滬教版上海物理九年級第二學期第八章《電能與磁》第二節(jié)《電流的磁場》第二課時通電螺線管的磁場教案

通電螺線管的磁場教學設計一、教學設計依據(jù) 1、教材分析通電螺線管的磁場是上海市初中物理教科書九年級第八章《電能與磁》中第二節(jié)《電流的磁場》第二課時的內(nèi)容。通過前面第7章的學習，學生對于電現(xiàn)象已經(jīng)有了基本的認識，本節(jié)起始又使學生對于磁場有了認識，但此時在學生的頭腦中，電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象還屬于各自獨立的知識體系?！峨娏鞯拇艌觥穯卧?，通過電流磁效應——通電螺線管——電磁鐵的學習使學生把“電”和“磁”的內(nèi)容初步地關聯(lián)起來，成為了“電生磁”，并加以廣泛應用，使學生具備了一定的電磁聯(lián)系概念基礎。在進入高中后的物理學習中，將會在左手定則、電磁感應現(xiàn)象等章節(jié)的學習后，把電和磁這兩種不同現(xiàn)象的相互關聯(lián)更為全面地揭示出來，最終呈現(xiàn)在學生面前的將是一個“電生磁——磁生電”的知識整體?！峨娏鞯拇艌觥穯卧繕藶椋?、通過實驗知道電流周圍存在磁場，知道奧斯特實驗。2、探究通電螺線管外部磁場的特點，知道通電螺線管對外相當于一個條形磁鐵。3、知道右手螺旋定則，能判定通電螺線管的電流方向或兩端的磁極。4、能通過實驗，得出電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關。5、能說明電磁繼電器的結構與工作原理，了解電磁繼電器在生產(chǎn)、生活中的應用。本節(jié)課著重通過實驗達成單元目標中第2點和第3點目標。本節(jié)課所呈現(xiàn)的通電螺線管內(nèi)容是《電流的磁場》單元中，重點難點最集中的一節(jié)，在教材中，這一節(jié)也起到了聯(lián)系電流磁效應和電磁鐵的承上啟下作用。 2、學情分析本節(jié)課的教學對象為九年級學生。在實驗探究能力方面，他們對科學探究的過程已較為熟悉，語言表達能力、動手能力和歸納能力都相對較強。在知識準備方面，通過單元第1節(jié)的學習，他們具備了磁場和磁感線的概念，能夠運用多個小磁針或者鐵屑對磁場的分布和方向進行探究，并知道奧斯特實驗和電流周圍存在磁場。在第7章電學的學習中，他們已學習了基本的電路圖和電流方向。這都利于本單元中開展通電螺線管磁場方向與電流方向關系的實驗探究。但九年級學生尚未學習立體幾何，在空間想象力方面有待加強，本節(jié)課中的通電螺線管，為立體實物，而電路圖為平面圖，在實物——平面圖的對應識別上，需要通過實物輔助演示，突破理解上的難點。二、教學目標1、知識與技能（1）知道通電螺線管周圍磁場的特點；（2）能用右手螺旋定則判定通電螺線管的磁極或電流環(huán)繞方向。2、過程與方法（1）經(jīng)歷觀察和探究的過程，關注通電螺線管周圍的磁場，能制定簡單的實驗方案，能在實驗和探究中發(fā)現(xiàn)、提出問題；（2）通過在討論、評估、交流中用書面和口頭表明自己的觀點，感受比較、歸納、綜合的科學方法。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過對通電螺線管外部磁場的探究，激發(fā)善于觀察、用于提問、樂于實踐的學習興趣，懂得交流與合作的重要性；（2）通過運用物理知識解釋實際生活中的一些物理現(xiàn)象，激發(fā)自身的成就感，感受物理對推動科技發(fā)展、方便人們的生產(chǎn)生活的作用。三、教學重點和難點重點：探究通電螺線管外部的磁場的過程。