物理：沪科版 选修3-1 5.3 探究电流周围的磁场 (教案)

电流的磁场【教学目标】一、知识与技能（1）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。

二、过程与方法（1）经历电生磁的发现过程，能简单描述在探究过程中观察到的现象。

（2）能在实验和探究中发现和提出问题，并能制定简单的实验方案。

（3）在讨论、评估中能清晰的陈述自己的观点，有评估和听取别人意见的意识。

三、情感、态度与价值观（1）通过对"电生磁"的研究和对"通电螺旋管的外部磁场"的探究，进一步激发学生学习科学的兴趣。

（2）通过本节课的学习，培养学生尊重事实的、实事求是的科学态度。

【教学重难点】1．知道电能生磁，掌握安培定则并能熟练应用。

2．利用学生的自备器材探究实验和教师的演示实验相结合。

3．熟练运用安培定则由电流方向判定磁场方向、螺旋管的磁极，由螺旋管的磁极和绕法判定电流方向，由螺旋管的磁极和电流方向画出螺旋管绕法。

【教学过程】一、通电导体周围的磁场1．探究奥斯特实验。

引导学生利用课桌上的实验器材当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？（观察到小磁针发生偏转。

因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。

）进一步提问引入新课：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。

指导学生将一根与电源、开关相连接的直导线（铜芯线）沿南北方向水平放置在小磁针上方，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。

一、教学目标1. 知识与技能：（1）探究通电直导线周围的磁场，了解奥斯特实验的意义。

（2）探究通电螺线管周围磁场的特点，会用安培定则判断通电螺线管的极性。

（3）培养学生初步的观察能力、实验能力、分析概括、空间想象能力。

2. 过程与方法：经历观察和探究的过程，经历电生磁的发现过程，能简单描述在探究过程中观察到的现象(2) 能在实验和探究中发现、提出问题，并能制定简单的实验方案(3) 在讨论、评估、交流中能用书面和口头表明自己的观点，能利用互联网工具搜集相关资料3. 情感态度与价值观：(1) 通过对电生磁的研究和对通电螺线管外部磁场的探究，进一步激发学生学习科学的兴趣。

(2)通过本节课的学习，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度。

二、课时安排2课时三、教学重点通电螺线管的磁场及其应用。

四、教学难点会用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。

五、教学过程（一）导入新课课件展示:电荷间的相互作用规律，磁极间的相互作用规律。

提出问题：从刚才的课件展示中，同学们可以发现电荷间的相互作用与磁极间的相互作用有些什么相似之处？（学生思考、讨论，回答问题）那么电和磁之间会有一定的联系吗？（学生进行猜想与假设）指导学生阅读和观察教材P143图17-14所示的电器设备，并展开交流与讨论，让学生感受到磁和电之间确实存在着某种联系。

那么，电和磁之间究竟有什么联系呢？由此导入课题。

1奥斯特实验带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某些联系呢？科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。

1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场。

这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。

现在我们重做这个实验。

引导学生对上述问题进行猜想与假设指导实验进行的方法、步骤，要求把磁针放在导线的上方和下方，分别观察通电、断电时，小磁针N极的指向有什么变化。

2、改变电流方向再观察小磁针N极的指向有什么变化？讲述：奥斯实验的物理意义在于，揭示了电现象与磁现象不是各自孤立的，而是有密切联系的，这一发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情，有力推动了电磁学的深入研究。

5.3 探究电流周围的磁场-沪科教版选修3-1教案一、教学目的1.了解电流周围的磁场；2.掌握伏安定律，了解深圳规定；3.了解电磁铁、电动机、发电机等的原理；4.了解我国初中学生应学习的物理知识。

二、教学重难点1.了解电流周围磁场的概念和特点；2.掌握伏安定律的内容；3.掌握电磁铁、电动机、发电机等的物理原理。

三、教学内容3.1 导入进入教室运动一下手臂，感受到手臂停止后的回弹感受，引导学生想一想，是什么力让手臂动起来的？回答后，老师让学生自己做一个小实验，将一根导线连接到电源上，并放在铁钉上，再将另一只手伸到导线正上方，让学生感受手上是否有力场。

