管的磁场与条形磁铁相似。
(3)会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
2.过程和方法
(1)观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用,初步了解电和磁之间有某种联系。
(2)探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。
3.情感、态度与价值观
通过奥斯特的图片、事迹介绍,感悟奥斯特善于发现问题,勇于进行科学探索的精神;通过体验电和磁之间的联系,形成乐于探索自然界奥秘的习惯。
【课程资源】
教具准备:电脑平台、实物投影仪、学生电源、螺线管演示器、小铁钉、长直导线一根、干电池3节(带电池座)、小磁针4个、导线若干、多媒体、铁屑、纸杯(内装 9 V 电池、小电磁铁组成的电路)。
学具准备:铁钉、铅笔(或木筷)、铁屑一小包、小磁针四个、长直导线一段、干电池三节(带电池座)、塑料圆筒一个、导线若干。(分12个学习小组)
【教学流程图】
魔术引入课题──探究奥斯特实验──介绍奥斯特实验,对学生进行物理史教育──由现象设疑,如何增强通电导体的磁场──学生探究活动:缠绕螺线管──学生探究活动:检验螺线管通电后产生磁场──学生探究活动:探究螺线管的磁场分布──学生探究活动:探究改变螺线管磁场的方法──师生探讨得出安培定则──学生课堂练习──知识回顾──布置作业。
【教学过程】
一、创设情景,引入新课(创设情境,激发学生实验兴趣和求知欲)
教师:上课之前,老师先给大家表演一个魔术──纸盒吸铁,然后提问学生:此盒中可能是什么?你猜想的依据是什么?
教师断开开关,再去接触铁屑,由不能吸引铁屑引起学生思维冲突,此时教师将纸盒打开,让学生明白,刚才产生的磁可能跟电有关。
二、探究新课,释疑解惑(经历科学探究过程,获得相关知识和积极的情感体验)
1.探究奥斯特实验──通电导体周围有磁场
教师提问:我们怎样判断一个物体是否具有磁性呢?
学生回答:看他能否吸引铁屑。利用磁体间的相互作用来检验。
教师:一个电池能吸引铁屑吗?我们怎样做才有可能产生磁呢?
学生回答:要有电流……要形成一个电路,电路闭合才有电流。
教师:我们可以设计一个什么样的实验来检验你的猜想?
小组讨论后交流。
教师:根据学生所述对该实验进行演示。
学生实验,并将观察到的现象向全班交流。
过渡: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在一次偶然的实验中就发现了电和磁之间是有联系的,他是怎样做这个实验的呢?我们一起来看看视频吧!
2.播放奥斯特实验的操作方法。对学生进行物理学史的教育
教师提问:看了这个实验后,大家觉得与我们刚才做的实验相比,有哪些不同吗?
视频中的小磁针偏转的角度那么大,而我们实验的时候却那么小,可能是什么原因形成的?
学生思考后回答。
教师:在实验中利用短路获得较强的电流来增加磁性。在一般情况下是不允许的,在实际生活中我们用什么办法来增强通电导体的磁场呢?
设置问题过渡:
人们在生产实践中把导线弯成各种形状,发现把导线绕成一圈一圈的螺线管状,磁场就会强得多,这样在生产生活中用途就大,下面我们也来制作一个螺线管,怎样做呢?
3.探究通电螺线管的磁场
探究1:制作螺线管
教师:针对教材内容演示螺线管的缠绕方法。
教师提问:下面请同学们利用桌上的器材制作两个螺线管,为了缠绕方便,请大家一个缠绕在铅笔上,一个缠绕在铁钉上,比一比,看谁绕得即快又好。
教师:你认为可能有几种缠绕的方法?
学生制作螺线管教师巡查,学生展示。(对展示的予以肯定和鼓励)
教师:你认为可能有几种缠绕的方法?
探究2:通电螺线管吸引铁屑
教师:很好,大部分同学都非常成功地绕好了螺线管,下面请每个小组给螺线管通电,然后去吸引铁屑,看哪一个螺线管吸引的铁屑最多。
学生实验。教师巡查,不能吸引的小组讨论解决,可以请其他小组的`同学帮忙(通过吸引铁屑的多少让学生内心明了用铁钉的实际意义)。
探究3:通电螺线管外部磁场的分布情况
教师设问:刚才同学们的探究已经证实了通电螺线管能产生磁场,它的磁场以前研究的哪种磁体的磁场相似?说出你的猜想及猜想的依据。
学生回答。
我们用什么方法来研究它的磁场分布情况呢?(教师播放幻灯片,让学生通过对比找出判定办法。)
教师:要求学生按照教材图示进行实验并在圆圈中画出小磁针,把小磁针的N级涂黑。
教师:演示用铁屑研究螺线管磁场分布的实验。
教师将用铁屑做的演示螺线管磁场的分布投影到银幕上并播放螺线管的磁场与条形磁铁的磁场对比图,引导学生分析通电螺线管的磁场形状。即:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
探究4:通电螺线管的极性与电流方向的关系
教师提问:如何改变螺线管的极性?
引导学生思考:在电路不变的情况下,将螺线管掉头,看看螺线管中哪些因素发生了变化?
学生:实验检验自己的判断是否正确。
教师:我们知道通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向有关,有什么样的关系?我们能不能找到一种判定的方法呢?(出示投影),下面请大家看画面中蚂蚁和猴子是怎么说的,我们能否受到某种启示呢?
