資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
【大單元整體教學】物理學科人教版九年級全一冊
第二十章 分課時設計
課題 電生磁
課型 新授課 √ 復習課 試卷講評課 其他課
1.教學內容分析 電流磁效應是學習電磁現象的重要基礎。因此，要盡可能讓學生確信電流及其周圍的磁場是同時存在而密不可分的。為了說明這個問題，在做奧斯特實驗的時候，要讓學生親手做實驗，把小磁針放在直導線附近，通過觀察導線通電時和斷電時小磁針發生的變化，幫助學生加深對知識的理解，初步認識電與磁之間存在某種關系。 本課將“重演”科學史上著名發現電磁現象的過程，讓學生“發現”通電導線能使小磁針偏轉，從而認識電可以產生磁。增強學生學習活動的探究性、趣味性。本課有兩個活動。第一、指導學生做科學家奧斯特做過的實驗——通電導線使指南針偏轉，經歷對新現象進行分析、解釋的思維過程；第二，做通電線圈使指南針偏轉的實驗。用線圈代替直導線做電生磁實驗，為理解電磁鐵原理打下基礎也為研究玩具小電動機伏筆。
2.學習者分析 學生已研究了簡單的磁現象，知道了磁體周圍存在磁場以及磁極間的相互作用規律；知道磁場是有方向性的，并且能使放入其中的磁針發生偏轉；對條形磁鐵的磁場有了一定的感性認識。
3.學習目標確定與教學重難點 （1）認識電流的磁效應，初步了解電和磁之間有某種聯系；（2）知道通電導體周圍存在著磁場，通電螺線管的磁場與條形磁鐵相似； （3）會判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管的電流方向。本節教學的重點是認識電流的磁效應,通電螺線管外部磁場分布，通電螺線管極性與電流方向的關系。教學難點是探究通電螺線管的磁場極性與電流方向的關系并總結得出簡單的判斷方法。
4.評價量表 《電生磁》的評價量表任務列表任務要求（滿分：15分）學生自評同學互評教師評價任務一：電流的磁效應通過實驗，知道電流的磁效應，（5分）任務二：通電螺線管的磁場通過實驗知道通電螺線管磁場分布（5分）任務三：安培定則理解安培定則，能用安培定則解決實際問題（5分）
5.學習活動設計
教師活動 學生活動 設計意圖/學習評價
任務一：引入新課
老師先給大家表演一個魔術：紙盒吸鐵，然后提問學生：此盒中可能是什么？你猜想的依據是什么？教師斷開開關，再去接觸鐵屑，由不能吸引鐵屑引起學生思維沖突，此時教師將紙盒打開，讓學生明白，剛才產生的磁可能跟電有關。到底磁是否能生電？這節課我們就來揭開這個謎！ 觀察現象，思考討論問題。 創設情景，提高學生學習熱情。制造思維沖突，激起學生求知欲。
任務二：電流的磁效應
歸納總結：電流周圍存在磁場，磁場的方向跟電流的方向有關。這就是電流的磁效應。拓寬延伸：電流的磁效應是丹麥物理學家奧斯特第一個發現的，所以該實驗叫奧斯特實驗，它揭示了電和磁不是孤立的，而是有密切的聯系。 活動1：學生交流、討論如何設計實驗來驗證你的猜想？需要哪些實驗器材？總結：選取電源、導線和開關、小磁針。將電源、導線、開關連接成一個閉合電路，將小磁針放在周圍，觀察小磁針是否發生偏轉。 提出問題，引導學生分析總功率對電路電流的影響。培養學生已有知識分析問題的能力。【評價標準】通過實驗，知道電流的磁效應，（5分）
任務三：通電螺線管的磁性
【提出問題】既然電能生磁，為什么通電導線連一根大頭針都吸不動？人們一般把導線彎成各種形狀，發現把導線繞成一圈一圈的螺線管狀，磁場就會強得多，這樣在生產生活中用途就大，下面我們也來制作一個螺線管。【提出問題】通電螺線管的磁場是怎樣分布的？ 活動1：每個小組制作的螺線管。給螺線管通電，然后去吸引鐵屑。活動2：探究通電螺線管外部的磁場分布。觀察實驗現象，回答問題：條形磁體 培養觀察思考、自學能力。提高安全用電器的意識。【評價標準】通過實驗知道通電螺線管磁場分布（5分）