3.2 观察电流周围的磁场接着，老师拿来弯曲的导线，让学生围成圆环，将铁屑撒在圆环上方，观察圆环周围的磁场。

老师进行适当解释，引导学生观察和探究。

3.3 伏安定律伏安定律的实验：选用几支不同长度和材料的导线，接到电源上形成闭合电路，实验员接入电流和测量电路中的电压和电流。

记录数据并测出每个导线的电阻值，由伏安定律得到各个导线的电流强度。

3.4 电磁铁和电动机讲解电磁铁和电动机的原理：通过简单的图解和实物进行讲解，让学生明白电动机是如何工作的。

3.5 发电机讲解发电机的原理：通过图解和实物进行讲解，引导学生理解发电机的基本工作原理、优点和缺点。

3.6 总结总结今天的学习内容，检查学生是否学到了今天的知识点。

回答学生的问题，解决学生的问题，引导学生进行思考和探究。

四、教学方法1.感性认识法：通过实验和观察，让学生感受到电流周围的磁场；2.归纳法：通过对实验数据的分析和总结，引导学生得出伏安定律；3.讲解法：通过图解和实物，讲解电磁铁、电动机和发电机的基本原理。

五、课后作业1.对电流周围的磁场和伏安定律进行反思和总结；2.研究电磁铁、电动机、发电机的动力学原理，探究这些动力学原理在实际中的应用。

5．3探究电流周围的磁场(教师用书独具）●课标要求1．探究并理解直线电流、环形电流、通电螺线管周围的磁场规律，并会用安培定则判定各种电流周围的磁场方向．2．了解安培分子电流假说及磁现象的电本质．3．会解释有关磁化和退磁现象．●课标解读1．了解通电直导线和通电线圈周围的磁场．2．会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．3．了解安培分子电流假说，知道磁现象的电本质．●教学地位本节主要学习电流的磁效应，使学生了解通电导线、通电线圈周围的磁场，熟练掌握安培定则，判断通电直导线，通电线圈磁感线的空间分布是本节的重点,学习本节内容，可以调动学生充分发挥空间想像力，对空间磁感线的分布有一个完整的认识，本节内容是学习电磁学的基础，也是高考的重点．(教师用书独具)●新课导入建议通电的螺线管相当于一个条形磁铁,一端是N极,另一端是S极，把一个小磁针放入螺线管内部,小磁针的N极指向螺线管的哪端呢？图教5－3－1●教学流程设计课前预习1．让学生阅读教材2．填写【课前自主导学】⇒步骤1：导入新课本节教学地位分析,激发学习兴趣⇒步骤2：老师提问检查预习效果,并引导学生讨论交流⇒步骤3：师生互动完成“探究1”总结安培定则的应用⇓\步骤8：课堂小结学生总结本节内容，老师布置【课后知能检测】⇐步骤7：学生练习完成【当堂双基达标】⇐步骤6：师生互动完成“探究3"重点培养解题规范⇐步骤5:师生互动完成“探究2”⇐步骤4:学生练习完成【迁移应用】课标解读重点难点1.通过探究实验了解通电直导线和通电线圈的磁场．2。