学生合作学习:学生看蚂蚁和猴子说的话,小组讨论。
教师给予适当提示:如果我们自己沿着电流方向走,北极在哪一边?你能用右手来概括通电螺线管的北极与电流方向的规律吗?
教师:伟大的物理学家安培通过实践发现在我们的右手上找到了规律,人们为了纪念他,把他总结的规律规定为安培定则下面我们来一起学习一下吧!
安培定则:右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。并教会学生安培定则歌:右手握住螺线管,四指顺着电流转,拇指指向N极端。出示投影,让学生熟记安培定则歌。
学生练习:将长直铝导线缠绕在黑色的胶管上,假设电流从螺线管的左流入右流出,应该怎样判断?如果电流从螺线管的右边流入左边流出呢?再改变螺线管的缠绕方向试试看?
教师投影,检验学生掌握情况。
三、交流小结、随堂练习、总结评估(帮助巩固知识,让物理走向应用、走向社会)
1.今天你学到了哪些知识?你有哪些新的体会。
2.布置作业:
(1)反馈练习:动手动脑学物理:①②③
(2)知识拓展:研究你家或附近住宅楼的电动门是如何工作的,主要靠什么控制门锁。进一步帮助学生理解通电螺线管在生活中的应用。
(3)走进生活:研究牵牛花、菜豆的茎缠绕的方向与生长的方向之间的关系。观察葡萄、丝瓜的卷须的缠绕方向与生长的方向之间的关系。看看与我们研究的磁场与电流方向之间有没有某种联系。
【板书设计】
第三节电生磁
一、电流的磁效应
1.通电导体周围存在磁场。
2.磁场的方向跟电流的方向有关。
二、通电螺线管的磁场
1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时,通电螺线管的极性也发生改变。
3.安培定则歌──右手握住螺线管,四指顺着电流转,拇指指向 N 极端。
《电生磁》教学设计3
课题
第九章:电与磁?第三节:电生磁
学习
目标
知识目标:
1、认识电流的磁效应;
2、当电流通过导体时,会产生一个磁场。这个磁场环绕着导体,并且具有一定的方向和强度。类似地,通电螺线管也会产生一个磁场,其特性与条形磁体相似。
过程方法:
1、通过进行直导线电流磁场和通电螺线管磁场实验,可以帮助学生进一步培养空间想象能力。
2、通过对实验结果进行深入分析和综合归纳,可以有效提升学生的比较能力、分析能力以及得出结论的能力。
情感目标:
通过了解电与磁的相互关系,引导学生对自然界奥妙的探索充满兴趣,培养他们对学习的热情和追求真理的态度,初步掌握探索物理规律的方法和技巧。
学习重点
奥斯特的实验;通电螺线管的磁场
学习难点
通电螺线管的磁场及其应用
教学方式
实验法、讨论法、启发式
教具与
媒体
奥斯特实验器材一套、通电螺线管、小磁针、投影仪、大头针、微机
教
学
程
序
内容与教师活动
学生活动
设计
依据
一、创设情境,引入新课(5min)
师电和磁现象在某些方面表现相似,这让我们不禁思考它们之间是否存在一定的联系。
从哲学的视角来看,长久以来并没有发现电与磁之间的联系。然而,一位丹麦物理学家奥斯特进行了一个实验,揭示了电与磁的关联,这是一个重要的发展史节点。(板书课题──电生磁)
二、进入新课,科学探究
(一)电流的磁效应(10min)
1、【奥斯特实验】实验设置如下:将一根铜导线水平放置在静止的小磁针的正上方。通过通电使导线中产生电流,观察到小磁针发生了偏转,此现象可由课本图8、2—2所示。
【分析】
(1)小磁针偏转→受到了磁力的作用;
(2)通过磁场的基本特征,我们可以推断小磁针是处于某个磁场中的。
(3)导线通有电流,小磁针就偏转,断开电流,又会恢复原来的状态;说明是通电导线产生了磁场,即通电直导线产生了磁场。
【结论】电流周围能够产生磁场。(板书课题)
学生回答
学生观察
学生观察、讨论
师生分析
培养学生的辩证唯物主义观点
直观的演示实验能调动学生的积极性
2、磁场方向与电流方向的关系
【问题】磁场方向与电流方向有没有关系呢?
【猜想】有或没有。
【演示】
改变电流方向后,发现小磁针的偏转方向也相应改变,这表明磁场方向也发生了改变。
【结论】电流会产生磁场,而磁场的方向与电流方向有直接关系。当电流方向改变时,对应的磁场方向也会相应地改变。
3、电流的磁效应
【总结】总结以上现象,可以得出结论。
【结论】电流通过导线时会产生磁场,磁场的方向与电流方向相互关联,这一现象被称为电流的磁效应。
(二)通电螺线管的磁场(20min)
1、【问题】一根通电的直导线周围的磁场常常很弱,我们应该怎样改进才能使这种较弱的磁场能够明显地显示出来,并加以应用呢?
【猜想】(1)通过提高电流的大小;(2)将直导线集中排列并呈螺旋形状,从而形成螺线管。
【练习】让学生练习螺线管的画法、有骨架的螺线管的画法等。
2、【探究】:通电螺线管的磁场是什么样的?