任務四：安培定則
【【提出問題】你能根據兩端小磁針的指向，判斷出螺線管的南極和北極嗎 探究通電螺線管的極性如果沒有小磁針，我們能不能判斷螺線管的極性呢 接下來我們就通過分組實驗來探究通電螺線管的極性。【提出問題】首先，請大家思考，螺線管的極性可能與什么因素有關 根據學生的猜想進行實驗，驗證猜想是否正確。為了能方便的判斷通電螺線管的磁場方向，安培發明了安培定則。逐步講解安培定則的使用方法 回答：小磁針S極靠近的那一端是螺線管的N極。學生大膽猜測：電流方向，螺線管的繞線方向。學生歸納：通電螺線管的磁場方向與電流方向和繞線方向有關。學生一邊學，一邊練習 鼓勵學生敢于猜想，同時學會做出有根據的猜想。【評價標準】理解安培定則，能用安培定則解決實際問題（5分）理解安培定則，不能熟練用安培定則解決實際問題（3分）
6.板書設計20.2電生磁一、電流的磁效應 1.通電導體周圍存在磁場。 2.磁場的方向跟電流的方向有關。 二、通電螺線管的磁場 1.通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似。 2.通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關。 當電流的方向變化時，通電螺線管的極性也發生改變。 3.安培定則——右手握住螺線管，四指順著電流轉， 拇指指向 N 極端。
7.作業與拓展學習設計 1．王剛利用如圖所示的裝置研究電與磁的關系，請仔細觀察圖中的裝置、操作和現象，然后歸納出初步結論。比較甲、乙可知： 。比較甲、丙可知： 。這種現象叫做 。【答案】 通電導體周圍存在磁場 磁場方向與電流的方向有關 電流的磁效應【詳解】[1][2][3]甲圖中有電流，小磁針發生了偏轉，乙圖中無電流，小磁針未偏轉，因此可知：通電導體周圍存在磁場；甲和丙中都有電流通過，但電流方向相反，同時小磁針偏轉的方向也相反，因此這兩圖的比較可得出電流的磁場方向與電流方向有關的結論；這種現象叫做電流的磁效應。2．小磁針兩端的磁場最 （選填“強”或“弱”）；如圖所示，將一枚可以自由轉動的小磁針放在水平桌面上，當導線與電池觸接時，小磁針發生偏轉，說明 周圍存在磁場；斷開電路后，當小磁針靜止時，它的N極指 （選填“南”或“北”）。【答案】 強 通電導線 北【詳解】[1]小磁針類似于條形磁體，兩端的磁場最強。[2]在實驗中，當直導線接觸電池通電時，可以看到小磁針發生偏轉，即小磁針受到磁場力的作用，說明通電導線周圍存在磁場。[3]斷開電路后，當小磁針靜止時，在地磁場的作用下，它的N極指北。3．丹麥物理學家 通過實驗發現電流周圍存在磁場。根據圖中通電螺線管的 S極，可以判斷：電源的 端為正極（選填“左”或“右”）。【答案】 奧斯特 左【詳解】[1]第一個發現電和磁有聯系的人是丹麥物理學家奧斯特，通過實驗發現電流周圍存在磁場，即電流的磁效應。[2]圖中螺線管的左端為S極，右端是N極，利用安培定則，使拇指指向N極，其余四指環繞的方向就是導體中電流的方向，因此可判斷出電源的正極在如圖電源的左端。4．螺線管是汽車啟動器的一個重要部件，駕駛員轉動鑰匙發動汽車時，相當于給螺線管通電。如圖所示，螺線管的左端為 極，小磁針的左端為 極，A為電源的 極。若調換電源的正負極，小磁針的指向 （選填“會”或“不會”）發生改變。【答案】 N N 負 會【詳解】[1][2][3]由圖可知，磁感線從磁體的N極流出，回到S極，所以，螺線管的左端為N極，右邊為S極，根據異名磁極相互吸引可知，小磁針的左端為N極，根據安培定則可知，螺線管上電流方向朝上，所以A為電源的負極。