難點：用右手螺旋定則確定通電螺線管的磁極或螺線管上的電流環(huán)繞方向。四、教學準備1、學生實驗器材（每二人一套）：電源，電鍵，導線，鐵芯，小磁針，手套。2、教師教具：電磁鐵、回形針、條形磁鐵、螺線管、磁感線、電源、電鍵、導線、磁感線演示板、實物投影儀、教學演示PPT。五、教學設計思路本設計的基本思路是：以實例、實驗為基礎，師生互動，拆“黑箱”，引入螺線管的概念。然后引導學生通過運用之前所學磁鐵的磁場的研究方法，研究通電螺線管周圍的磁場。先用磁感線演示板研究通電螺線管周圍的磁感線分布，與條形磁鐵類比，建立通電螺線管對外相當于條形磁鐵的概念。在通電螺線管周圍放小磁針來研究通電螺線管兩端的N、S極，匯總學生實驗結果，發(fā)現(xiàn)N、S極位置不同，通過對比，以及交流歸納，引導學生認識得到磁場方向本質是與電流環(huán)繞方向有關。相同環(huán)繞方向的螺線管磁極位置是相同的，繼而轉入下一問題：表述通電螺線管兩端的極性與其中的電流環(huán)繞方向的關系，即右手螺旋定則。其中通過討論來鼓勵學生發(fā)現(xiàn)不同的判斷磁極的方法，并體會右手螺旋定則的巧妙。運用右手螺旋來判斷通電螺線管的磁極是本節(jié)的難點，內(nèi)容比較抽象，實際教學中利用特制“右手螺旋手套”來模擬環(huán)繞電流方向，練習判斷通電螺線管的磁極或電流環(huán)繞方向，使學生有感性體驗，并加強記憶。最后，運用通電螺線管知識，解釋生活中的一些電磁現(xiàn)象，使學生感受物理對推動科技發(fā)展、方便人們的生產(chǎn)生活的作用。本設計要突出的重點是：探究通電螺線管外部的磁場的過程。方法是：運用之前所學的磁體的磁場研究手段，來研究通電螺線管的外部磁場，并通過與條形磁鐵的類比，建立通電螺線管對外相當于條形磁鐵的概念。再通過猜想、設計、實驗、歸納過程進行磁場方向的研究，并引導學生比較兩種等效的現(xiàn)象的共同點，最終確定通電螺線管的兩端極性與電流環(huán)繞方向有關。通過在討論、評估、交流中用書面和口頭表明自己的觀點，感受比較、歸納、綜合的科學方法，提高團隊合作意識，激發(fā)探究熱情。這便是本節(jié)課的重點。本設計要突破的難點是：用右手螺旋定則確定通電螺線管的磁極或螺線管上的電流環(huán)繞方向。方法是：通過實驗歸納，揭示通電螺線管的磁極與電流環(huán)繞方向之間的關系，經(jīng)過討論提出學生自己的判定方法，再由教師介紹書上的右手螺旋定則，體會其中的巧妙。利用特制“右手螺旋手套”來模擬環(huán)繞電流方向，并練習判斷通電螺線管的磁極或電流環(huán)繞方向，使學生有感性體驗，并加強記憶，從而突破本節(jié)難點。本節(jié)課的特色有三點：一是依據(jù)初三學生的實驗探究能力和前序知識內(nèi)容進行教學設計，因此不需多贅述磁體的磁場的研究方法，而側重于探究過程中的比較、歸納、綜合的科學方法，使學生在過程中感受到物理規(guī)律的普遍性，并獲得綜合探究能力的提升，突出本節(jié)課的重點。二是自制器材“右手螺旋手套”，比以往的文字、教師演示的方法有所改進，解決了立體-平面的理解問題，突破難點。三是依據(jù)學生認識事物由整體概念到局部特點，由感性到理性的規(guī)律，通過情景引入——探究磁感線——探究方向——判定方法——練習運用這一循序漸進的過程，逐步形成通電螺線管外部的磁場的概念，在一節(jié)課的時間內(nèi)，將陌生的電磁知識內(nèi)化為較熟練掌握的規(guī)律，并能加以運用。本節(jié)課通過對生活情景的質疑激發(fā)學生學習的興趣，自發(fā)對生活實例進行思考，從而引入課題，進行自主的實驗研究。