【设计实验】
(1)如何确定一个磁场是怎样分布的?需要什么器材?
(2)螺线管的磁场方向与电流方向是有关的。为了验证这种关系,我们可以进行以下实验。1、准备一根螺线管和一个直流电源。2、将电源与螺线管连接,在电流通过螺线管时观察螺线管周围的磁场情况。3、使用一个指南针或磁力计来测量螺线管周围的磁场方向和强度。首先,将指南针放置在螺线管附近,记录指南针的偏转方向。然后,用磁力计测量螺线管周围的磁场强度。4、改变电流方向,再次观察和测量螺线管周围的磁场情况。5、对比两种电流方向下螺线管周围的磁场方向和强度数据,确定螺线管的磁场方向与电流方向的关系。通过实验数据的比较和分析,我们能够验证螺线管的'磁场方向与电流方向有关。具体而言,当电流方向与螺线管的绕线方向相同时,螺线管周围的磁场方向与电流方向一致;当电流方向与螺线管的绕线方向相反时,螺线管周围的磁场方向与电流方向相反。这种关系可以用右手定则来描述,即将右手握住螺线管,大拇指所指的方向表示电流方向,其他四指的弯曲方向表示磁场方向。注意:以上内容为人工智能生成的原创内容,仅供参考。
【进行实验1:探究通电螺线管的磁场分布】
(1)螺线管磁场演示仪是一种用于演示和观察磁场的实验仪器。它由一个螺线管和一些铁屑组成。螺线管是一个由导线缠绕而成的线圈,它通常由铜线制成。线圈的一个端点连接到正电源,另一个端点连接到负电源。当电流通过线圈时,产生的磁场可以使铁屑发生移动或排列。线圈的位置通常位于一个透明的玻璃或塑料容器内部。在演示过程中,铁屑会被均匀地分布在容器的底部。当通电时,螺线管产生的磁场会影响到铁屑,使其发生移动。铁屑会按照磁力线的方向进行排列,形成有规律的图案。这种排列可以帮助我们直观地观察和理解磁场的特性。通过调节螺线管的电流强度和方向,我们可以改变磁场的属性,进而改变铁屑的排列方式。这使得螺线管磁场演示仪成为了学习和研究磁场的重要工具之一。总的来说,螺线管磁场演示仪的构造简单而实用,通过观察铁屑的移动和排列,我们可以直观地了解和研究磁场的特性。它不仅在学校教学中被广泛使用,也可以作为科学实验和展示的工具。
(2)在螺线管磁场演示仪中,我们通电产生一个磁场,并通过振动演示仪来观察铁屑的重新分布情况。
(3)把它与条形磁体的铁屑分布进行对比。
【结论】
通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
【进行实验2:探究通电螺线的磁场方向】
(1)在螺线管的一端放置一个小磁针,当电流方向发生改变时,我们可以观察到小磁针也会随之偏转。
(2)通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管磁场的方向。
(3)改变电流方向,观察小磁针的指向是否发生改变。
【现象】
当电流方向发生变化时,小磁针也会随之改变方向。当电流方向改变时,小磁针的偏转方向也相应地发生了变化,与改变电流方向的偏转方向正好相反。
【结论】
(1)通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场是相似的。
(2)通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
3、【新问题】
由于把导线绕成螺线管后,还存在一个绕向的问题,磁场方向除了与电流方向有关外,与线圈的绕向是否也有关系呢?
【猜想】有关或者无关。
【实验验证】
使用两个绕向不同的螺线管,给它们通有相同方向的电流,我们可以通过小磁针来判断螺线管的极性是否发生了改变。
【现象】小磁针的偏转方向正好相反。
【结论】在保持电流方向不变的情况下,通电螺线管的磁场方向与线圈的绕向密切相关。如果改变线圈的绕向,则磁场方向也会随之改变。
(三)安培定则(5min)
【总结】如何由电流方向、线圈的绕向确定磁场方向呢?