[4]若調換電源的正負極，螺線管上電流方向改變，螺線管磁場方向改變，則小磁針的指向會發生改變。5．如圖是小李同學探究“通電螺線管的磁場方向”的實驗示意圖。閉合開關，小磁針靜止時N極的指向如圖所示。下列說法正確的是（ ）A．根據小磁針指向可以判定，通電螺線管的右端為S極B．小磁針靜止時極所指方向就是該點的磁場方向C．將小磁針移到其他位置，極所指方向一定不變D．對調電源正負極時，小磁針極指向不變【答案】B【詳解】A．同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，根據小磁針指向可以判定，小磁針左端為S極，通電螺線管的右端為N極，故A錯誤；B．根據磁場方向的規定，小磁針靜止時極受到磁場力的方向為該點的磁場方向，故小磁針靜止時極所指方向就是該點的磁場方向，故B正確；C．通電螺絲管外部周圍磁場方向為從N極出發，回到S極，將小磁針移到其他位置，磁場方向可能不同，極所指方向也可能不同，故C錯誤；D．通電螺絲管外部周圍磁場方向與電流方向有關，對調電源正負極時，磁場方向也會發生改變，小磁針極指向改變，故D錯誤。故選B。6．小磁針靜止時的指向如圖所示，由此可知（　　）A．a端是通電螺線管的N極，c端是電源負極B．a端是通電螺線管的N極，c端是電源正極C．b端是通電螺線管的N極，d端是電源正極D．b端是通電螺線管的N極，d端是電源負極【答案】B【詳解】由圖可知，小磁針的左端為N極，根據異名磁極相互吸引可知，螺線管的b端為S極、a端為N極，根據安培定則可知，電流從螺線管的左端流入，所以c端為正極，故ACD錯誤，B正確。故選B。7．如圖所示，閉合開關、，兩個通電螺線管的相互作用情況以及A、B端的極性分別是（ ）A．相斥，A端為N極，B端為N極 B．相斥，A端為S極，B端為S極C．相吸，A端為S極，B端為N極 D．相吸，A端為N極，B端為S極【答案】A【詳解】對于左螺線管，電流從右端流入，左端流出，根據安培定則可知，該螺線管的左端（A端）為N極，右端為S極；對于右螺線管，電流從右端流入，左端流出，根據安培定則可知，該螺線管的右端（B端）為N極，左端為S極；根據磁極間的相互作用規律可知，兩個螺線管相互排斥。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。8．在探究“通電螺線管外部磁場的方向”的實驗中，小明進行了如下操作。(1)如圖所示，在螺線管的兩端各放一個小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。①由圖中實驗現象可知，通電螺線管的右端相當于條形磁體的 極。②放入小磁針的作用是 。③實驗時小明發現現象不明顯，為了增強磁場的強度，在不改變線圈匝數的情況下，可以采取 的辦法。(2)閉合開關后，為了更好地通過鐵屑客觀地描述磁場分布情況，接下來的操作是輕敲硬紙板，這樣做的主要目的是減小鐵屑與玻璃板之間的 ，使鐵屑在磁場力的作用下動起來。實驗中如果用銅屑代替鐵屑， （選填“能”或“不能”）顯示出磁場分布情況。(3)改變電流方向，小明發現，鐵屑的分布形狀 （選填“沒有改變”或“發生改變”），而小磁針北極的指向與原來 。【答案】(1) N 顯示磁場的方向 增大電流(2) 摩擦 不能(3) 沒有改變 相反【詳解】（1）[1]同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，由圖可知，通電螺線管的右端與小磁針的S極相互吸引，則通電螺線管的右端相當于條形磁體的N極。[2]小磁針在磁場中會受到力的作用，所以小磁針的作用是顯示磁場的方向。