16.2电流的磁场
16.2 电流的磁场教学设计
【学习目标】
1.知道电流周围存在着磁场。
2.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似。
3.会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向
【学习重点及难点】
1.知道电流周围存在着磁场。
2.会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
【教具准备】
一根硬直导线,干电池2~4节,小磁针,铁屑,螺线管,开关,导线若干一、
【教与学互动设计】
一、课前自主探究
1、1820年,丹麦科学家______把连接电池组的导线放在和磁针平行的位置上,当导线通电时,磁针立即偏转一角度,这个实验表明通电导体周围存在着_____。
2、通电螺旋管外部的磁场跟____________________相似,通电螺旋管的两端相当于条形磁铁的____________,它们的极性是由____________确定的.
3、甲、乙两个外形完全相同的钢条,若用甲的一端靠近乙的一端时,发现有吸引作用,则:( )
A、甲一定有磁性; B、乙一定有磁性;
C、甲、乙可能都有磁性; D、甲、乙可能都无磁性
4、一根长直铜导线在靠近一个原来静止的小磁针的过程中正确的有 ( )
A.小磁针不动,导线不可能有电流通过。
B.小磁针发生转动,导线一定通有电流。
C.小磁针发生转动,导线不一定通有电流。
D.小磁针不动,导线一定没有电流通过
二、课堂情境创设
小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗?也就是说,只有磁体周围存在着磁场吗?其他物质能不能产生磁场呢?这就是我们本节课要探索的内容。
三、课堂合作探究
(1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
演示实验:将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高,沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方,请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。
提问:观察到什么现象?
(观察到通电时小磁针发生偏转,断电时小磁针又回到原来的位置。) 进一步提问:通过这个现象可以得出什么结论呢?
师生讨论:通电后导体周围的小磁针发生偏转,说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用,由此我们可以得出:通电导线和磁体一样,周围也存在着磁场。
教师指出:以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的,此实验又叫做奥斯特实验。这个实验表明,除了磁体周围存在着磁场外,电流的周围也存在着磁场,即电流的磁场,本节课我们就主要研究电流的磁场。
板书:第二节电流的磁场
一、奥斯特实验
1.实验表明:通电导线和磁体一样,周围存在着磁场。
提问:我们知道,磁场是有方向的,那么电流周围的磁场方向是怎样的呢?它与电流的方向有没有关系呢?
重做上面的实验,请同学们观察当电流的方向改变时,小磁针N极的偏转方向是否发生变化。
提问:同学们观察到什么现象?这说明什么?
板书:2.电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时,磁场的方向也发生变化。
提问:奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的,但在当时这一重大发现却轰动了科学界,这是为什么呢?
因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的,而是紧密联系的,从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的,这一发现,有力推动了电磁学的研究和发展。
(2)研究通电螺线管周围的磁场
奥斯特实验用的是一根直导线,后来科学家们又把导线弯成各种形状,通电后研究电流的磁场,其中有一种在后来的生产实际中用途最大,那就是将导线弯成螺线管再通电。那么,通电螺线管的磁场是什么样的呢?请同学们观察下面的实验:
演示实验:按课本图那样在纸板上均匀地撒些铁屑,给螺线管通电,轻敲
纸板,请同学们观察铁屑的分布情况,并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
提问:同学们观察到什么现象?
二、通电螺线管的磁场
1.通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
提问:怎样判断通电螺线管两端的极性呢?它的极性与电流的方向有没有关系呢?
演示实验:将小磁针放在螺线管的两端,通电后,请同学们观察小磁针的N极指向,从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
再改变电流的方向,观察小磁针的N极指向有没有变化,从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
引导学生讨论后,教师板书:
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,通电螺线管的磁性也发生改变。
提问:采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢?同学们看书、讨论,弄清安培定则的作用和判定方法。板书:
三、安培定则
1.作用:可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。
2.判定方法:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指那端就是螺线管的北极。
练习:如附图所示的几个通电螺线管,用安培定则判定它们的两极。 可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管,先弄清螺线管中电流的指向,再用安培定则判定出两端的极性。
四、课堂应用迁移
1、丹麦科学家______的实验,表明通电导体周围存在着_____
2、标出图中通电螺线管的N、S极.