大家看课本上的几种说法有没有道理。
【安培规则】用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管所围绕的电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
〖视频〗通电螺线管磁场演示。
(四)思考与练习
学生思考
师生讲论
学生思考
学生回答
学生练习
学生回答
学生观察
学生观察
师生讨论
学生思考
师生讨论
学生回答
小探究也要体现猜想这一重要环节
渗透转换的思想,培养创新能力
放手发动学生,是成败的关键
用类比的方法揭示问题
演示要尽量体现直观性
为得出安培定则打基础、做铺垫
给定一个易掌握的法则,比单独记住某个结论更简便
小结
在本节课中,我们探索了电能与磁能之间的紧密联系,即电能可以转化为磁能的现象。
这个发现被归功于丹麦物理学家奥斯特,因此也被称为奥斯特实验。奥斯特实验证明了电流能够通过导体产生磁场。尽管这个磁场相对较弱,但为了进一步研究和应用,人们将直导线改为螺线管,使其磁场更加强大。通过这种改进,人们发现通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场非常相似。在这个过程中,人们也发现了磁场方向遵循右手定则,这也被称为安培定则。
作业
动手动脑学物理:①、②、③、④
教学流程
板书设计
第三节:电生磁
一、电流的磁效应
电流通过导线时会产生磁场,磁场的方向与电流方向密切相关,这一现象被称为电流的磁效应。
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、判断方法:将右手握住螺线管,让四指弯曲指向电流的方向,则大拇指所指的那端即为螺线管的北极。
课后反思
这节课涵盖了许多概念,并且包含了两到三个小型探究实验,因此我们在时间安排上需要非常灵活,以适应学生的接受能力。
尽管有多个探索实验可供选择,但是突出磁场实验对于理解通电螺线管的原理非常重要。在实验材料有限的情况下,保证实验的再现性是至关重要的,这样大多数学生可以清楚地观察到铁屑在通电螺线管周围的分布情况。
另外几个实验尽量让学生亲身参与,因为这些实验所需的器材都是常见的,并且步骤也相对简单,可以激发学生的学习热情。
《电生磁》教学设计4
一、教学目标
1.知识与技能
.认识电流的磁效应,初步了解电和磁之间有某种联系。
.会用安培定则来判断通电螺线管的极性
2.过程和方法
.观察磁体间的相互作用,感知磁场的存在。
.经历观察磁现象、总结类比的过程,学习从物理现象和实验中归纳规律,初步认识科学研究方法的重要性。
3.情感、态度与价值观
.使学生在经历分析、观察的过程中体会到学习探究的乐趣。
二、重点和难点
1.重点:奥斯特实验
2.难点:安培定则来判断通电螺线管的极性
三、学生情况分析
电流的磁效应是电磁现象的重要基础,也是学生全新的知识。奥斯特实验让学生亲自动手做,有利于加深学生对知识的认识和理解。由于器材的限制,教师可以演示通电螺线管的实验,让学生讨论描绘通电螺线管的磁场形态,也能达到学生探究的目的。
四、教学教具
学生实验:导线,一节干电池,一个小磁针
演示实验:(多媒体)学生电源,螺线管,小磁针
五、教学设计
教师活动
学生活动
说明
引入
直接要求学生按课本62也的图9.3-2进行实验,并记录实验现象。
学生分组实验,把实验现象记录下来,并提出实验中遇到的问题和困难。
实验开始课堂,有利于提高学生的求知欲,让学生马上进入课程学习的状态。
新课
一.电流的磁效应
引导学生讨论实验现象
(允许学生提出实验失败的结论,并展开讨论,归纳失败的原因)
要求学生通过实验现象,归纳出结论。(播放多媒体奥斯特实验)
教师归纳此现象为电流的磁效应。介绍奥斯特实验的由来和重大意义。
二.通电螺线管的磁场
1.介绍螺线管的'由来。
2.演示实验:把小磁针均匀的分布在通电螺线管的周围。把通电后小磁针的指向投影出来,让学生把通电螺线管的磁场用磁感线描绘出来。
提问:描绘出来的通电螺线管的磁场与什么磁体的磁场相似?
3.提问:竟然通电螺线管周围存在磁场,它的磁场方向与什么因素有关?(播放多媒体奥斯特实验)
根据学生的猜想进行实验,验证猜想是否正确。
4.为了能方便的判断通电螺线管的磁场方向,安培发明了安培定则。逐步讲解安培定则的使用方法
学生发言:导线通电后,小磁针发生偏转,把电池正负极对调后,小磁针偏转的方向改变。
学生发言:导电导线的周围有磁场,磁场的方向与电流方向有关。
学生独立描绘通电螺线管的磁场。
学生回答:条形磁体
学生大胆猜测:电流方向,螺线管的绕线方向。
学生归纳:通电螺线管的磁场方向与电流方向和绕线方向有关。
学生一边学,一边练习
通过实验现象,归纳结论是物理学科的一个重要技能,让学生亲身体会,有利于提高学生的观察能力和归纳能力。
培养学生处理实验数据的描绘图像的能力,以及通过图像的分析、比较、归纳出结论的能力。
鼓励学生敢于猜想,同时学会做出有根据的猜想。
课堂补充练习
课本:65页动手动脑第1题
学生独立完成
及时巩固,加深理解
六、板书设计
一、电流的磁效应
1.通电的导线周围存在磁场
2.磁场的方向与电流方向有关
二、通电螺线管
1.定义:导线绕在圆筒上做成的螺线管
2.通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似
3.通电螺线管的磁场方向与电流方向和绕线方向有关。
三、安培定则
1.作用:判断通电螺线管的极性与电流方向
2.判断方法:
《电生磁》教学设计5
【教学内容】
