探究通电螺线管外部磁场的方向 说明：本探究题目包括以下两个方面内容。 1、通电螺线管外部的磁场是怎样分布的？ 2、通电螺线管外部磁场的方向跟哪些因素有关？ 探究一通电螺线管外部的磁场分布 一、提出问题： 在我们熟悉的磁体的磁场中，通电螺线管外部的磁场可能与哪种磁体的相似？ 二、猜想假设： 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 三、设计实验 （一）实验器材： 通电螺线管磁场演示器、条形磁体、菱形 小磁针（2个）、铁屑、干电池、开关、导 线 （二）实验步骤： 1、开关断开，如图所示连接电路。 2、在通电螺线管的两端各放一个菱形小磁针，并在螺线管的周围均匀撒 铁屑。 3、闭合开关，观察菱形小磁针 的指向，轻敲面板，观察铁屑的 排列情况。用数码相机将铁屑的 排列情况和小磁针的指向照相， 断开开关。 4、在条形磁体的两端各放一个菱形小磁针，观察菱形小磁针的指向，并 在条形磁体的周围均匀撒铁屑，轻敲面板后，观察铁屑的排列情况。用数
码相机将铁屑的排列情况和小磁针的指向照相。 四、进行实验 按照实验步骤操作，做好实验。 通电螺线管周围铁屑的排列情况及小磁针指向如下图所示。 条形磁铁周围铁屑的排列情况及小磁针指向如下图所示。 五、分析论证 比较通电螺线管周围和条形磁铁周围铁屑的排列情况，分析实验现象，可知通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
探究通电螺线管外部磁场的分布情况评价表
探究二影响通电螺线管外部磁场方向的因素 一、提出问题： 通电螺线管外部磁场方向跟哪些因素有关？ 二、猜想假设： 通电螺线管外部的磁场方向跟环绕螺线管的电流方向有关。 三、设计实验 （一）实验器材： 通电螺线管磁场演示器、菱形小磁针（2个）、干电池、开关、导线 （二）实验步骤： 1．按照图1甲所示电流方向，连接如图2所示电路。 图1 图2 2．在通电螺线管的两端各放一个菱形小磁针，闭合开关，观察菱形小磁针的指向，将电流方向和小磁针指向记录在表格中。 3．断开开关，改变接入螺线管电源的正负极。 4．闭合开关，观察到菱形小磁针的指向，将电流方向和小磁针指向记录
第2节电生磁 教学目标 一、知识与技能 1.通过实验了解电流周围存在磁场。 2.探究通电螺线管外部的磁场方向，了解通电螺线管外部磁场与条形磁体的性质相似。 3.会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。 二、过程与方法 1.通过观察直导线电流磁场和通电螺线管的磁场实验,进一步发展学生的空间想象力。 2.通过对实验的分析，提高学生比较、分析、归纳得出结论的能力。 三、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妙,培养学生的学习热情,初步领会探索物理规律的方法和技巧。 教学重点 1.电流的磁效应。 2.通电螺线管的磁场。 教学难点 运用安培定则判断通电螺线管的极性或通电螺线管的电流方向。 教具准备 电源、导线、开关、小磁针、铁钉、多媒体课件。 教学过程 新课引入 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。到底磁是否能生电？这节课我们就来揭开这个谜！ 合作探究 探究点一：电流的磁效应 活动1：针对导课的问题，老师让学生交流、讨论如何设计实验来验证你的猜想？需要哪些实验器材？ 总结：选取电源、导线和开关、小磁针。将电源、导线、开关连接成一个闭合电路，将小磁针放在周围，观察小磁针是否发生偏转。 活动2：根据学生所设计的实验，让学生动手验证。根据实验现象，阐明你的猜想。 总结：导线通电后，发现小磁针发生偏转，说明通电导体周围能够产生磁场。
活动3：要想让小磁针偏转的方向相反，然后如何操作？自己动手实验验证，这又说明说明什么问题？ 总结：通电导体电流的方向改变，周围磁场的方向也随之改变。 归纳总结：电流周围存在磁场，磁场的方向跟电流的方向有关。这就是电流的磁效应。 拓宽延伸：电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特第一个发现的，所以该实验叫奥斯特实验，它揭示了电和磁不是孤立的，而是有密切的联系。 活动4：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！播放视频！ 探究点二：通电螺旋管的磁场 活动1：看了这个视频实验后，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？小组之间交流、发言。 总结：在实验中利用短路获得较强的电流来增加磁性。 活动2：在一般情况下是不允许的，在实际生活中 人们一般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。 总结：展示每个小组制作的螺线管。 活动3：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，不能吸引铁屑的小组讨论解决，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）。 活动4：小组之间根据自己的实验，试着讨论、交流一下，螺旋管的磁场特点。 总结：螺旋管的磁场与条形磁铁的磁场相似。 活动5：如何改变螺旋管磁场方向？学生自己动手实验、进行验证。 总结：螺旋管的磁场方向与电流的方向有关。 活动6：（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？学生之间交流、讨论螺线管的磁场方向如何规定？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？