[3]在不改變線圈匝數的情況下，電流越大，螺線管磁場強度越大，因此為了增強磁場的強度，在不改變線圈匝數的情況下，可以采取增大電流的辦法。（2）[1]閉合開關后，通過鐵屑客觀直接地描述磁場的分布情況，為了達到更好的效果，采用輕敲硬紙板，目的是使鐵屑與硬紙板之間的摩擦減小，讓硬紙板上的鐵屑在磁場力的作用下動起來。[2]因為銅屑不是磁性材料，不能被磁化，所以不能用銅屑代替鐵屑。（3）[1][2]改變電流方向，由安培定則知磁場方向發生改變，但通電螺線管的磁場形式不變，因此鐵屑的分布形狀沒有改變，而小磁針指向與原來相反。
8.教學反思與改進電流的磁效應是學習電磁現象的重要基礎。因此，要盡可能讓學生認識到電流及其周圍的磁場是同時存在而密不可分的。為了說明這個問題，在做奧斯特實驗的時候，要讓學生親手做實驗，把小磁針放在直導線附近，通過觀察導線通電時和斷電時小磁針發生的變化，幫助學生加深對知識的理解，初步認識電與磁之間存在某種關系。通電螺線管的磁場是本節的重點之一，因此，要讓學生自己去探究，用自己的語言表述出通電螺線管的極性與電流方向之間的關系，以培養學生的觀察能力、空間想象能力和語言表達能力。探究結束后，讓學生自己歸納、判斷通電螺線管的極性和電流方向的方法，再在師生相互交流的氣氛中引導學生得出安培定則。
作業設計
20.2電生磁課時作業（時間：20min）
【基礎訓練】
知識點1：電流的磁效應
1．奧斯特實驗證明：通電導線的周圍存在著 ，磁場的方向跟 的方向有關，這種現象叫做電流的磁效應。
【答案】 磁場 電流
【詳解】[1][2]奧斯特實驗說明了通電導體周圍存在磁場，且磁場的方向與電流方向有關。
知識點2：通電螺線管的磁場
2．通電螺線管的磁場：
通電螺線管外部的磁場分布和 的磁場一樣。通電螺線管的兩端相當于條形磁體的 ，通電螺線管兩端的 跟螺線管中電流的 有關。
【答案】 條形磁體 兩極 極性 方向
【詳解】[1][2]實驗發現，通電螺線管外部的磁場分布和條形磁鐵的磁場一樣。通電螺線管相當于磁體，通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩極。
[3][4]通電螺線管兩端的磁極性跟螺線管中電流的方向有關，當其他條件相同時，螺線管中電流方向不同，通電螺線管兩端的磁極不同。
3．在探究“通電螺線管外部磁場的方向”的實驗中，如圖所示，閉合開關，小磁針發生偏轉，說明通電螺線管周圍有 ，通過小磁針靜止時 極的指向確定該點磁場方向，調換電源正負極，小磁針偏轉方向改變，說明磁場方向與 有關。
【答案】 磁場 N 電流方向
【詳解】[1][2]電流的周圍存在磁場，閉合開關，電流通過螺線管，小磁針發生偏轉，說明通電螺線管周圍有磁場；實驗中，通過小磁針靜止時N極的指向，可確定該點的磁場方向。
[3]調換電源正負極，即改變電流方向，小磁針偏轉方向也改變，說明通電螺線管的磁場方向與電流方向有關。
知識點3：安培定則
4．如圖所示的電路，閉合開關S后，可自由轉動的小磁針靜止時指向如圖，電流表正常偏轉，則電流表的左端為 （選填“正”或“負”）接線柱。
【答案】正
【詳解】由于小磁針靜止時，其左端為N極，右端為S極，小磁針靜止時N極所指方向為該點的磁場方向，在磁體外部磁場方向從N極出發回到S極，所以螺線管的右端為N極，左端為S極；由安培定則可以確定電流是從螺線管的左端流出，右端流入。由于電流是從電源的正極流出，經過外電路回到電源負極，所以可以確定，右端是電源的正極，左端是電源的負極，所以電流表的左端接電源正極，為正接線柱。
5．小磁針靜止時N、S極的指向如圖所示，由此可判斷電流是從 （選填“a”或“b”）端流入螺線管的。