电流的磁效应;探究通电螺线管周围的磁场。
【教材分析】
电流的磁效应是电磁现象中的重要基础,为此需要让学生清楚地认识到电流与周围磁场是密切相关的。为了说明这一点,可以通过进行奥斯特实验,让学生亲自动手操作。例如,将小磁针放置在直导线附近,观察导线通电和断电时小磁针所发生的变化。通过这样的实验观察,能够帮助学生更加深入地理解知识,初步认识到电与磁之间存在某种关联。
通电螺线管的磁场是本节的重点之一,因此,要让学生自己去探究,用自己的语言表述出通电螺线管的极性与电流方向之间的关系,以培养学生的观察能力、空间想象能力和语言表达能力。探究结束后,让学生自己归纳、判断通电螺线管的极性和电流方向的方法,再在师生相互交流的气氛中引导学生得出安培定则。
【学情分析】
学生已经进行了简单的研究,了解到磁体周围存在着磁场,以及磁极之间的相互作用规律。他们知道磁场具有方向性,并且能够使放入其中的磁针发生偏转。对于条形磁铁的磁场,他们也有了一定的感性认识。
【教学重点】
认识电流的磁效应,通电螺线管外部磁场分布,通电螺线管极性与电流方向的关系。
【教学难点】
探究通电螺线管的磁场极性与电流方向的关系并总结得出简单的判断方法。
【教学目标】
1、知识和技能
(1)了解电流的磁效应,初步认识到电和磁之间存在某种联系。
(2)当电流通过导体时,导体周围会产生磁场。通电螺线管的磁场具有与条形磁铁相似的特性。
(3)我可以判断通电螺线管的两端极性或电流方向。
2、过程和方法
(1)通过观察和感受通电导体与磁体之间的相互作用,我们可以初步认识到电与磁之间存在着某种联系。
(2)探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。
3、情感、态度与价值观
通过奥斯特的图片、事迹介绍,感悟奥斯特善于发现问题,勇于进行科学探索的精神;通过体验电和磁之间的联系,形成乐于探索自然界奥秘的习惯。
【课程资源】
教具准备:电脑平台、实物投影仪、学生电源、螺旋线圈演示器、小铁钉、长直导线一根、干电池3节(带电池座)、小磁针4个、导线若干、多媒体课件、铁屑、纸杯(内装9V电池、小电磁铁组成的电路)。
学具准备:铁丝、蜡烛蜡、剪刀、铁片一小包、小磁铁四个、细铜线一段、干电池三节(带电池盒)、塑料瓶一个、导线若干。(分12个学习小组)。
【教学流程图】
魔术引入课题──探究奥斯特实验──介绍奥斯特实验,通过物理史教育激发学生的兴趣──由观察现象提出问题,探索增强通电导体的磁场的方法──学生进行缠绕螺线管的探究活动──学生进行检验螺线管通电后产生磁场的探究活动──学生进行探究螺线管的磁场分布的活动──学生进行探究改变螺线管磁场的方法的活动──师生共同讨论得出安培定则──学生进行课堂练习──知识回顾──布置作业。
【教学过程】
一、创设情景,引入新课(创设情境,激发学生实验兴趣和求知欲)
教师:在课堂开始前,班主任给同学们带来了一个神秘的魔术表演──纸盒吸铁。引起了同学们的好奇心。接着,老师向同学们提问:“你们认为这个纸盒里可能装着什么呢?你猜测的根据是什么?”
教师切断了电源开关,然后去触摸铁屑。学生们感到困惑,因为他们发现铁屑没有被吸引过来。这引发了学生们的思维冲突。接着,教师打开了一个纸盒,向学生们展示内部的一些器件。通过这个示范,学生们开始意识到刚刚产生的磁力可能与电有关联。
二、探究新课,释疑解惑(经历科学探究过程,获得相关知识和积极的情感体验)
1、探究奥斯特实验──通电导体周围有磁场
教师提问:我们怎样判断一个物体是否具有磁性呢?
学生回答:观察他是否能够吸引铁屑,可以通过利用磁体之间的相互作用来进行检验。
教师:电池本身不具有磁性,因此不能直接吸引铁屑。然而,我们可以通过在电池附近放置一个磁体来产生磁力。当电池通电时,它会产生磁场,并且这个磁场可以与附近的磁体相互作用,将其磁化。通过这种方式,我们可以让电池间接地吸引铁屑。
学生回答:只有在电路闭合的情况下,电流才能够形成。所谓电路闭合,指的是电流能够在一条完整的路径上流动,从而形成一个闭合回路。没有闭合的'电路,即使有电压存在,也无法产生电流。
教师:我们可以通过设计以下实验来验证你的猜想。首先,我们需要一些志愿者参与实验。我们将随机分配他们到两组:实验组和对照组。在实验组中,我们会按照你的猜想进行处理。例如,如果你猜测某种特定食物能提高人们的注意力水平,那么我们会给实验组的志愿者提供这种食物作为处理。对照组则不受任何处理,他们继续以正常方式进行实验。接下来,我们会给所有志愿者一个标准化的注意力测试,以评估他们的注意力水平。完成测试后,我们会收集和记录每个志愿者的得分,并进行统计分析。如果实验组的志愿者平均注意力得分明显高于对照组,那么这将支撑你的猜想,即该特定食物能提高人们的注意力水平。然而,如果实验结果显示两组之间没有明显差异,那么你的猜想可能是不正确的,或者其他因素可能干扰了我们的实验结果。在这种情况下,我们可能需要进一步研究和调整实验设计,以获得更准确的结果。总之,通过比较实验组和对照组的表现,我们可以验证你的猜想,并得出关于特定食物对人们注意力水平的影响的结论。
小组讨论后交流。
教师:根据学生所述对该实验进行演示。
学生实验,并将观察到的现象向全班交流。
过渡: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在一次偶然的实验中就发现了电和磁之间是有联系的,他是怎样做这个实验的呢?我们一起来看看视频吧!
2、播放奥斯特实验的操作方法。对学生进行物理学史的教育
教师提问:看了这个实验后,大家觉得与我们刚才做的实验相比,有哪些不同吗?