中考物理一轮复习专题练习——电流的磁场（通电螺线管、电磁铁）实验题专练，有答案1．小明在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图甲所示电路。实验时： （1）可通过观察_____判断通电螺线管的磁极。 （2）小明猜想：通电螺线管的磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了_____，来探究通电螺线管的磁场强弱与______的关系。 （3）为了探究“通电螺线管的磁极性质”，小明对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图乙所示的四种情况。分析情况可知，螺线管的磁极由_____（选填“电流方向”、“绕线方式”或“电流大小”）决定。 2．在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针． 甲乙 (1)通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与_____的磁场相似． (2)小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中______方向有关． (3)小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了_______，来探究________的关系． 3．在探究通电螺线管外部磁场的实验中，采用了图所示的实验装置． （1）当闭合开关S后，小磁针____发生偏转（填“会”或“不会”），说明通电螺线管与小磁针之间是通过____发生力的作用． （2）用铁屑来做实验，得到了图所示的情形，它与____磁铁的磁场分布相似．为描述磁场而引入的磁感线____真实存在的． （3）为了研究通电螺线管的磁极性质，老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况．实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的____有关，且这个关系可以用____判断．
第三节几种常见的磁场 教学目标： （一）知识与技能 1、知道什么是磁感线。 2、知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的分布情况。 3、会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4、知道安培分子电流假说是如何提出的。 5、会利用安培假说解释有关的现象。 6、理解磁现象的电本质。 7、知道磁通量定义，知道Φ=BS的适用条件，会用这一公式进行计算。 （二）过程与方法 1、通过模拟实验体会磁感线的形状，培养学生的空间想象能力。 2、由电流和磁铁都能产生磁场，提出安培分子电流假说，最后都归结为磁现象的电本质。 3、通过引入磁通量概念，使学生体会描述磁场规律的另一重要方法。 （三）情感、态度与价值观 1、通过讨论与交流，培养对物理探索的情感。 2、领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值感。 教学重点：会用安培定则判断磁感线方向，理解安培分子电流假说。 教学难点：安培定则的灵活应用即磁通量的计算。 教学方法：类比法、实验法、比较法 教学用具：条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源 教学过程：（一）引入新课 教师：电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ 学生：磁场可以用磁感线形象地描述？ 教师：那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就来学习有关磁感线的知识。 （二）进行新课 1、磁感线
教师：什么是磁感线呢？ 学生阅读教材，回答：所谓磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。 ［演示］在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板使铁屑能在磁场作用下转动。 ［现象］铁屑静止时有规则地排列起来，显示出磁感线的形状。如图3.3-1所示：［用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况］ 如图所示： ［问题］磁铁周围的磁感线方向如何？ ［学生答］磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来，进入磁铁的南极。 ［教师补充］磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极。 ［用投影片出示通电直导线周围的磁感线分布情况］如图3.3-2所示： ［问题］通电直导线周围的磁感线如何分布？ ［学生答］直线电流磁场的磁感线是一些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。 ［问题］直线电流周围的磁感线分布和什么因素有关系？ ［学生答］直线电流周围的磁感线方向和电流方向有关系。 ［问题］直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢？ ［出示投影片］直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手
