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

通電螺線管的磁場(chǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù) 1、教材分析通電螺線管的磁場(chǎng)是上海市初中物理教科書(shū)九年級(jí)第八章《電能與磁》中第二節(jié)《電流的磁場(chǎng)》第二課時(shí)的內(nèi)容。通過(guò)前面第7章的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于電現(xiàn)象已經(jīng)有了基本的認(rèn)識(shí)，本節(jié)起始又使學(xué)生對(duì)于磁場(chǎng)有了認(rèn)識(shí)，但此時(shí)在學(xué)生的頭腦中，電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象還屬于各自獨(dú)立的知識(shí)體系?！峨娏鞯拇艌?chǎng)》單元中，通過(guò)電流磁效應(yīng)——通電螺線管——電磁鐵的學(xué)習(xí)使學(xué)生把“電”和“磁”的內(nèi)容初步地關(guān)聯(lián)起來(lái)，成為了“電生磁”，并加以廣泛應(yīng)用，使學(xué)生具備了一定的電磁聯(lián)系概念基礎(chǔ)。在進(jìn)入高中后的物理學(xué)習(xí)中，將會(huì)在左手定則、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等章節(jié)的學(xué)習(xí)后，把電和磁這兩種不同現(xiàn)象的相互關(guān)聯(lián)更為全面地揭示出來(lái)，最終呈現(xiàn)在學(xué)生面前的將是一個(gè)“電生磁——磁生電”的知識(shí)整體?！峨娏鞯拇艌?chǎng)》單元目標(biāo)為：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道電流周圍存在磁場(chǎng)，知道奧斯特實(shí)驗(yàn)。2、探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的特點(diǎn)，知道通電螺線管對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)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(guò)實(shí)驗(yàn)，得出電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)。5、能說(shuō)明電磁繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理，了解電磁繼電器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。本節(jié)課著重通過(guò)實(shí)驗(yàn)達(dá)成單元目標(biāo)中第2點(diǎn)和第3點(diǎn)目標(biāo)。本節(jié)課所呈現(xiàn)的通電螺線管內(nèi)容是《電流的磁場(chǎng)》單元中，重點(diǎn)難點(diǎn)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(yīng)和電磁鐵的承上啟下作用。 2、學(xué)情分析本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象為九年級(jí)學(xué)生。在實(shí)驗(yàn)探究能力方面，他們對(duì)科學(xué)探究的過(guò)程已較為熟悉，語(yǔ)言表達(dá)能力、動(dòng)手能力和歸納能力都相對(duì)較強(qiáng)。在知識(shí)準(zhǔn)備方面，通過(guò)單元第1節(jié)的學(xué)習(xí)，他們具備了磁場(chǎng)和磁感線的概念，能夠運(yùn)用多個(gè)小磁針或者鐵屑對(duì)磁場(chǎng)的分布和方向進(jìn)行探究，并知道奧斯特實(shí)驗(yàn)和電流周圍存在磁場(chǎng)。在第7章電學(xué)的學(xué)習(xí)中，他們已學(xué)習(xí)了基本的電路圖和電流方向。這都利于本單元中開(kāi)展通電螺線管磁場(chǎng)方向與電流方向關(guān)系的實(shí)驗(yàn)探究。但九年級(jí)學(xué)生尚未學(xué)習(xí)立體幾何，在空間想象力方面有待加強(qiáng)，本節(jié)課中的通電螺線管，為立體實(shí)物，而電路圖為平面圖，在實(shí)物——平面圖的對(duì)應(yīng)識(shí)別上，需要通過(guò)實(shí)物輔助演示，突破理解上的難點(diǎn)。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道通電螺線管周圍磁場(chǎng)的特點(diǎn)；（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(guò)程與方法（1）經(jīng)歷觀察和探究的過(guò)程，關(guān)注通電螺線管周圍的磁場(chǎng)，能制定簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，能在實(shí)驗(yàn)和探究中發(fā)現(xiàn)、提出問(wèn)題；（2）通過(guò)在討論、評(píng)估、交流中用書(shū)面和口頭表明自己的觀點(diǎn)，感受比較、歸納、綜合的科學(xué)方法。