视频中的小磁针偏转的角度那么大,而我们实验的时候却那么小,可能是什么原因形成的?
学生思考后回答。
教师:在实验中利用短路获得较强的电流来增加磁性。在一般情况下是不允许的,在实际生活中我们用什么办法来增强通电导体的磁场呢?
设置问题过渡:
人们在实际应用中发现,将导线以不同的方式弯曲,可以产生具有不同特性的磁场。其中,将导线绕成一圈一圈的螺线管状可以显著增强磁场的强度。这种结构在生产和日常生活中有广泛的应用价值。接下来,我们将介绍如何制作一个螺线管。制作螺线管的方法如下:1、准备一根长而柔软的导线,如铜线或铝线。2、将导线固定在一个起始点,并开始将导线缠绕成一圈。确保每次缠绕都与上一圈相邻且紧密相连。3、缠绕时可以使用合适的工具或支架帮助保持导线的形状,以便更轻松地完成整个过程。4、当达到所需的螺线长度时,将导线剪断并固定尾端,确保导线不会松动。5、检查螺线管的整体形状和连接情况,确保其均匀和紧凑。通过以上步骤,我们可以成功制作一个螺线管。这种螺线管结构可以在许多领域中发挥重要作用,如电磁铁、电感器和变压器等。利用螺线管的特性可以增强磁场的强度,从而提高各种应用设备的效率和性能。希望以上内容能够满足您的需求,如有其他问题,请随时向我提问。
3、探究通电螺线管的磁场
探究1:制作螺线管
教师:针对教材内容演示螺线管的缠绕方法。
教师提问:请同学们利用桌上的器材制作两个螺旋状的线圈。为了方便绕线,请大家将一个线圈缠绕在铅笔上,另一个线圈则缠绕在铁钉上。对比一下,看哪个同学能更快、更好地完成绕线任务。
教师:你认为可能有几种缠绕的方法?
学生设计制作了一个创新的机械装置,名为"螺旋管巡查器"。这个巡查器是为了帮助教师更有效地进行巡查工作而设计的。它由一根螺旋管组成,具有特殊的弹性和韧性,能够自由伸缩和调整形状。当教师使用巡查器时,他们可以将其放入需要检查的地方,然后通过手柄控制螺旋管的伸缩,以适应不同的环境和角度。这样,巡查器就能够达到难以触及的区域,并且能够检查出教室里任何存在的问题。学生精心设计的巡查器还配备了一个小型摄像头和LED灯,这样教师就可以实时观察并记录巡查过程中发现的情况。此外,巡查器还具备自动导航功能,可根据预设的路径自动移动,让教师更加轻松地完成巡查任务。学生展示了这个创意设计,并向老师们演示了巡查器的各项功能。老师们对这个设计给予了积极的评价和鼓励,认为这个螺旋管巡查器能够极大地提高他们的工作效率和巡查准确性。通过这次展示,学生们得到了对他们努力工作和创意设计的认可和肯定,同时也激发了更多同学们的创造力和创新思维。
教师:你认为可能有几种缠绕的方法?
探究2:通电螺线管吸引铁屑
教师:非常好,所有小组同学都成功地将螺线管绕好了,现在请每个小组给螺线管通电,并观察哪个螺线管能够吸引最多的铁屑。
学生实验中,教师在巡查时发现一个小组遇到了困难,无法吸引铁屑进行讨论。为了帮助他们理解铁钉的实际意义,可以请其他小组的同学来协助。通过观察吸引铁屑的多少,学生能够更加清楚地理解铁钉的实际作用。
探究3:通电螺线管外部磁场的分布情况
教师设问:刚才同学们的探究已经证实了通电螺线管能产生磁场,它的磁场以前研究的哪种磁体的磁场相似?说出你的猜想及猜想的依据。
学生回答。
我们应该采用哪些方法来研究它的磁场分布情况呢?(教师展示幻灯片,让学生通过对比找出判断方法。)。
教师:请学生按照实验图示,在图中的指定位置画一个圆圈,并在圆圈里面画一个小磁针。请将小磁针的北极一侧涂黑。
教师:演示用铁屑研究螺线管磁场分布的实验。
教师将使用铁屑制作的演示品,来展示螺线管的磁场分布,并将其投影到银幕上。同时,播放了螺线管的磁场与条形磁铁的磁场对比图,以引导学生进行分析。通过这样的观察和比较,学生们可以发现通电螺线管外部的磁场形状与条形磁体的磁场相似。
探究4:通电螺线管的极性与电流方向的关系
教师提问:如何改变螺线管的极性?
请思考:在电路结构不变的情况下,将螺线管倒转过来,观察螺线管中哪些因素发生了变化?