運用類比法建立通電螺線管對外相當于一個條形磁鐵的概念；引導學生對幾種實驗結果現(xiàn)象的比較、歸納、綜合，確定通電螺線管的磁場與電流環(huán)繞方向有關；通過討論，引導得出右手螺旋定則，最后要求學生運用右手螺旋定則進行螺線管的磁極或電流環(huán)繞方向的判斷，并能解釋生活中的一些電磁現(xiàn)象，感受生活與物理的密切聯(lián)系。六、教學流程活動I演示實驗1情景I實例活動I演示實驗1情景I實例1通電螺線管通電螺通電螺線管通電螺線管對外相當于一個條形磁鐵通電螺線管兩端極性由電流環(huán)繞方通電螺線管兩端極性由電流環(huán)繞方向決定活動Ⅳ討論2活動Ⅱ學生實驗1活動Ⅱ學生實驗1活動Ⅲ交流歸納討論1活動活動Ⅴ應用右手右手螺旋定則2、流程圖說明情景Ⅰ實例、錄像片段1列舉生活中電磁起重機的實例。活動Ⅰ演示實驗1通過磁感線演示板探究通電螺線管周圍的磁場?；顒英驅W生實驗1判斷通電螺線管兩端的N、S極。活動Ⅲ交流歸納、討論1通過匯總上傳4種實驗結果的情況，歸納電螺線管兩端極性與電流方向和繞線方向的關系，并且注意到這4種結果中的兩兩等效性。進一步討論通電螺線管的兩端極性是由什么因素決定的?；顒英粲懻?結合提示，討論用一個巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流環(huán)繞方向的關系表述出來?；顒英鯌媒忉尙F(xiàn)象。3、教學的主要環(huán)節(jié)本設計可分為四個主要的教學環(huán)節(jié)第一環(huán)節(jié)，通過情景演示，引入通電螺線管的概念。第二環(huán)節(jié)，通過類比，建立通電螺線管外部磁場與條形磁鐵類似的概念。第三環(huán)節(jié)，通過實驗探究，討論分析通電螺線管兩端極性與什么因素有關。第四環(huán)節(jié)，總結判定通電螺線管兩端極性與電流環(huán)繞方向的關系的方法，并運用右手螺旋定則。七、教學過程引入1、螺線管（1）情景：教師演示電磁鐵，通電時吸引起回形針，斷電后，釋放回形針。把它放大即是電磁起重機。提出問題：這個電磁鐵相當于一個“黑箱”，應該是運用了電流的磁效應來控制磁性的有無，它內(nèi)部是一根通電導線嗎？——拆黑箱，展示出銅絲繞制的螺線管。（2）概念：用導線繞成的螺旋形線圈叫做螺線管。（3）問題：那么通電螺線管周圍的磁場是怎樣的呢？這節(jié)課，我們就借助之前所學的方法來進行研究。新課2、通電螺線管的磁感線分布（1）演示實驗：教師通過磁感線演示板演示通電螺線管周圍的磁場。（2）問題：仔細觀察周圍鐵針的排布，我們可以畫出磁感線形狀嗎？有什么特點？提示：與之前所學的磁感線圖片對比。結論：通電螺線管兩端磁性最強，對外相當于一個條形磁鐵。（3）問題：通電螺線管的磁場方向怎樣判斷？答：可以用小磁針進一步探究，只需判斷出兩端的NS極性即可知道磁場方向。3、探究通電螺線管兩端極性的決定因素（1）學生實驗：繞制螺線管并判斷兩端磁極性質介紹學生實驗器材。提醒學生短暫通電，觀察現(xiàn)象后應及時斷電，保護電路。分析某一組實驗結果，發(fā)現(xiàn)有不同的情況。教師講解2種繞線方法，并與示意圖對應。（2）學生實驗：標出本組繞線情況，并把各組不同的實驗現(xiàn)象通過磁吸板上傳，匯總分析。結論：電螺線管兩端極性與電流方向有關：通電螺線管繞線方式相同，電流方向改變，兩端極性改變；通電螺線管的兩端極性還與繞線方向有關：電流方向相同，繞線方式改變，兩端極性改變。（3）交流歸納問題：現(xiàn)在我們歸結為了4種模式，其中兩兩等效，能不能找出等效的通電螺線管的共同點？