【答案】b
【詳解】
圖中置于通電螺線管右側的小磁針靜止時，其N極指向左側，由異名磁極相吸引得，通電螺線管的右端為S極，左端為N極；根據安培定則可知，電流從a端流出，b端流入，小雅將連接電源正、負極的導線對調，發現小磁針的指向也改變了。
【能力提升】
6．如圖所示，甲、乙兩線圈寬松地套在光滑的玻璃棒上，可以自由移動。當電鍵S閉合時，兩個線圈將會（ ）
A．靜止不動 B．互相吸引 C．互相排斥 D．不能確定
【答案】C
【詳解】由右手螺旋定則可知，甲右側為N極；乙的左側為N極，故兩線圈為同名磁極相對，兩線圈將相互排斥，將向左右分開一些。故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
7．根據圖中通電螺線管的S極，下列判斷正確的是（　　）
A．電源的左端是正極
B．螺線管的左端是S極
C．靜止小磁針的左端是S極
D．螺線管周圍磁感線是從S極出來的
【答案】C
【詳解】AB．依題意得，螺線管的右端為S極，則左端為N極，由右手螺旋定則得，電流從螺線管的右端流入， 則電源的左端是負極，故AB錯誤；
C．由同名磁極相排斥，異名磁極相吸引得，靜止小磁針的左端是S極，故C正確；
D．螺線管周圍磁感線使不存在的，是為了形象表示磁場分布人為畫出的，磁感線的方向從N極指向S極，故D錯誤。
故選C。
8．科技小組把帶鐵芯的螺線管、電源、導線和開關按如圖所示電路連接并固定在塑料托盤上，當它漂浮在水面，一個簡易的指南針就做成了。該指南針的南極（S）應標在托盤的（　　）
A．a處 B．b處 C．c處 D．d處
【答案】D
【詳解】如圖所示，電流從螺線管左端流入、右端流出，根據右手螺旋定則可知，螺線管的左端為N極，右端為S極，所以，該指南針的南極（S）應標在托盤的d處，故D符合題意，ABC不符合題意。
故選D。
9．如圖所示是磁現象的四幅示意圖，其中磁感線方向或小磁針靜止時南北極的指向正確的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【詳解】AD．在磁體的外部，磁感線從N極出發回到S極，故A正確，D錯誤；
B．由圖知，電流從螺線管的左端流入、右端流出，根據安培定則可知，通電螺線管的右端為N極，左端為S極，而磁體周圍的磁感線從N極出發回到S極，因此圖中磁體周圍磁感線的方向錯誤，故B錯誤；
C．由圖知，電流從螺線管的左端流入、右端流出，根據安培定則可知，通電螺線管的右端為N極，左端為S極，因此圖中通電螺線管的磁極標錯，小磁針的指向也錯，故C錯誤。
故選A。
10．小明在課堂上給同學們展示了一個如圖所示的實驗裝置，閉合開關后，下來說法不正確的是（　　）
A．通電螺線管上方的磁感線從左向右
B．通電螺線管左端是 N極
C．小磁針將順時針旋轉90度后靜止
D．將小磁針移走后小磁針原來所在位置磁場消失
【答案】D
【詳解】圖示中，電流從通電螺線管的右端流入，左端流出，據安培定則知，螺線管的左端為N極，右端為S極，據同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，小磁針的逆時針轉過90度后，靜止。磁感線由N極出來，回到S極，所以通電螺線管上方的磁感線從左向右。通電螺線管周圍存在著磁場，小磁針移走后，仍然存在，故ABC正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。
故選D。
11．如圖甲是磁懸浮地球儀。地球儀內有磁體，底座內裝有電磁鐵，原理如圖乙所示。閉合開關，請在圖中標出通電螺線管的S極和地球儀內磁體A端的極性。
【答案】