通电螺线管模拟实验的教学设计 制作：金溪中学朱红联 实验教学目标： 1、认识螺线管与螺线管的绕向； 2、会用安培定则判定通电螺线管的磁场方向。 实验设计目的： 人教版八年级下册物理第九章第三节《电生磁》中，关于通电螺线管的磁场教学，重在探究通电螺线管的磁场特点，理解和应用安培定则。学生在探究活动中，会出现三个方面的困难：1、教材中的螺线管是立体的平面图，不便理解。2、实验室的通电螺线管演示器金属导线早已绕好、固定，不便于理解不同绕向的螺线管与操作。3、因教材的编排，学生对电流的方向感知不多，对通电螺线管中的电流方向更是难以感知。因此，我设计了“通电螺线管模拟器”，既为理解安培定则作铺垫，也为巩固和应用安培定则创造条件，先介绍如下： 实验准备过程： 一、制作材料与过程 找一个长20cm、底面直径7cm的木料圆柱体，侧面贴上一张浅黄色纸，然后在一端底面圆心处钉一长钉，铁钉另一端横着固定在铁架台上。在固定后的圆柱两端前后各贴一小段双面胶。另备20ml注射器一个，去针头，内装15ml 有色液体。此外，透明输液管和有色塑料管各一根，长度90cm左右。 二、实验操作过程 1、认识螺线管 用有色塑料管表示导线，在圆柱体上绕几圈，告诉学生，这就成了一个简单的螺线管。 2、认识螺线管的绕向 出示挂图（1），让学生根据模拟器中不同的绕法找到相同的图示，理解螺线管的立体图示，做到图形结合。
3、画一画螺线管 取下挂图，变动绕法，指导学生画一画各种不同绕向的螺线管。 4、演示、判断电流方向 ①用透明塑料管绕在圆柱体上，注射器所接的一端代表电源正极，有色液体表 示电流，推动注射器活塞，让学生观察螺线管中电流方向。 ②让一学生上台合作，用右手握一握螺线管，要求四指弯向刚才演示的电流方 向。 ③变换电流方向和绕法，再分别让学生用右手握一握。 5、教学安培定则 在学生会判断电流方向和会用右手弯曲的四指表示时，用实验室的通电螺线管演示器探究，学习安培定则： ①通过铁粉、小磁针判断出通电螺线管的周围存在磁场。 ②利用小磁针找到通电螺线管的N极。 ③探究通电螺线管中的电流方向，当用右手握住螺线管，四指弯向电流方向 时，大拇指所指的一端与N极的关系。 ④变换电流方向，让学生再实践③。 ⑤小结安培定则：用右手握住螺线管，大拇指与四指垂直，使四指弯曲沿着 电流的方向，则大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极。
电生磁教学目标 1.知识与技能 （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体相似. （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.过程与方法 观察和体验通电通电导体与磁体之间的相互作用,初步了解电与磁之间有某种联系. 探究通电螺线管外部磁场的方向. 重点难点 通电螺线管的磁场。 教学准备 直导线、干电池、螺线管、小磁针。 教学过程 导入：观察奥斯特做的实验 提问:当直导线通电时.你看到了什么现象?磁针发生偏转说明什么问题? 回答:看到小磁针发生偏转(顺时针),发生偏转说明通电直导线周围存在磁场,小磁针受到磁力的作用.(电流的磁效应) 看第二个图,我们把电流切断,观察小磁针有什么变化? 发现当电流切断时,小磁针不会发生偏转,说明直导线周围没有磁场. 观察实验,当改变通电直导线的电流方向时,发现小磁针有什么变化? 回答:当改变电流方向时,小磁针的偏转方向由原来的顺时针变成逆时针. 得出,磁场方向跟电流的方向有关. 提问:手电筒在通电时为什么连一个大头针都吸不动? 这是因为它的磁场太弱了.那如果我们把导线绕成一个线圈,然后再给它通电,那么线圈都有电流通过,且产生的磁场叠加在一起,就会强得多.那么螺线管的磁场是什么样的? 它可能与哪种磁体的磁场相似?(条形磁体) 通过演示实验得出通电螺线管磁场与条形磁体磁场相似,那么通电螺线管的极性与电流方向有什么关系? (实验得出通电螺线管两端的极性与螺线管中电流方有关,当电流方向改变,其极性也改变.) 那么我们怎么判断它的极性呢? 安培定则。（电流方向，线圈的绕法） 安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流方向,则大拇指所指方向就是北极. 完成课后练习
通电螺线管的磁场（北京习题集）（教师版） 一．选择题（共6小题） 1．（2017?石景山区一模）如图所示，电源电压不变。当开关闭合时，电磁铁能吸起许多大头针，下列关于电磁铁的说法中正确的是 A ．电磁铁的吸起大头针端是极 B ．电磁铁吸起大头针的原因是通电导体在磁场中受到力的作用 C ．若只减少电磁铁线圈匝数，电磁铁吸起大头针的数量会减少 D ．若仅将电路中的电源正负极对调，电磁铁会吸起更多的大头针 2．（2016秋?海淀区期末）为了研究通电螺线管周围的磁场分布情况，小红找来实验器材并连接好实验电路，使用小磁针来进行探究。她先在螺线管一端摆放了九个小磁针，通电后发现这九个小磁针的指向如图所示。若用虚线来描述磁场的分布情况，在选项中可能正确的是 A ． B ． C ． D ． 3．（2012秋?顺义区期末）关于通电螺线管，下列因素的变化不会对它的磁性强弱产生影响的是 A ．电流的强弱 B ．电流的方向 C ．线圈的匝数多少 D ．通电螺线管中是否有铁芯 4．（2011秋?昌平区期末）关于通电螺线管，下列因素的变化不会对它的磁性强弱产生影响的是 A ．电流的方向 B ．电流的强弱 C ．线圈的匝数多少 D ．通电螺线管中是否有铁芯 5．（2007秋?丰台区期末）关于电和磁的说法，错误的是 S ()S ()()()()