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過(guò)對(duì)通電螺線管外部磁場(chǎng)的探究，激發(fā)善于觀察、用于提問(wèn)、樂(lè)于實(shí)踐的學(xué)習(xí)興趣，懂得交流與合作的重要性；（2）通過(guò)運(yùn)用物理知識(shí)解釋實(shí)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(duì)推動(dòng)科技發(fā)展、方便人們的生產(chǎn)生活的作用。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)的過(guò)程。難點(diǎn)：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(xué)準(zhǔn)備1、學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材（每二人一套）：電源，電鍵，導(dǎo)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(dǎo)線、磁感線演示板、實(shí)物投影儀、教學(xué)演示PPT。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)的基本思路是：以實(shí)例、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，師生互動(dòng)，拆“黑箱”，引入螺線管的概念。然后引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)運(yùn)用之前所學(xué)磁鐵的磁場(chǎng)的研究方法，研究通電螺線管周圍的磁場(chǎng)。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(duì)外相當(dāng)于條形磁鐵的概念。在通電螺線管周圍放小磁針來(lái)研究通電螺線管兩端的N、S極，匯總學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)N、S極位置不同，通過(guò)對(duì)比，以及交流歸納，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)得到磁場(chǎng)方向本質(zhì)是與電流環(huán)繞方向有關(guān)。相同環(huán)繞方向的螺線管磁極位置是相同的，繼而轉(zhuǎn)入下一問(wèn)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(guān)系，即右手螺旋定則。其中通過(guò)討論來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同的判斷磁極的方法，并體會(huì)右手螺旋定則的巧妙。運(yùn)用右手螺旋來(lái)判斷通電螺線管的磁極是本節(jié)的難點(diǎn)，內(nèi)容比較抽象，實(shí)際教學(xué)中利用特制“右手螺旋手套”來(lái)模擬環(huán)繞電流方向，練習(xí)判斷通電螺線管的磁極或電流環(huán)繞方向，使學(xué)生有感性體驗(yàn)，并加強(qiáng)記憶。最后，運(yùn)用通電螺線管知識(shí)，解釋生活中的一些電磁現(xiàn)象，使學(xué)生感受物理對(duì)推動(dòng)科技發(fā)展、方便人們的生產(chǎn)生活的作用。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)的過(guò)程。方法是：運(yùn)用之前所學(xué)的磁體的磁場(chǎng)研究手段，來(lái)研究通電螺線管的外部磁場(chǎng)，并通過(guò)與條形磁鐵的類比，建立通電螺線管對(duì)外相當(dāng)于條形磁鐵的概念。再通過(guò)猜想、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、歸納過(guò)程進(jìn)行磁場(chǎng)方向的研究，并引導(dǎo)學(xué)生比較兩種等效的現(xiàn)象的共同點(diǎn)，最終確定通電螺線管的兩端極性與電流環(huán)繞方向有關(guān)。通過(guò)在討論、評(píng)估、交流中用書(shū)面和口頭表明自己的觀點(diǎn)，感受比較、歸納、綜合的科學(xué)方法，提高團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，激發(fā)探究熱情。這便是本節(jié)課的重點(diǎn)。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)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(guò)實(shí)驗(yàn)歸納，揭示通電螺線管的磁極與電流環(huán)繞方向之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)討論提出學(xué)生自己的判定方法，再由教師介紹書(shū)上的右手螺旋定則，體會(huì)其中的巧妙。利用特制“右手螺旋手套”來(lái)模擬環(huán)繞電流方向，并練習(xí)判斷通電螺線管的磁極或電流環(huán)繞方向，使學(xué)生有感性體驗(yàn)，并加強(qiáng)記憶，從而突破本節(jié)難點(diǎn)。本節(jié)課的特色有三點(diǎn)：一是依據(jù)初三學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和前序知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，因此不需多贅述磁體的磁場(chǎng)的研究方法，而側(cè)重于探究過(guò)程中的比較、歸納、綜合的科學(xué)方法，使學(xué)生在過(guò)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(diǎn)。