掌握用安培定则判断直线电流,通电线圈周围磁场的方法．3。

探究磁现象的电本质，了解安培分子电流假说.1.认识通电直导线和通电线圈周围的磁场．（重点）2。

掌握安培定则．(重点)3。

通电螺线管内部的磁场．（难点)4。

安培分子电流假说．（难点）电流的磁场1（1)直线电流的磁场①磁场分布：直线电流的磁场磁感线是一些围绕以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上．②安培定则：右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．(2)通电线圈的磁场①环形电流的磁场：环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线．也满足安培定则．②通电螺线管的磁场：就像一根条形磁铁，一端相当于北极,另一端相当于南极．长直通电螺线管内中间部分的磁场近似匀强磁场．③磁感线方向判定：电流方向、磁场磁感线方向仍然满足右手螺旋定则．右手握住螺旋管，让四指指向电流的环绕方向，则大拇指指向N极．2．思考判断（1）直线电流磁场的磁感线一定和电流方向平行．（×)(2）直线电流和通电螺线管都符合安培定则．(√）(3）通电螺线管的磁感线都是从N极指向S极．(×）3．探究交流通电直导线与通电螺线管应用右手螺旋定则来判定磁感线的方向,那么在这两种情况下，大拇指与四指所代表的指向意义相同吗？【提示】不相同．在判定通电直导线磁感线的方向时，大拇指指向电流的方向，四指的指向代表磁感线的方向．在判定通电螺线管磁感线时，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向代表螺线管内部磁感线的方向.探究磁现象的本质1.(1)安培的分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流，叫分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，分子电流的两侧相当于两个磁极．（2)磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．2．思考判断(1)磁铁的磁场和电流的磁场本质是相同的．（√）(2）磁体受到高温或猛烈敲击有时会失去磁性．（√)(3)发现电流的磁效应的科学家是安培．(×)3．探究交流1731年，一名英国商人的一箱新刀在闪电过后带上了磁性；1751年,富兰克林发现缝纫针经过莱顿瓶放电后磁化了…，电流能产生磁场，电和磁之间有无本质的联系？【提示】电和磁之间有本质的联系,磁场都是由电荷的运动产生的．电流的磁场和安培定则的应用1．环形电流、通电螺线管产生的磁感线和什么磁体的磁感线类似？2．直线电流和环形电流在应用安培定则时有什么不同？三种常见的电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越稀疏，磁场越弱环形电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极后小磁针N极(黑色的一端)的指向正确的是( ）。

5.3探究电流周围的磁场【教学目标】知识与技能：1、知道电流周围存在磁场，知道通电螺线管对外相当于一个磁体，会用安培定则确定相应磁体的磁极和通电螺管的电流方向。

2、培养学生初步的观察能力、实验能力、分析概括、作图能力。

3、培养学生良好的学习习惯，实事求是的科学态度。

过程与方法：1.观察奥斯特实验了解电流的磁场，知道磁场方向跟电流方向有关系，培养学生的观察实验能力。

2.通过观察通电螺线管的实验，发现通电螺线管的磁极跟电流的关系，总结出安培定则，培养学生的分析概括能力。

3.从安培定则的应用，培养学生的思维作图能力。

情感态度与价值观：养成实事求是，尊重自然规律科学态度，在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦。

【教学重点】奥斯特实验，通电螺线管周围的磁场，安培定则。

[:Z|xx|k]【教学难点】安培定则的运用【教学准备】螺线管、铁屑、通电螺线管周围磁感线的主体模型，干电池铜导线。

【教学方法】探究式教学法【教学过程】一、复习、引入新课1、复习磁的基本知识●任何磁体都有两个磁极：分别叫做____和____.●磁极间的相互作用规律是：_______________●磁体周围存在着_______.它是确实存在着的一种物质。

物理学中引入了_______来描述它。

●图一：根据磁铁的磁场方向画出小磁针的磁极；图二：根据磁针指向画出磁铁的磁极。

图一图二2、利用多媒体展示电磁体的应用，引导学生对生活、生产中大量电器的观察，使学生意识到电与磁有着密切的联系，同时，演示电磁铁吸引小铁钉的实验，引发学生思考：电能生磁吗？由此引入新课。

板书：第二节电流的磁场二、进行新课1、电与磁的关系（1）指导学生阅读和观察教材102页，图16-7所示的电器设备。

（2）奥斯特实验实验器材：小磁针、电源、导线、开关师：介绍实验器材，在介绍这些实验器材的同时，提出问题让学生思考实验步骤：第一，观察小磁针静止时的指向，受地磁场影响磁针的南北极的方向。