A ．通电导线周围存在磁场 B ．导体在磁场中运动，一定能产生感应电流 C ．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似 D ．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成 6．（2018秋?大兴区期末）如图所示，在螺线管的两端各放一个小磁针（涂黑的一端为极），并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后可以观察到小磁针的指向，轻轻敲打纸板，可以看到铁屑有规则的排列起来，关于通电螺线管的磁场，下列说法中正确的是 A ．利用这些铁屑可以显示通电螺线管磁场的分布 B ．由小磁针的指向可判断通电螺线管的左端为极 C ．通电螺线管周围的磁场与蹄形磁体周围磁场相似 D ．若改变通电螺线管中的电流方向，小磁针指向不变 二．多选题（共3小题） 7．（2018?西城区二模）小磊做实验探究“通电螺线管外部的磁场分布”。他在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板，小磁针的指向和铁屑的排列情况，如图所示。当改变螺线管中电流方向时，小磁针的指向会改变。下列说法中正确的是 A ．通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似 B ．通电时，螺线管的左端相当于条形磁铁的极 C ．通电螺线管的磁场方向与螺线管中电流的方向无关 D ．通过电流不变，在此螺线管内插入铁棒，其磁场会增强 8．（2017?顺义区一模）小丽通过实验找到了“通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系”，她对图所示的螺线管中电流方向和通电螺线管的极性作出下列判断，其中正确的是 N ()S ()N ()
通电导体周围的磁场 一、选择题 1、许多物理学家在科学发展的历程中都做出了杰出的贡献，其中首先发现电流磁效应的是（） A.沈括 B.法拉第 C.奥斯特 D.汤姆逊 2、如图2所示，小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向，可以判断出 A．螺线管的左端为N极 B．电源的左端为负极 C．小磁针甲的右端为N极 D．小磁针乙的右端为N极 3、一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静止。某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场，磁感线如图所示，则小磁针在磁场出现后（） A．两极所受的力是平衡力，所以不会发生转动 B．两极所受的力方向相反，所以会持续转动 C．只有N极受力，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右 D．两极所受的力方向相反，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右 4、如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，会发生的现象是（） A．通电螺线管仍保持静止不动 B．通电螺线管能在任意位置静止 C．通电螺线管转动，直至B端指向南，A端指向北 D．通电螺线管转动，直至A端指向南，B端指向北 5、为判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有下列几组器材，其中最为方便可用的是( ) A.小灯泡及导线 B.铁棒及细棉线 C.带电的小纸球及细棉线 D.被磁化的缝衣针及细棉线 7、在地球赤道上空某处有一小磁针处于水平静止状态，突然发现该小磁针的N极向东偏转，可能是( ) A．小磁针正西方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针 B．小磁针正北方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针 C．小磁针正上方有电子流自东向西水平通过 D．小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 8、图中的两个线圈，套在光滑的玻璃管上，导线柔软，可以自由滑动，开关S闭合后则 A. 两线圈左右分开 B. 两线圈向中间靠拢 C. 两线圈静止不动 D. 两线圈先左右分开，然后向中间靠拢 9、如图所示，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，图中的电磁铁（） A．a端是N极，磁性减弱 B．b端是S极，磁性增强
通电螺线管磁场分布特性的实验演示教案 在前面的课堂中，我们已经知道了磁铁的周围存在着磁场，通电导线的周围也存在着磁场。磁场对放在其中的此题和电流有力的作用，这就是磁场的基本特性。 当我们把多个小磁针放在磁铁周围，我们发现磁场和电场一样，也有方向。物理学中规定：在磁场中的任何一点，小磁针北极受力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点磁场的方向。研究电场的时候，我们引入电场线来形象的描述电场。同样，我们现在研究磁场时可以引入一个假想线——磁感线来描述磁场。 磁感线是描述磁场分布情况的闭合曲线，在磁体外部由N极到S极，在磁体内部由S 极到N极。在这些曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向相同。 我们过去做过将铁屑或小磁针放在磁场中来探测磁感线分布情况的实验。接下来我们来 看看一些通电导线周围磁场的磁感线分布情况。 在两块玻璃板的小圆孔中分别安放着直导线和 环形导线。在导线中同恒定电流，观察直导线和环形 导线周围铁屑的排列情况。 结果：1 直导线周围的铁屑排列成以导线为圆心 的同心圆磁感线。2 环形导线周围的铁屑排列成一些 围绕环形导线的椭圆磁感线。 对直导线运用右手定则，用右手握住导线，让伸直的大拇指指向电流的方向，那么弯曲的四指指的方向就是磁感线环绕方向。对环形导线运用右手定则判断磁感线方向的方法是，让右手弯曲的四指与环形导线中的电流方向一致，伸直的大拇指所知的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向，即N极。通电螺线管就是一个个环形线圈的叠加。
