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电流的磁场
教学目标
一、知识与能力
1.了解奥斯特的发现及其意义,知道通电直导线周围的磁场情况.
2.知道通电螺线管周围的磁场分布,掌握安培定那么.
3.知道磁现象的电本质.
二、过程与方法
1.通过对奥斯特发现的实验的观察,了解导线周围的磁场.
2.经历关于通电螺线管周围磁场分布的实验探究过程,知道螺线管磁场和条形磁体磁场的相似性.
三、情感、态度与价值观
1.通过实验探究及讨论活动,培养学生善于观察、勤于思考、勇于探究的科学素养.
2.通过实验探究和讨论活动,培养学生积极与他人合作的意识.
教学重难点
【教学重点】
通电螺线管周围的磁场分布.
【教学难点】
磁现象的电本质.
教学准备
◆教师准备
多媒体教学课件、螺线管、铁屑、电池、小磁针等.
◆学生准备
螺线管、铁屑、电池、小磁针等.
教学过程
一、情境导入
1.情景:1820年,安培在科学院的例会上做了一个小实验,如图7-2-1所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通电,发现螺线管通电转动后停在南北方向上,这一现象引起了与会科学家的极大兴趣.你知道这是怎么回事吗?
2.回忆:
师:当把小磁针放在条形磁体的周围时,能观察到什么现象?其原因是什么?
生思考交流: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.
师:同学们答复得很好,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?科学家们基于这一想法,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开展时期.今天,我们沿着奥斯特的足迹,来再现一下奥斯特所做的实验.
二、进行新课
(一)奥斯特的发现
1.奥斯特实验.
先向学生说明实验要求,如图7-2-2所示,然后学生分组实验:将直导线与小磁针平行并放.观察现象:
①如图7-2-2(a),当直导线通电时会发生什么现象?(小磁针发生偏转)
②如图7-2-2(b),断电后会发生什么现象?(小磁针转回到原来指南北的方向)
③如图7-2-2(c),改变通电电流的方向后会发生什么现象?(小磁针发生偏转,其N极所指方向与图a时相反)
提问:(1)通过实验,你观察到了哪些物理现象?(通电时小磁针发生偏转;断电时小磁针转回到指南北的方向;通电电流方向相反,小磁针偏转方向也相反)
(2)通过这些物理现象你能总结出什么规律?(①通电导线周围存在磁场;②磁场方向与电流方向有关)
师:同学们答复得很好,我们鼓掌给予鼓励.以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的,此实验又叫奥斯特实验.这个实验说明,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.
总结奥斯特实验.现象:导线通电,周围小磁针发生偏转;通电电流方向改变,小磁针偏转方向相反.规律:通电导线周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关.
师:这个实验看上去非常简单,但在当时这一重大发现轰动了科学界.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,从而说明外表上互不相关的自然现象之间是相互联系的,这一发现有力地推动了电磁学的研究和开展.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.我们也研究一下,说出你们的做法和观察的结果.(学生把直导线弯成各种形状,通电后看小磁针的变化.)
(二)通电螺线管的磁场.
1.演示通电螺线管的磁场:把直导线缠在铅笔上,然后抽出铅笔,再通电,小磁针偏转,周围存在磁场.
师:这种把导线绕在圆筒上,做成的螺线管也叫线圈.它能使各导线产生的磁场叠加在一起,磁场就会强得多,这样在生产实际中用途就大.那么通电螺线管的磁场是什么样的?
观察铁屑的分布和小磁针的指向.如图7-2-3所示,在板上均匀撒满铁屑,在螺线管两端各放一个小磁针,通电后观察小磁针的指向.轻轻敲板,观察铁屑的排列.改变电流方向再观察一次.
提问:(1)通电前小磁针如何指向?通电后会发生什么现象?(原指南北,通电后磁针偏转.)
(2)通电后,轻轻敲板,铁屑为什么会产生规那么排列?铁屑的排列与什么现象一样?
(铁屑磁化变成“小磁针〞,轻敲使铁屑可自由转动,使铁屑按磁场进行排列,其排列与条形磁体的排列相同,通电螺线管相当于条形磁体.)
(3)改变通电方向,小磁针的指向有什么不同?这说明什么?(小磁针指向相反,说明通电螺线管两端的极性与通电电流有关.)
2.通电螺线管的极性和电流关系——安培定那么.
师:我们知道通电螺线管两端的极
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