5.3 探究电流周围的磁场1．电流的磁场电流周围产生的磁场的方向可以用安培定则（右手螺旋定则）来判定。

直线电流的磁场(1)判断通电直导线周围的磁场：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的方向。

（2）环形电流的磁场。

预习交流1环形电流的方向跟中心轴上的磁感线方向之间有什么关系?怎样判断环形电流的磁感线的方向？答案：垂直。

环形电流的磁感线方向用安培定则判断:如图所示，右手弯曲的四指指向环形电流的方向，则伸直的拇指所指的方向是环形导线中心轴线处的磁感线方向。

(3）通电螺线管的磁场。

预习交流2通电螺线管的磁场也可以用安培定则来判断，请参见如图判断通电螺线管内部的磁感线的方向.答案：用右手握住螺线管,让弯曲四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，拇指指向通电螺线管的北极。

2．探究磁现象的本质安培分子电流假设:在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。

预习交流3假设地球的磁场是由于地球带某种电荷而又绕地轴自转产生的,你认为地球带有什么电荷？答案：由于地理北极在地磁南极附近，故地球内部磁场方向是由北指向南，而地球自转方向是自西向东转，据安培定则知地球应带负电荷.一、电流的磁场如图所示，环形导线中有一小磁针，未通电时如图放置，通电后的转向及最后N极的指向将怎样？答案：线圈通电后形成顺时针电流,由安培定则可判断线圈形成的磁场方向为线圈内垂直纸面向里，线圈外为垂直纸面向外.小磁针北极指向磁场方向，所以北极向纸内转动。

如图中，a、b是直线电流的磁场,c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。

答案:见解析解析：根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向从下向上，c中电流方向是逆时针,d 中磁感线的方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线的方向向右。

教学建议在教学中逐个做好通电直导线、通电环形电流、通电螺线管等磁感线的演示实验,使学生熟悉这些以后常会用到的磁感线的空间走向及疏密分布情况。

熟悉安培定则,进一步要求学生通过动手练习说出具体例图中的通电直导线、环形电流、通电螺线管等磁场磁感线的空间分布,并画出它们的磁感线的俯视图和不同角度的剖面图,调动学生充分发挥空间想象力,使他们对空间分布的磁感线有一个完整的认识。

要注重不同磁场之间的联系,如从通电直导线磁场过渡到环形电流磁场再过渡到通电螺线管磁场,是由直到曲的转化,由少到多的叠加过程,形象思维中隐含了逻辑思维,注意到这种联系而不是孤立地罗列这些磁场各自的规律,有利于培养学生科学的思想方法。

从通电螺线管外部磁场与条形磁铁外部磁场的一致,能联想到条形磁铁的内部磁场情况,可以作一个补充,让学生认识到磁感线都是封闭曲线,一方面能让学生更加全面联系地看待问题,另一方面认识磁铁内部磁场对学生后续学习解决电磁感应中相应问题有很大帮助。

对于安培分子电流假说,有必要让学生知道:“假说”是用来说明某种现象但未经实践证实的命题。

在物理定律和理论的建立过程中,“假说”常常起着很重要的作用,它是在一定的观察、实验的基础上概括和抽象出来的。

安培分子电流假说就是在“通电螺线管磁场与条形磁铁磁场极为相似”这一事实的启发下,结合环形电流磁场的特点,经过思维发展而产生出来的,而这种从表面现象的简单相似到本质的内在联系(也是隐藏在复杂事物背后的简单的逻辑关系)的发展,正是物理大师的直觉灵感和深入思考结合的产物,体现了物理学深刻而又简洁之美。

安培分子电流假说能够解释磁化和退磁等现象,揭示了磁现象的电本质。

可以让学生观察一些磁化和退磁的演示并说明其中的道理。

参考资料神奇的磁化水磁化水是一种被磁场磁化了的水。

让普通水以一定流速,沿着与磁感线平行的方向运动,通过一定强度的磁场,普通水就会变成磁化水。

磁化水有种种神奇的效能,在工业、农业和医学等领域有着广泛的应用。