我们看通电螺线管的磁场分布，它与条形磁铁的磁场分布十分相似。 练习题左图。 课后练习题：想一想，电场中的电场线是不 会相交的，那么在磁场中能否找到两条相交的磁 感线呢？为什么？
电流的磁场 预学习部分： 1观看微视频。注意观察电路接通时小磁针的偏转方向，标出小磁针的偏转方向。 （1）（玄）和（b）实验现象表明：_____________________________________________ （2）（b）和（c）实验现象表明：磁场的方向与导线中 _______________ 的方向有关。 2、观看微视频。回答下列问题。 （1）用导线绕成的螺旋形线圈叫做___________ 。 （2）通电螺线管周围的磁场分布与___________________ 相似。 （3）通电螺线管对外相当于_____________ 。 3.观看微视频。观察通电时小磁针的偏转方向，标出小磁针的偏转方向，并标出磁 极。 试猜想通电螺线管周围的磁场方向与什么因素有关?
课堂部分 活动一：用实验的方法判断通电螺线管的磁极，并在图中标出通电螺线管的磁极。 活动二：探究影响通电螺线管两端磁极的因素 （1） 在图中画出电流环绕方向。 （2） 分析比较甲和乙或丙和丁，当螺线管的绕法 _________ ，电流的环绕方向 __________ ，通 电螺线管的磁极 _________ 。（选填“相同”、“不同”） （3） 分析比较甲和丁或乙和丙，当通电螺线管中电流的环绕方向 _________ ，螺线管的绕 法 ______ ，通电螺线管的磁极 __________ 。（选填“相同”、“不同”） （4 ）综合分析，通电螺线管的磁极与 ________________________ 有关。 活动用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极 在下图中标出通电螺线管的 N 极和S 极 3W- R --- 11 ---- (a) --- 1 ----- (b) —— ------- (C ) 活动练习螺线管的绕法 （1 ）练习螺线管的绕线和螺线管中的电流的环绕方向。 （2）练习用右手螺旋定则判定通电螺线管的磁极。 匸电源 （3）实验判断出的通电螺线管的极性与安培定则判定的通电螺线管的极性是否相同? 匸电源 乙 丙
专家点评： 本节课的教学流程清晰，教学结构设计合理，运用多种教学手段有效地落实三维目标。教师注重在实验中培养学生观察、思考、合作、交流等能力，以学生为本，是一堂能培养学生探究能力的好课。 本节课体现了以下几个新课程的理念。 （1）注重过程与体验 本节课设计的要点与特点是，让学生体验、感受、参与物理现象的发生发展过程，在课堂中创设一定的情境，给学生一定的发展空间，尤其是教师有意识地创设探究的条件，让学生在探究中学习。例如:探究通电螺线管周围磁场分布环节，让学生以上节课所学的研究磁场的方法为基础，提出自己的方法，有一定的依据。又如:在实验探究中，让学生自己动手绕制螺线管并判断其两端极性，思考两端极性与什么因素有关，汇总了部分同学的实验事实后，产生矛盾，激发学生的思维碰撞。基于实验事实的思考，不但培养了学生的实验能力，而且还培养了学生反思、创新的意识。 （2）促进交流与合作 教学中采用了多种教学手段，促进学生间的交流与合作。在通电螺线管两端极性的探究环节，采用了学生分组、小组合作的方式，合作中又有分工，之后再进行小组之间的交流，使实验结果真实可靠。在实验结果的的探讨交流中，教师精心设计的磁吸式展示方式，便于对比，使教学的重点和难点突出，使交流的质量得到有效的提升。 （3）关注细节与目标 实验过程中教师注重教学细节的设计，而使三维目标得到有效的落实。如：关于实验中的问题思考：确定通电螺线管两端的磁极，分享实验结果时，大胆挑选了一组有问题的小组，让学生在思考、讨论中再次操作、对比，对于如何排除小磁针反向的器材故障也设计讨论。特别是通过实验结果的对比分析，让学生自主再次实验，排查错误实验结果，渗透了德育目标。又如：在右手螺旋定则的学习和运用时，引入了“手套”，利于学生获得感性体验，提升判定成功率，令人印象深刻，方法巧妙自然，目标的达成水到渠成。 整堂课无论是情景的创设，实验的探究，原理的探讨，定则的运用，都以学生的活动为基础展开。注重渗透物理的思维方法，本堂课多次应用了：对比法、建立模型法。有效地促进了学生学习方式的转变培养了学生在实验过程中的思考和探索的能力，不失为一堂好课。（点评人:洪俊）