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(jìn)，解決了立體-平面的理解問(wèn)題，突破難點(diǎn)。三是依據(jù)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物由整體概念到局部特點(diǎn)，由感性到理性的規(guī)律，通過(guò)情景引入——探究磁感線——探究方向——判定方法——練習(xí)運(yùn)用這一循序漸進(jìn)的過(guò)程，逐步形成通電螺線管外部的磁場(chǎng)的概念，在一節(jié)課的時(shí)間內(nèi)，將陌生的電磁知識(shí)內(nèi)化為較熟練掌握的規(guī)律，并能加以運(yùn)用。本節(jié)課通過(guò)對(duì)生活情景的質(zhì)疑激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，自發(fā)對(duì)生活實(shí)例進(jìn)行思考，從而引入課題，進(jìn)行自主的實(shí)驗(yàn)研究。運(yùn)用類比法建立通電螺線管對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵的概念；引導(dǎo)學(xué)生對(duì)幾種實(shí)驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)象的比較、歸納、綜合，確定通電螺線管的磁場(chǎng)與電流環(huán)繞方向有關(guān)；通過(guò)討論，引導(dǎo)得出右手螺旋定則，最后要求學(xué)生運(yùn)用右手螺旋定則進(jìn)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(xué)流程活動(dòng)I演示實(shí)驗(yàn)1情景I實(shí)例活動(dòng)I演示實(shí)驗(yàn)1情景I實(shí)例1通電螺線管通電螺通電螺線管通電螺線管對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)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(dòng)Ⅳ討論2活動(dòng)Ⅱ?qū)W生實(shí)驗(yàn)1活動(dòng)Ⅱ?qū)W生實(shí)驗(yàn)1活動(dòng)Ⅲ交流歸納討論1活動(dòng)活動(dòng)Ⅴ應(yīng)用右手右手螺旋定則2、流程圖說(shuō)明情景Ⅰ實(shí)例、錄像片段1列舉生活中電磁起重機(jī)的實(shí)例?；顒?dòng)Ⅰ演示實(shí)驗(yàn)1通過(guò)磁感線演示板探究通電螺線管周圍的磁場(chǎng)?；顒?dòng)Ⅱ?qū)W生實(shí)驗(yàn)1判斷通電螺線管兩端的N、S極。活動(dòng)Ⅲ交流歸納、討論1通過(guò)匯總上傳4種實(shí)驗(yàn)結(jié)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(guān)系，并且注意到這4種結(jié)果中的兩兩等效性。進(jìn)一步討論通電螺線管的兩端極性是由什么因素決定的?；顒?dòng)Ⅳ討論2結(jié)合提示，討論用一個(gè)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(guān)系表述出來(lái)?；顒?dòng)Ⅴ應(yīng)用解釋現(xiàn)象。3、教學(xué)的主要環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)第一環(huán)節(jié)，通過(guò)情景演示，引入通電螺線管的概念。第二環(huán)節(jié)，通過(guò)類比，建立通電螺線管外部磁場(chǎng)與條形磁鐵類似的概念。第三環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，討論分析通電螺線管兩端極性與什么因素有關(guān)。第四環(huán)節(jié)，總結(jié)判定通電螺線管兩端極性與電流環(huán)繞方向的關(guān)系的方法，并運(yùn)用右手螺旋定則。七、教學(xué)過(guò)程引入1、螺線管（1）情景：教師演示電磁鐵，通電時(shí)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(jī)。提出問(wèn)題：這個(gè)電磁鐵相當(dāng)于一個(gè)“黑箱”，應(yīng)該是運(yùn)用了電流的磁效應(yīng)來(lái)控制磁性的有無(wú)，它內(nèi)部是一根通電導(dǎo)線嗎？——拆黑箱，展示出銅絲繞制的螺線管。（2）概念：用導(dǎo)線繞成的螺旋形線圈叫做螺線管。（3）問(wèn)題：那么通電螺線管周圍的磁場(chǎng)是怎樣的呢？這節(jié)課，我們就借助之前所學(xué)的方法來(lái)進(jìn)行研究。新課2、通電螺線管的磁感線分布（1）演示實(shí)驗(yàn)：教師通過(guò)磁感線演示板演示通電螺線管周圍的磁場(chǎng)。（2）問(wèn)題：仔細(xì)觀察周圍鐵針的排布，我們可以畫(huà)出磁感線形狀嗎？有什么特點(diǎn)？提示：與之前所學(xué)的磁感線圖片對(duì)比。結(jié)論：通電螺線管兩端磁性最強(qiáng)，對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵。（3）問(wèn)題：通電螺線管的磁場(chǎng)方向怎樣判斷？答：可以用小磁針進(jìn)一步探究，只需判斷出兩端的NS極性即可知道磁場(chǎng)方向。3、探究通電螺線管兩端極性的決定因素（1）學(xué)生實(shí)驗(yàn)：繞制螺線管并判斷兩端磁極性質(zhì)介紹學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材。