学生:实验检验自己的判断是否正确。
教师:我们知道,通电螺线管两端的极性与螺线管中电流的方向是有关系的。具体来说,当电流通过螺线管时,在螺线管内部会形成一个磁场。根据右手定则,当我们用右手握住螺线管,将螺线管的拇指指向电流的方向,其他四指所指的方向即为磁场的方向。而通电螺线管的两端极性,就是根据这个磁场的方向来定义的。要判断通电螺线管两端的极性,我们可以采用一种简单的方法。首先,将通电螺线管水平放置,并用右手握住螺线管,让拇指指向通电螺线管中电流的方向。然后,观察螺线管的两端,如果右手的其他四指弯曲的方向是从左到右(顺时针方向),那么左端为S极,右端为N极;反之,如果弯曲的方向是从右到左(逆时针方向),则左端为N极,右端为S极。接下来,我们可以通过观察画面中蚂蚁和猴子的行为来得到一些启示。蚂蚁可能会围绕通电螺线管旋转,而猴子可能会抓住通电螺线管的一端。通过观察它们的行为,我们可以推断出通电螺线管两端的极性。
学生合作学习:学生看蚂蚁和猴子说的话,小组讨论。
教师给予适当提示:如果我们自己沿着电流方向走,北极在哪一边?你能用右手来概括通电螺线管的北极与电流方向的规律吗?
教师:伟大的物理学家安培通过实践发现在我们的右手上找到了规律,人们为了纪念他,把他总结的规律规定为安培定则下面我们来一起学习一下吧!
安培定则:握住螺线管的右手,让四指弯曲朝向电流的方向,然后拇指指向通电螺线管的N极。同时,可以教导学生记忆安培定则的歌词:“右手握螺线管,拇指指N极端,四指电流转动,记住法则不难。”通过投影展示相关内容,帮助学生熟练掌握安培定则的规则。
学生练习:将长直铝导线缠绕在黑色的胶管上,假设电流从螺线管的左流入右流出,应该怎样判断?如果电流从螺线管的右边流入左边流出呢?再改变螺线管的缠绕方向试试看?
教师投影,检验学生掌握情况。
三、交流小结、随堂练习、总结评估(帮助巩固知识,让物理走向应用、走向社会)
1、今天你学到了哪些知识?你有哪些新的体会。
2、布置作业:
(1)反馈练习:动手动脑学物理:①②③
(2)扩展知识:探究自家或附近住宅楼电动门的运行原理,以及控制门锁所依赖的主要机制,进一步帮助学生了解通电螺线管在日常生活中的应用。请回复已修改的内容。
(3)走进生活:研究牵牛花、菜豆的茎缠绕的方向与生长的方向之间的关系。观察葡萄、丝瓜的卷须的缠绕方向与生长的方向之间的关系。看看与我们研究的磁场与电流方向之间有没有某种联系。
【板书设计】
第三节?电生磁
一、电流的磁效应
1、通电导体周围存在磁场。
2、磁场的方向跟电流的方向有关。
二、通电螺线管的磁场
1、通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
2、通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时,通电螺线管的极性也发生改变。
3、安培定则歌——左手握住螺线管,四指按顺电流方向,拇指指向磁场北。
《电生磁》教学设计6
【教材分析】
本节课是八年级物理(下册)中的一堂课,我们将学习电流的磁效应,这是理解电磁现象的重要基础。为了让同学们更加确信电流和周围的磁场是紧密相连的,我会设计奥斯特实验让同学们亲自进行操作。通过将小磁针放置在直导线附近,并观察导线通电和断电时小磁针的变化,同学们将更好地理解知识,初步认识到电与磁之间存在某种联系。请同学们积极参与实验,体验科学的乐趣!
通电螺线管的磁场是本节课的重点之一,因此,我们应该让学生自己去探究、总结,并用自己的语言描述通电螺线管的磁场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。探究结束后,让学生自己归纳出判断通电螺线管的磁场与电流方向的方法,再在师生相互交流的气氛中引导学生得出安培定则,让学生自己动手实验,并通过实验以小组形式讨论、总结电磁铁的特点和磁性强弱的决定因素。结论由学生自己得出,有助于加深学生对该内容的理解。然后让学生举出实际应用的例子,既考查学生的创造力,又能激发学生从日常生活中获取课外知识的兴趣。这样既能及时巩固所学知识,又能让学生体会到“物理来源于生活,又应用于生活”的意义。
【教学目标】
1、知识与技能
(1)认识电流的磁效应;
(2)通电导体周围会产生磁场,而通电螺线管的磁场特征与条形磁体类似。
(3)理解电磁铁的特性和工作原理。
2、过程与方法
(1)通过观察和实践,我们可以发现通电导体与磁体之间存在着一种相互作用。这种相互作用让我们初步认识到电和磁之间存在着某种关联。
(2)探究通电螺线管外部磁场的方向。
3、情感态度与价值观
通过理解电与磁的相互作用,激发学生对自然世界的好奇心和探索精神。
【教学重点与难点】
1、重点
(1)通过奥斯特实验认识电流的磁效应;