[选修3-1第三章磁场教案] 第三节几种常见的磁场（2课时） 一、教学目标 （一）知识与技能 1．知道什么叫磁感线。 2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况 3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象 5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场 6．理解磁通量的概念并能进行有关计算 （二）过程与方法 通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。 （三）情感态度与价值观 1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力. 2.培养学生的空间想象能力. 二、重点与难点： 1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向. 2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算 三、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源 四、教学过程： （一）复习引入 要点：磁感应强度B的大小和方向。 ［启发学生思考］电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ ［学生答］磁场可以用磁感线形象地描述.----- 引入新课 （老师）类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向 （二）新课讲解 【板书】1．磁感线 （1）磁感线的定义
在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线叫做磁感线。 （2）特点： A 、磁感线是闭合曲线，磁铁外部的磁感线是从北极出来，回到磁铁的南极，内部是从南极到北极. B 、每条磁感线都是闭合曲线，任意两条磁感线不相交。 C 、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。 D 、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小 【演示】用铁屑模拟磁感线的形状，加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。 【注意】①磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究问题的方便而假想的。 ②区别电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。 2．几种常见的磁场 【演示】 ①用铁屑模拟磁感线的演示实验，使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。 ②用投影片逐一展示:条形磁铁（图1）、蹄形磁铁（图2）、通电直导线（图3）、通电环形电流（图4）、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁) （图5）、※辐向磁场（图 6）、还有二同名磁极和二异名磁极的磁场。 （1）条形、蹄形磁铁，同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况（图1、图2） （2）电流的磁场与安培定则 ①直线电流周围的磁场
有限长通电螺线管空间的磁场分布 作者：惠小强， 陈文学 作者单位：西安邮电学院应用数理系,陕西,西安,710061 刊名： 物理与工程 英文刊名：PHYSICS AND ENGINEERING 年，卷(期)：2004，14(2) 被引用次数：4次 参考文献(3条) 1.王华军;李宏福;温越琼螺线管中磁场的计算[期刊论文]-四川轻化工学院学报 1999(04) 2.西安电炉研究所感应加热技术应用及设备设计经验 1975 3.赵春旺;王克勋;刘前有限长螺线管磁场的数值计算与分析 1997(04) 相似文献(4条) 1.期刊论文胡毅.谢守清.HU-Yi.SHE Shou-qing均匀带电圆环的电场-郧阳师范高等专科学校学报2007,27(6) 在直角坐标系、球坐标系和圆柱坐标系中用点电荷电场的叠加原理,借助椭圆积分法所得公式,精确地计算出均匀带电圆环在空间中电场强度的表达式,有助于理解和掌握带电圆环的电场分布特点. 2.期刊论文朱平.ZHU Ping线电荷椭圆环中心轴线电场分布-大学物理2010,29(7) 运用场的叠加原理和椭圆积分的理论和方法,导出了线电荷椭圆环中心轴线场强分布的解析表达式,进行了有关的讨论,指出线电荷椭圆环中心轴线场分布具有的重要特性. 3.期刊论文林志.许瑞珍带电细椭圆环在中心轴线上的电势及电场强度-科技资讯2008(30) 根据电势的叠加原理,通过第一、第二种全椭圆积分,导出了带电细椭圆环在中心轴线上的电势,进而给出了中心轴线上的电场强度. 4.期刊论文于慧.张素花.安海龙.韩英荣.柳辉.柳辉.张玉红.Yu Hui.Zhang Suhua.An Hailong.Han Yingrong. Liu Hui.Liu Hui.Zhang Yuhong均匀带电细圆环的电势和电场强度的空间分布-河北工业大学成人教育学院学报2007,22(4) 均匀带电细圆环是电磁学理论及应用中的基本模型,研究其产生的电场在空间的分布具有重要意义.本文由电势的叠加原理,首先推导出均匀带电细圆环在空间任一点的电势表达式,并用数学软件Mathematic绘出了其电势在空间的分布-等势线的分布;然后由电场强度和电势的关系,得到了空间任一点的电场强度表达式,并进行了数值模拟. 引证文献(4条) 1.任俊刚.赵春旺有限长螺线管磁场的全场分布[期刊论文]-物理通报 2010(10) 2.高松巍.孙小京.杨理践基于极低频电磁波的管道检测定位技术[期刊论文]-沈阳工业大学学报 2009(3) 3.郭琪.邹志纯三种提供微力装置的模型[期刊论文]-西安邮电学院学报 2009(1) 4.丁健载流有限长密绕螺线管的磁场分布[期刊论文]-大学物理 2009(8) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/b713428447.html,/Periodical_wlygc200402007.aspx 授权使用：西安理工大学(xalgdx)，授权号：fee077cb-5a34-4ed6-9cff-9eef010a4c6c 下载时间：2011年5月26日
