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电流的磁场

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(一)教学目的

  1.知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)教具

  一根硬直导线,干电池2~4节,小磁针,铁屑,螺线管,开关,导线若干。

(三)教学过程

  1.复习提问,引入新课

  重做第二节课本上的图11-7的演示实验,提问:

  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。

  2.进行新课

  (1)演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场

  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。

  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。

  教师指出: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。

  板书:第四节电流的磁场

  一、奥斯特实验

  1.实验表明:通电导线和磁体一样,周围存在着磁场。

  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?

  重做上面的实验,请同学们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。

  提问:同学们观察到什么现象?这说明什么?

  (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。)

  板书:2.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。

  提问:奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的,但在当时这一重大发现却轰动了科学界,这是为什么呢?

  学生看书讨论后回答:

  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,这一发现,有力推动了电磁学的研究和发展。

  (2)研究通电螺线管周围的磁场

  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,其中有一种在后来的生产实际中用途最大,那就是将导线弯成螺线管再通电。那么,通电螺线管的磁场是什么样的呢?请同学们观察下面的实验:

  演示实验:按课本图11-13那样在纸板上均匀地撒些铁屑,给螺线管通电,轻敲纸板,请同学们观察铁屑的分布情况,并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。

  提问:同学们观察到什么现象?

  学生回答后,教师板书:

  二、通电螺线管的磁场

  1.通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。

  提问:怎样判断通电螺线管两端的极性呢?它的极性与电流的方向有没有关系呢?

  演示实验:将小磁针放在螺线管的两端,通电后,请同学们观察小磁针的N极指向,从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。

  再改变电流的方向,观察小磁针的N极指向有没有变化,从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。

  引导学生讨论后,教师板书:

  2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时,通电螺线管的磁性也发生改变。

  提问:采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢?同学们看书、讨论,弄清安培定则的作用和判定方法。板书:

  三、安培定则

  1.作用:可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。

  2.判定方法:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

  教师演示具体的判定方法。

  练习:如附图所示的几个通电螺线管,用安培定则判定它们的两极。


  可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管,先弄清螺线管中电流的指向,再用安培定则判定出两端的极性。

  通过以上练习,强调:螺线管的绕制方向不同,螺线管中电流的方向也不同。

  3.小结(略)

  4.作业:①完成课本上的“想想议议”。

  ②课本上的练习1、2、3题。


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