【詳解】由圖可知，電流從上方后面流入電磁鐵，根據安培定則，伸出右手使大拇指指向電磁鐵的上端，即N極，電磁鐵的下端為S極；已知通電后電磁鐵的上端為N極，根據同名磁極相互排斥可知，條形磁體下端A為N極，如圖所示：
12．根據圖中通電螺線管的N極，標出磁感線方向、小磁針的N極，并在括號內標出源的正、負極。
【答案】
【詳解】螺線管的左端為N極，右端為S極，磁感線從磁體的N極出發，回到S極，所以可以確定磁感線的方向是向右的；螺線管的左端為N極，根據異名磁極相互吸引可知，小磁針的左端為N極；螺線管的左端為N極，利用安培定則可以確定螺線管中電流是從螺線管的右端流入，左端流出，所以電源的右端為正極，左端為負極。如圖所示：
13．如圖所示是探究“通電螺線管外部磁場分布”的一部分實驗裝置。
(1)給螺線管通電后應該 紙板（填寫操作方法），再觀察鐵屑的排列情況；
(2)鐵屑的排列如圖所示，說明通電螺線管外部的磁場與 的磁場相似；由小磁針靜止時所指的方向可知，此通電螺線管的右端為 極；
(3)對調螺線管所接電源的正負極，小磁針指向與原來相反，說明通電螺線管的磁場方向與 的方向有關；
(4)實驗結束后，觀察到小磁針又偏轉回南北方向，這是受到 的影響。
【答案】(1)輕敲
(2) 條形磁體 S
(3)電流
(4)地磁場
【詳解】（1）實驗中為了減小鐵屑與紙板間的摩擦力，需要輕敲紙板，使鐵屑自由移動，再觀察鐵屑的排列情況。
（2）[1][2]通過觀察鐵屑的排列形狀可知，通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵的磁場相似，都有兩個磁極；圖中小磁針的左端是N極，右端是S極，由異名磁極相互吸引可知，此通電螺線管的左端是N極，右端為S極。
（3）對調螺線管所接電源的正負極，通過螺線管的電流方向發生改變，小磁針指向與原來相反，通電螺線管的磁場方向發生改變，說明通電螺線管的磁場方向與電流的方向有關。
（4）實驗結束后，螺線管內沒有電流，小磁針受到地磁場的作用，又偏轉回南北方向。
14．小明做“探究通電螺線管外部的磁場分布”實驗。
(1)在硬紙板上均勻撒上鐵屑，給螺線管通電后，觀察到只有少量鐵屑移動；若想使鐵屑在磁場力的作用下有規律地排列，可進行的操作是 。觀察鐵屑的排列形狀如圖甲所示，說明通電螺線管外部磁場與 （選填“條形”或“蹄形”）磁體的磁場相似；
(2)圖乙中螺線管旁放置一個小磁針，閉合開關，小磁針將 （選填“順”或“逆”）時針旋轉。將電池的正負極對調，觀察小磁針的旋轉方向，是為了探究通電螺線管外部磁場方向與 方向的關系；
(3)為增強通電螺線管的磁場，可采取的措施有 （寫出一種方法即可）。
【答案】(1) 輕敲硬紙板 條形
(2) 逆 電流
(3)見詳解
【詳解】（1）[1][2]由于紙板表面的阻力較大，若想使鐵屑在磁場力的作用下有規律地排列，可進行的操作是輕敲硬紙板，如圖甲所示，通電螺線管兩端磁性強，中間磁性弱，說明通電螺線管外部磁場與條形磁體的磁場相似。
（2）[1]如圖乙中螺線管，電流從左端流入，根據安培定則，線圈右端為N極，根據磁極間相互作用的規律，小磁針N極向右偏轉，即小磁針將逆時針旋轉。
[2]僅將電池的正負極對調，即改變線圈中電流方向，觀察小磁針的旋轉方向也發生改變，表明線圈磁場方向與電流方向有關，故是為了探究通電螺線管外部磁場方向與電流方向的關系。
（3）通電螺線管的磁場強弱與電流大小、線圈匝數等有關，為增強通電螺線管的磁場，可以增大電流的強度或增加線圈的匝數。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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