提醒學(xué)生短暫通電，觀察現(xiàn)象后應(yīng)及時(shí)斷電，保護(hù)電路。分析某一組實(shí)驗(yàn)結(jié)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(duì)應(yīng)。（2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)：標(biāo)出本組繞線情況，并把各組不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象通過(guò)磁吸板上傳，匯總分析。結(jié)論：電螺線管兩端極性與電流方向有關(guān)：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(guān)：電流方向相同，繞線方式改變，兩端極性改變。（3）交流歸納問(wèn)題：現(xiàn)在我們歸結(jié)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(diǎn)？本質(zhì)上，通電螺線管的磁性由何而來(lái)？生：電流。以小組為單位，標(biāo)出電流，討論并總結(jié)結(jié)論：通電螺線管兩端極性與電流環(huán)繞方向有關(guān)。4、右手螺旋定則（1）思考與討論 你能用一個(gè)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(guān)系表述出來(lái)嗎？ 右手螺旋定則是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)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(xué)們提出的判斷方法只要與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合，也是正確的。（2）右手螺旋定則的內(nèi)容及練習(xí)對(duì)于初學(xué)的學(xué)生們，提供特制“右手螺旋手套”幫助判定，加強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，并加深記憶。（三）應(yīng)用5、知識(shí)應(yīng)用：用通電螺線管知識(shí)解釋磁懸浮列車的實(shí)例。展示電磁起重機(jī)、揚(yáng)聲器、電動(dòng)機(jī)等生活實(shí)例。（四）小結(jié)（五）作業(yè)布置八、作業(yè)設(shè)計(jì)【跟蹤練習(xí)】圖1通電螺線管對(duì)外相當(dāng)于一個(gè)____________，它也有兩個(gè)____________；通電螺線管兩端極性與電流的___________有關(guān)，可以用____________來(lái)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(lái),然后給導(dǎo)線通上如圖所示的電流,請(qǐng)你想一想會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象是()A.通電螺線管仍保持靜止不動(dòng)B.通電螺線管能在任意位置靜止C.通電螺線管轉(zhuǎn)動(dòng),直至A端指向南,B端指向北D.通電螺線管轉(zhuǎn)動(dòng),直至B端指向南,A端指向北關(guān)于通電螺線管的極性，下列說(shuō)法中正確的是（）A．跟大拇指所指的方向有關(guān) B．跟四指彎曲的方向有關(guān)圖2C．跟右手握管的方向有關(guān) D．跟螺線管中電流的環(huán)繞方向有關(guān)圖2如圖2所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),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(dòng)D．以上情況都有可能在圖7中根據(jù)磁感線方向標(biāo)出通電螺線管和小磁針的N、S極，電源的正、負(fù)極。在圖8中根據(jù)電源的正、負(fù)極標(biāo)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(duì)比條形磁體和通電螺線管各自的優(yōu)缺點(diǎn)。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(zhǎng)方向有什么關(guān)系？這跟螺線管中電流的方向與其北極方向的關(guān)系是否相同？對(duì)于不同植物，這種關(guān)系都一樣嗎？作業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明：1.本作業(yè)為分層作業(yè)，分為：基礎(chǔ)型跟蹤練習(xí)10題，需用時(shí)10分鐘；提高型拓展提高2題，需用時(shí)10分鐘。2.作業(yè)難度參照書(shū)后練習(xí)、練習(xí)冊(cè)和中考要求，題型為填空題、選擇題、作圖題和拓展提高簡(jiǎn)答題。附：學(xué)習(xí)活動(dòng)卡通電螺線管的磁場(chǎng)班級(jí)：__________________ 姓名：__________________ 學(xué)號(hào)：__________________活動(dòng)根據(jù)之前所學(xué)磁場(chǎng)知識(shí)，初步探究通電螺線管外部磁場(chǎng)分布情況。通電螺線管周圍的磁場(chǎng)跟________________相似?；顒?dòng)判斷通電螺線管兩端的N、S極。實(shí)驗(yàn)步驟：1.繞制螺線管；2.瞬時(shí)通電，靠近小磁針，觀察小磁針的指向，斷開(kāi)電鍵；3.實(shí)驗(yàn)記錄:本組所繞制的螺線管接入電路通電