20.2电生磁 1.教学目的·认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系。 ·知道磁感线可用来形象描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。 ·知道地球周围存在磁场，知道地磁的南、北极。 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：知道磁场的存在，用磁感线描绘磁场的分布。 2．难点：如何通过实验现象认识磁场的存在。 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、实验器材 学生实验：导线，一节干电池，一个小磁针 演示实验：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。 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 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。 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。
2.电流的磁场教学目标 知识要点 课标要求 1.奥斯特的发现知道奥斯特实验验证了电流周围存在磁场；知道电流周围存在磁场 2.通电螺线管的磁场掌握通电螺线管的磁场和安培定则；会用安培定则确定相应磁体的磁极和螺线管的电流方向 3.物体磁性从哪里 来 了解物体磁性的来源 教学过程 情景导入 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。 合作探究 探究点一奥斯特的发现 活动1：针对导课的问题，老师让学生交流、讨论如何设计实验来验证你的猜想？需要哪些实验器材？ 总结：选取电源、导线和开关、小磁针。将电源、导线、开关连接成一个闭合电路，将小磁针放在周围，观察小磁针是否发生偏转。 活动2：根据学生所设计的实验，让学生动手验证。根据实验现象，阐明你的
猜想。 总结：导线通电后，发现小磁针发生偏转，说明通电导体周围能够产生磁场。活动3：要想让小磁针偏转的方向相反，然后如何操作？自己动手实验验证，这又说明说明什么问题？ 总结：通电导体电流的方向改变，周围磁场的方向也随之改变。 归纳总结：电流周围存在磁场，磁场的方向跟电流的方向有关。这就是电流的磁效应。 拓宽延伸：电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特第一个发现的，所以该实验叫奥斯特实验，它揭示了电和磁不是孤立的，而是有密切的联系。 活动4：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！播放视频！ 探究点二通电螺线管的磁场 活动1：看了这个视频实验后，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？小组之间交流、发言。 总结：在实验中利用短路获得较强的电流来增加磁性。 活动2：在一般情况下是不允许的，在实际生活中 人们一般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。 总结：展示每个小组制作的螺线管。
第二节电流的磁场 第1课时
合作共建 智能应用问题1：小磁针的指向为么会发生改 变，此实验说明了什么问题？在实验 中，我们如何能改变导线周围的磁场 方向及强弱？ 小结：通电导体周围有磁场．电流周 围的磁场方向与电流的方向有关．电 流周围的磁场强弱与电流的大小有 关． 问题2：处理例1和变式练习1。 例1：【解析】比较(a)、(b)两图：接 通电路，电路中有电流通过，小磁针 发生偏转，断开开关，小磁针恢复原 来指向。说明通电导体的周围存在磁 场； 比较(b)、(c)两图：改变电流的方向， 小磁针偏转的方向发生改变。 说明：通电导体周围的磁场方向与电 流的方向有关 变式练习1： 奥斯特，发现电与磁之间联系的第一 人，奥斯特实验说明了通电导体的周 围存在磁场，即电流的磁效应。 答案为A。 知识点2：通电螺线管的磁场 问题1：我们应如何改变通电导体周 围的磁场?通电螺线管周围的磁场分 布是怎样的? 转，断开开关，小磁针恢 复原来指向． ②改变电流的方向，小磁 针偏转的方向发生改 变 ③改变电流的大小，小磁 针偏转的角度发生改 变 分析现象得出结论 引导学生说明选项正确 的原因， 教师演示实验，引导学生 观察，得出结论。 教师再出示条形磁体的 磁场，让学生比较两种磁 场的形状，得出结论。
Ｎ极；（4）根据磁极间的作用，或画 出磁感线由磁感线的方向决定。答案 为B 变式练习2： 通电螺线管电源极性判断分四步进 行：（1）确定螺线管的Ｎ极；（2）右 手握住螺线管，使大拇指指向与Ｎ极 方向一致；（3）四指弯向即螺线管上 电流方向，标出电流方向．（4）根据 电流从电源正极出来找电源正极（顺 藤摸瓜）．答案如右图 变式练习3： 解析：由右手螺旋定则可知，通电螺 线管的左端为S极，右端为N极。 答案：如图所示 变式练习4： 左端为S，右端为N 诊 断 评 价 见“当堂达标题”答案： 教师出示当堂达标题，学 生独立完成，教师出示答 案，学生自我批改．教师 搜集学生做题信息，查漏 补缺． 作 业 设 计 课后作业P148第2、3题． 教师布置作业 学生自我完成 板 书 设 计 教 后 反 思