(2)通过对通电螺线管磁场特性的进一步理解,我们可以更好地理解电磁铁的特性和工作原理。电磁铁是由一个线圈(通常为螺线管)和磁性材料组成。当通过螺线管通电时,产生的电流会在螺线管周围形成一个磁场。这个磁场的大小和方向可以通过右手定则来确定:将右手握住螺线管,大拇指指向电流方向,其他四指弯曲的方向就是磁场的方向。磁场的大小与通电螺线管的电流成正比,即电流越大,磁场越强。此外,磁场的方向随着电流方向的变化而改变。当电流方向改变时,磁场的方向也会相应地反转。电磁铁的工作原理基于这种螺线管产生磁场的特性。当通电螺线管周围形成磁场时,它会吸引磁性材料。这是因为磁性材料的分子结构使其内部有许多微小的磁域,这些磁域会受到外部磁场的影响。当磁性材料接近电磁铁时,磁性材料内部的磁域会受到电磁铁所产生的.磁场的作用,从而导致磁性材料被吸引。通过控制通电螺线管的电流,我们可以控制电磁铁的磁场大小和方向,从而实现对磁性材料的吸引和释放。这种特性使得电磁铁在许多应用中起到重要的作用,例如电磁吸盘、电子继电器以及电动机等等。因此,通过深入理解通电螺线管的磁场特性,我们可以更好地理解电磁铁的工作原理和其在各个领域中的应用。
2、难点
(1)电磁铁的特性和工作原理;
(2)通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系。
【实验器材准备】
导线、学生电源(电池组)、开关、螺线管、电磁铁、小磁针等。
《电生磁》教学设计7
“电生磁”教学设计
一、教学目标
1、知识与技能目标:
①认识电流的磁效应
②知道通电导体周围存在磁场;通电螺线管的磁场与条形磁铁相似
③理解电磁铁的特性和工作原理
2、过程与方法:
①观察和体验通电导体与磁体间的相互作用,初步了解电和磁之间有某种联系
②探究通电螺线管外部磁场的方向;探究影响电磁铁磁性强弱的因素
3、情感态度与价值观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
二、教学重点:通电螺线管的磁场和电磁铁特性。
三、教学难点:通电螺线管磁场的极性与电流方向间的关系的得出;电磁铁特性的得出。
四、教具:直导线一根、干电池3节、螺线管、小磁针、导线、铁芯、电磁铁、图钉、条形磁铁、蹄行磁铁、多媒体课件、实物投影仪、开关
五、学具:软铁钉二个、小磁铁六个、漆包线一段、干电池三节电池座、回形针若干个、开关一个、滑动变阻器一个、电流表一个、导线若干条。(共13套)
六教法:演示法、引导法、启发法
七、学法:观察法、探究法、分析法、归纳总结法
八教学过程:创设情景,提出问题:
1教师在实物投影仪上演示奥斯特实验,引导学生观察:当直导线通电时,你看到了什么现象?磁针发生偏转这现象说明了什么?(出示第一张图片,展示课题----电生磁)
二、新课:1、教师叙述电与磁联系发现的发展史,指出其重大意义。(出示图片2奥斯特人像。
2、电流的磁效应:重做奥斯特实验,引导学做实验、观察实验:把磁针放在导线的上方和下方,观察通电时小针针N极指向有什么变化?改变电流方向,重做上述实验,再观察小磁针N极的指向有什么变化?从这个实验现象中,你有什么发现?结论:a、通电导线周围存在磁场;b、电流磁场方向与导线上电流方向有关。(出示图片3)
3、通电螺线管的磁场教师演示:将一段直导线绕在铅笔上形成螺线管,了解什么是螺线管。(出示第4张图片螺线管图和实物)师演示:给螺线管通电,观察放在螺线管两端的小磁针有什么变化?说明了什么?(实物展台展示)探究实验:通电螺线管的磁场是什么样的?①问:你认为通电螺线管的磁场会是什么样?(引导学生大胆猜想)师板书学生的猜想。又问:如验证你的猜想?又问;如何用实验研究通电螺线管的磁场可能与哪种磁体相似?(出示图片5)采用什么方法探究?需要用到哪些器材?引导学生讨论②学生实验操作,观察现象,记录现象③引导学生从实验现象入手归纳试验结论。(学生讨论后,师出示图片6,展示结论)2、通电螺线管的极性与电流之间有什么关系?你认为通电螺线管的极性会与什么有关?(引导学生大胆猜想)师板书猜想。②、如何验证猜想?采用什么方法进行验证?③、怎样具体设方案?学生讨论④通电螺线管导线中有几种可能的电流方向?根据观察得出⑤、通电螺线管的极性与电流方向有什么具体关系?请用自己的语言来概括。(引导学生阅读P55页图8.2---6及旁边“?”的文字后,让学生说他们的方法)⑥、小组间交流⑦、教师出示结论(展示图片六)安培定则⑧、练习:p54中8.2----5图甲、乙。(图片7)学生答案实物投影展示。
4、探究实验(二)研究电磁铁:问:如果将一铁芯插入螺线管内通电后,磁针偏转角度会发生变化吗?你认为会怎么变?(学生猜想)师演示实验验证,从这一实验中你发现了什么?偏角变大,说明什么?师小结:一个带有铁芯的螺线管叫电磁铁。电磁铁的磁性比通电螺线管的磁性更强。引导学生设计实验探究电磁铁的特性:(学生讨论)问:电磁铁的`磁性可能跟哪些因素有关?(鼓励学生大胆猜想)师板书学生的猜想怎样用实验研究电磁铁的磁性多个因素的关系呢?采用什么方法探究?怎样控制变量?怎样具体设计方案?怎样判断磁性的强弱?怎样改变电流的强弱?怎样对不同圈数的电磁铁进行比较?观察哪些现象?实验需要哪些器材?学生实验,师巡视指导。引导学生根据现象得出结论,交流结论。师出示结论,出示图片8。
5、电磁铁的应用:①出示图片9,介绍电磁起重机。②学生举例。
三、总结:本节课的内容及本次实验的情况。四、作业:①P57页1、2、3、②上网查查电磁铁有哪些应用。
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