2.在图上画出 螺线管的绕法:
3、如图所示,在电磁铁的上方用弹簧悬挂着一条铁棒,开关S闭合后,当滑片 P从a端向b端滑动过程中,会出现的现象是:( )
A、电流表示数变大,弹簧长度变长;
B、电流表示数变大,弹簧长度变短;
C、电流表示数变小,弹簧长度变长;
D、电流表示数变小,弹簧长度变短
五、课堂总结反思
六、课后拓展延伸
一、填空题
1. 丹麦科学家__________在1820年4月发现通电导体周围存在着__________。
2. 通电导体周围磁场的方向跟导体中电流的__________有关。
3. 通电螺线管周围存在着__________。其周围磁场的分布跟__________的磁场分
布相同。
4. 为了判断通电螺线管的磁场方向。可以用右手握住螺线管,让四指弯曲,跟螺线
管中的__________方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的__________极。
5. 如果在通电螺线管中插入铁棒,可以发现螺线管的磁场大大__________了。插入
铁芯的螺线管叫做__________。
6. 通电的导线在磁场中会受到__________
的作用,通电的线圈在磁场中受力发生
__________。以上现象中,消耗了__________能,得到了__________能。
7. 磁场对通电导体力的作用方向跟__________、__________有关。
8. 利用通电线圈在磁场中受力__________可以制成__________,为了使线圈在磁
场中能够连续转动,必须使用由二个彼此绝缘的金属半圆环与电刷连接。这二个彼此绝缘的金属半圆环叫做__________。它的作用是当线圈转过平衡位置时能及时______________________________。
9. 直流电动机转动的方向跟__________、__________有关。
10. 动圈式扬声器是利用磁场对通电线圈的__________制成的。通过线圈的电流变
化时,线圈受力随之变化并带动纸盆__________发出声音。
二、选择题
11. 电流能够产生磁场的现象又叫电流的磁效应。下列哪一组电器都不是利用了电..
流的磁效应工作( )
A.电熨斗、蓄电池、电动机; B.电饭锅、电烙铁、电磁铁;
C.电炉、保险丝、白炽灯; D.电熨斗、电风扇、白炽灯。
12. 利用磁场对电流的作用来工作的电器是( )
A.发电机; B.电动机; C.电磁铁; D.白炽灯。
13. 磁体在其周围可以产生磁场,通电通体在其周围可以产生磁场,通电螺线管在
其周围可以产生磁场。以下哪一组物体都可以在其周围产生磁场( )
A.导体、电池; B.因摩擦而带电的笔杆、发光的灯泡;
C.地球、发光的灯泡; D.条形磁体、电池。
14. 电动机模型通电后不能转动,但只要用手轻轻一拨,它就可以转动起来。这是
因为( )
A.电刷与换向器接触不良; B.电池的极性错误;
C.线圈平面与磁感线垂直; D.线圈平面与磁感线平行。
15. 小红用模型电动机做了一个小电风扇,通电后她发现风扇向后吹风,下面哪个
方法可以使风扇向前吹风( )
A.增大通过线圈的电流; B.换用电压更高的直流电源;
C. 增强磁场; D. 将电源两极对调一下。
三、实验与探究
16. 为什么通电螺线管插入铁棒后磁场会大大增强?
17. 现在许多家庭安装电路都将线路埋设在墙中或地板下的“暗线”布线方式。小
明同学想将镶有物理竞赛奖状的镜框挂在墙上,又怕将钉子钉在墙里的电线上。请你根据本节课学过的知识,设计一个即不会损伤墙面又能发现墙里布设的电线的方法。
18. 兴趣小组的同学制作起重机模型时需要一个可以控制直流电动机正、反转的电
路。请你查找资料或请教家长、老师,选择合适的控制元件设计出符合要求的电路。
19.用一个轻质弹簧与其他元件连接成如图2所示的电路,其中烧杯中装的是浓盐水,弹簧的一端恰好与盐水接触。闭合开关后会出现什么现象?原因是什么?
20.连系生活实践
图3是录音机录音工作原理。声音信号经过话筒、放大电路变成随声音变化的电流,这个电流通过磁头线圈在铁芯的间隙处产生磁场。从磁头下面通过的录音带(在聚脂薄膜带上涂了磁性材料Fe2O3粉)上的磁性材料被磁化并保存下来,声音就以磁的形式记录下来了。录像机及各种磁卡的工作原理都和录音机一样。
21. 2O3涂层
图2