本質上，通電螺線管的磁性由何而來？生：電流。以小組為單位，標出電流，討論并總結結論：通電螺線管兩端極性與電流環(huán)繞方向有關。4、右手螺旋定則（1）思考與討論 你能用一個巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流環(huán)繞方向的關系表述出來嗎？ 右手螺旋定則是在實驗的基礎上總結出來的判斷通電螺線管磁極的方法，這不是判斷通電螺線管磁極的唯一方法，同學們提出的判斷方法只要與實驗結果相符合，也是正確的。（2）右手螺旋定則的內(nèi)容及練習對于初學的學生們，提供特制“右手螺旋手套”幫助判定，加強感性認識，并加深記憶。（三）應用5、知識應用：用通電螺線管知識解釋磁懸浮列車的實例。展示電磁起重機、揚聲器、電動機等生活實例。（四）小結（五）作業(yè)布置八、作業(yè)設計【跟蹤練習】圖1通電螺線管對外相當于一個____________，它也有兩個____________；通電螺線管兩端極性與電流的___________有關，可以用____________來判定，它的內(nèi)容是用_______手握住通電螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟_________的方向一致，那么大拇指所指的那端就是通電螺線管的______極。圖1如圖1所示,把螺線管沿東西方向水平懸掛起來,然后給導線通上如圖所示的電流,請你想一想會發(fā)生的現(xiàn)象是()A.通電螺線管仍保持靜止不動B.通電螺線管能在任意位置靜止C.通電螺線管轉動,直至A端指向南,B端指向北D.通電螺線管轉動,直至B端指向南,A端指向北關于通電螺線管的極性，下列說法中正確的是（）A．跟大拇指所指的方向有關 B．跟四指彎曲的方向有關圖2C．跟右手握管的方向有關 D．跟螺線管中電流的環(huán)繞方向有關圖2如圖2所示,當開關S閉合時,通電螺旋管周圍的小磁針指向不正確的是() A.a B.b C.c D.d圖3中通電螺線管的極性正確的是（）圖3圖3圖4中通電螺線管的磁感線方向和小磁針極性(黑色的一端代表N極)都正確的是（）圖4圖4圖5中通電螺線管周圍的小磁針極性正確的是（）圖5圖5如圖6所示，靠得很近的兩只懸掛著的螺線管，通電后它們相互（）A．吸引B．排斥C．靜止不動D．以上情況都有可能在圖7中根據(jù)磁感線方向標出通電螺線管和小磁針的N、S極，電源的正、負極。在圖8中根據(jù)電源的正、負極標出通電螺線管的N、S極和小磁針的N、S極。圖7圖8圖7圖8圖9【拓展提高】圖911.對比條形磁體和通電螺線管各自的優(yōu)缺點。12.如圖是牽?；ㄇo的照片，觀察自然界中不同纏繞植物的莖，它們的纏繞方向和生長方向有什么關系？這跟螺線管中電流的方向與其北極方向的關系是否相同？對于不同植物，這種關系都一樣嗎？作業(yè)設計說明：1.本作業(yè)為分層作業(yè)，分為：基礎型跟蹤練習10題，需用時10分鐘；提高型拓展提高2題，需用時10分鐘。2.作業(yè)難度參照書后練習、練習冊和中考要求，題型為填空題、選擇題、作圖題和拓展提高簡答題。附：學習活動卡通電螺線管的磁場班級：__________________ 姓名：__________________ 學號：__________________活動根據(jù)之前所學磁場知識，初步探究通電螺線管外部磁場分布情況。通電螺線管周圍的磁場跟________________相似。活動判斷通電螺線管兩端的N、S極。實驗步驟：1.繞制螺線管；2.瞬時通電，靠近小磁針，觀察小磁針的指向，斷開電鍵；3.實驗記錄:本組所繞制的螺線管接入電路通電