《通电螺线管的磁场》教学设计 【教材分析】 本节课为初三物理电磁学第二节课，电流的磁效应是学习电磁现象的重要基础。因此，教师要让学生确信电流及其周围的磁场是同时存在且密不可分的。为了要说明这个问题，在做奥斯特实验的时候，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的关系。 通电螺线管的磁场是本节的重点，因此，我们应让学生自己去探究、总结，用自己的语言描述出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，让学生通过自学归纳出判断通电螺线管的磁场与电流的方向的方法，再在师生相互交流的气氛中引导学生得出安培定则。并会灵活应用其解决实际问题。 【教学目标】 1．知识与技能 （1）认识电流的磁效应； （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体相似； ﹙3﹚会用右手螺旋定则判断通电螺线管磁极性质跟电流方向的关系 2．过程与方法 （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 种关系； （2）探究通电螺线管外部磁场的方向。 3．情感态度与价值观 通过认识电与磁之间的相互联系，培养学生与他人合作的精神，敢于提出与别 人不同见解的意识。
【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）会用右手螺旋定则判断通电螺线管磁极性质与电流方向关系 2．难点 会用右手螺旋定则判断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、铁屑、小磁针等。 【教学课时】1课时 【教学方法】实验探究、自学探究 【板书设计】
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第 2 页教学过程 一、复习预习 复习上节内容：磁现象，磁场有关知识预习本节内容：电流的磁场，通电螺线管的磁场；安培定则相关知识 二、知识讲解 课程引入： 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。） （２）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。 考点/易错点1、奥斯特实验 a.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。 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。通过这个现象可以得出什么结论呢？
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。 第 3 页结论：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。 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。 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？ b.重做上面的实验: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。 （观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。） 结论：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。 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
电选一 通电螺线管内部磁场的研究 一、目的要求 本实验用霍尔元件测量螺线管中部的磁感强度B ，验证长直螺线管内部的磁感强度B 和激磁电流I 的理论关系式，并测定螺线管内部的磁场分布。通过实验要求达到： 1．掌握验证物理理论关系式的过程与方法。 2．了解霍尔效应的产生机理及用霍尔元件测量磁场的原理和方法。 3．理解实验中产生的附加电压及消除方法。 4．绘制螺线管内部的磁感强度B 的分布曲线。 二、仪器设备 TH —S 型螺线管磁场测定组合议。 三、参考书目 1．程守洙、江之永《普通物理学（第二册）》北京：人民教育出版社，1982.133~135、180~181 2．华中工学院等《物理实验基础部分（工科用）》北京：人民教育出版社，1981.124~128 3．林抒、龚镇雄《普通物理实验》北京：人民出版社，1981.275~279 四、原理 1．长直螺线管内部的磁场 由毕奥——萨伐尔定律推导出真空中载流长直螺线管内部的磁感强度为： nI B 0μ= 0μ是真空磁导率， n 是螺线管单位长度上的线圈匝数，I 为螺线管导线内的电流。该式表明，当螺线管绕成之后，管内部的B 与I 成正比，试验将通过测量在不同电流情况下螺线管内部 的B 来验证该理论关系式。验证的内容包括：（1）测量值B 和I 的线性相关程度（用相关系数r 来衡量）；（2）由B —I 关系式中求出的系数0μ与物理常熟0μ=4π×10-7T ·m ·A -1的符合程度（用误差分析来判断）。因为电流I 可用电流表来测量，所以本实验的关键是测量螺线管内的感应强度B 。 图1 2．霍尔效应及其在测磁中的应用 测量磁场的方法不少，但其中以霍尔效应为机理的测量方法因结构简单、体积小、测量速度快等优点而有着广泛的应用，本实验就是采用这种方法。 1897年，霍尔在研究载流导体在磁场中所受力的性质时，用一通电薄条，并在电流垂