高中物理§2.2《电流的磁场》教学设计

§2.2《电流的磁场》教学设计

一、内容及其解析：

本节课的内容是：电流的磁场。课标对本节知识的要求属于知道层次，技能方面要求也不高，但是基于电流的磁效应在实际中应用广泛，特别是电磁铁的应用。因此，本节定位在常识性介绍和引导式探究教学。教学重点放在奥斯特实验的结论和通电螺线管的磁场及磁极的判断，还有影响电磁铁磁性强弱的因素；教学难点为判断通电螺线管的磁极的方法。

二、目标及其解析

（一）目标定位：

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。

2、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。

（二）目标解析：

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。是指：通过对日常生活、工业生产中的电器设备的观察，知道电与磁有密切的联系。知道电流周围存在磁场。

2、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。是指：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；从安培定则的应用，培养学生的思维作图能力

三、问题诊断与分析

学生在学习本节知识可能遇到的困难是：对通电螺线管周围的磁场理解和安培定则的应用上。学生已经通过第一节磁是什么的学习，对磁现象已有了感性的认识，并自已初步掌握如何探究磁体周围存在磁场及磁场强弱的方法，以及如何运用磁极间的相互作用规律判断磁体的磁极的方法。学生对磁铁周围存在磁场已被学生认识和接受，但学生对通电导体的周围也存在磁场通常会感到不可思议，因而会产生好奇心，一次我们要在教学中对通电螺线管的外部磁场和影响电磁铁磁性强弱实验的探究，以及用右手定则判断通电螺线管的磁极与螺线管中电流的关系来激发学生求知的欲望，让学生感受用所学知识解决新问题、所带来的乐趣，从而突破教学的难点。

四、教学支持条件与分析

在本节课探究电流的磁场教学中，准备使用flash课件。因为使用flash课件，有利于弥补实验仪器的不足，能使学生更直观地感受通电导线周围存在磁场，见看不见摸不着的物质的特殊存在形式“场”直观的表现出来。

五、教学过程设计

1、新课引入设计：

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：“我们看到的这些图片，他们有什么共同特点？（它们都用到了磁性）

提出问题：那么电和磁到底有什么联系呢？请同学们再进行大胆的猜想和假设。由此引入新课。

一、奥斯特实验

提出问题：有什么办法能知道电流周围有磁场？（学生分组交流与讨论）（可以用小磁针靠近通电导体，观察小磁针是否发生偏转，则说明电流周围和磁体周围一样

存在磁场）教师总结学生提出的问题，然后指出：首先揭开这个奥秘的是丹麦物理学家——奥斯特。

多媒体演示奥斯特实验

提出问题：

（1）小磁针在什么情况下偏转？什么情况下不偏转？

（2）小磁针为什么会偏转？

（3）小磁针偏转方向跟什么因素有关？

（4）小磁针偏转这一现象说明了什么？

（5）改变通过导线中电流的方向，小磁针的偏转方向会发生改变吗？

这一现象又说明了什么？

（6）同学们认为奥斯特实验过程中应该注意些什么？（①导线要与磁针平行②注意观察

电流方向与磁针偏传方向）

（教师接着告诉学生刚才所做的这个实验叫做奥斯特实验，它揭示了电现象和磁现象不是彼此孤立的，而是有密切联系的，它是人类认识磁现象、是人类对自然界的认知过程的一个飞跃，导致了人造磁体和电磁铁的发明）板书：实验结论

①通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，即（电流的磁场）。

②电流的磁场方向跟电流方向有关。

提问：既然电流能够产生磁场，那通电导线周围磁场是怎样的呢？

二、电流磁场的方向

1、直线电流周围的磁场

（1）实验方法：使直导线穿过一块硬纸板，在硬纸板上均匀地撤一层细铁屑。轻敲硬纸板，同时给导线通电，细铁屑在磁场里被磁化，并在磁场作用下有规则地排列起来。这时细铁屑排列的形状显示出直线电流磁场磁感线的形状播放视频（实验过程）

（2）实验现象：从实验中我们可以看出，直线电流磁场的磁感线，是围绕导线的一些同心圆。这些同心圆内密外疏。

提问：我们知道了通电直导线周围磁感线的分布情况，那么我要如何来判断它周围的磁场方向呢？同样的判断的磁场的方向我们要用到小磁针播放视频（小磁针判定磁场方向，改变电流方向，小磁针所指方向发生改变，从而引导学生发现随着电流方向的改变他周围的磁场也发生

改变。）

（3）安培定则（右手螺旋定则）：

右手握住导线，大拇指的方向代表电流的方向，那

么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向

播放视频：

通电直导线周围磁感线的空间分布图(让学生真实感受直线电流周围磁场的分布情况)

(4)磁场方向和电流流向的表示(利用把磁感线的方向比喻成箭的方向)

（5）直线电流磁场的几种图

提问：我们知道了直线电流周围磁场的情况，那如果我将这根直导线弯过来成为一个环形电流，那他周围的磁场又会是什么样子的呢？

2、环形电流周围的磁场

（1）实验方法：把环形导线穿过一块硬纸板，纸板水平放置，在纸板上均匀地撒一些铁屑。轻敲纸板，同时给导线通电，可以看到铁屑所显示的模拟磁感线。

（2）观察环形电流磁感线的形状播放视频（实验过程）

老师：同样的判断的磁场的方向我们要用到小磁针

如果把小磁针放在环形导线的中央，由N极所指的方向可以知道环形电流中心附近磁场的方向。

播放视频（小磁针判定磁场方向，改变电流方向，小磁针所指方向发生改变，从而引出安培定则。）

（3）安培定则（右手螺旋定则）：

右手握住环形导线，弯曲的四指所指的方向代表

电流的方向，大拇指所指的方向就是环形导线中

心轴线上的磁感线的方向。

播放视频：环形电流周围磁感线的空间分布图

(让学生感受直线电流周围磁场的分布情况)

（5）环形电流磁场的几种图

提问：我们知道了环形电流周围磁场的情况，那如果我用多个环形导线组合成一个螺线管，那他周围的磁场又会是什么样子的呢？

（3）、通电螺线管的磁场

提出问题：一根直导线通电后有多大的磁性？实际应用大吗？同学想一想用什么方法可以增强通电导体的磁性？（学生分组交流与讨论，鼓励同学进行大胆的猜想和假设）

教师引导：奥斯特实验向世人说明了一个非常重要的事实：通电导体周围存在磁场。这引起了人们极大的兴趣，许多科学家进行的一系列实验，他们让电流通过各种形状的导线研究电流的磁场，其中有一种后来用处最大的就是把导线做成螺线管再通电。下面让我们来探究通电螺线管的磁场。

演示通电螺线管的磁场

播放视频（实验过程），学生思考:

（1）、用什么实验方法可以把通电螺线管的磁场形象、直观地描述出来？

（2）、用什么方法可以判定通电螺线管的磁极？