20.2電生磁第二十章

電與磁人教版2024版物理九年級全冊20.2電生磁教案一、教學目標（一）知識與技能目標學生能準確闡述電流的磁效應，詳細描述奧斯特實驗的過程、現象及結論，清晰認識到電流周圍存在磁場，且磁場方向與電流方向有關。熟練掌握安培定則的內容，能夠運用安培定則準確判斷通電螺線管的磁極極性以及電流方向，正確繪制通電螺線管的磁感線分布。深入理解電磁鐵的構造、工作原理，明確其磁性強弱的影響因素（電流大小、線圈匝數、有無鐵芯），并能解釋電磁繼電器的工作原理和在實際生活中的應用。（二）過程與方法目標通過參與奧斯特實驗、探究通電螺線管磁場等實驗，培養學生的觀察能力、實驗操作能力和科學探究能力，學會從實驗現象中歸納總結物理規律。在運用安培定則判斷磁極和電流方向的過程中，鍛煉學生的空間想象能力和邏輯推理能力，提升知識遷移和應用能力。通過分析電磁鐵和電磁繼電器的工作原理，培養學生將物理知識與實際生活相聯系的能力，提高分析和解決實際問題的能力。（三）情感態度與價值觀目標激發學生對電與磁之間奇妙聯系的探索興趣，培養學生對物理學科的熱愛，增強學生學習物理的積極性和主動性。通過實驗探究活動，培養學生嚴謹的科學態度、團隊協作精神和實事求是的科學作風。引導學生關注電生磁知識在生活中的應用，如電磁起重機、電鈴等，讓學生體會物理知識的實用價值，提高學生將物理知識應用于生活實際的意識。二、教學重難點（一）教學重點深刻理解電流的磁效應，熟練掌握奧斯特實驗的相關內容，能夠運用電流磁效應解釋一些簡單的電磁現象。熟練運用安培定則判斷通電螺線管的磁極和電流方向，準確繪制通電螺線管的磁場分布示意圖。掌握電磁鐵的工作原理和特性，理解電磁繼電器的工作過程及其在實際生活中的應用。（二）教學難點從奧斯特實驗現象中抽象概括出電流磁效應的本質，理解電流周圍磁場的存在和方向與電流方向的關系。靈活運用安培定則，在復雜的通電螺線管情境中準確判斷磁極和電流方向，培養學生的空間想象能力。理解電磁繼電器的工作原理，特別是其如何實現遠程控制和自動控制，以及各部件在工作過程中的作用。三、教學方法實驗探究法：通過演示奧斯特實驗、探究通電螺線管磁場等實驗，讓學生直觀感受電生磁現象，激發學生的探究欲望，培養學生的實驗能力和科學思維。講授法：系統講解電流磁效應、安培定則、電磁鐵和電磁繼電器的原理等基礎知識，確保學生掌握核心概念和理論。討論法：組織學生討論實驗現象、安培定則的應用、電磁繼電器的工作過程等問題，促進學生之間的思維碰撞，加深對知識的理解。直觀演示法：利用多媒體課件、動畫、實物模型等直觀手段，展示通電螺線管的磁場分布、電磁繼電器的工作過程等抽象內容，幫助學生理解。練習法：通過課堂例題講解和課后作業練習，讓學生鞏固所學知識，提高運用知識解決實際問題的能力。四、教學過程（一）導入新課（5分鐘）生活實例引入：展示一些生活中與電生磁相關的現象和設備圖片，如電磁起重機搬運鋼鐵、電鈴發聲、揚聲器工作等，提問學生：“這些設備為什么能夠工作？它們背后隱藏著怎樣的物理原理？”引導學生思考電與磁之間的聯系，激發學生的學習興趣。復習舊知：回顧之前學習的磁現象和磁場的相關知識，如磁體的性質、磁極間的相互作用、磁感線等，為引入電生磁的知識做好鋪墊，提問學生：“既然磁體能產生磁場，那么電流是否也能產生磁場呢？”從而引出本節課的課題——電生磁。（二）新課教學電流的磁效應（15分鐘）奧斯特實驗演示：教師進行奧斯特實驗演示，將小磁針放在直導線下方，閉合開關，讓學生觀察小磁針的偏轉現象；斷開開關，再次觀察小磁針的狀態。提問學生：“小磁針為什么會發生偏轉？這說明了什么？”引導學生思考電流與磁場之間的關系。實驗分析與結論：組織學生討論實驗現象，分析得出結論：通電導線周圍存在磁場，即電流具有磁效應。進一步改變電流方向，讓學生觀察小磁針偏轉方向的變化，引導學生總結出電流周圍磁場的方向與電流方向有關。歷史介紹：簡要介紹奧斯特發現電流磁效應的歷史過程，強調這一發現的重要意義，它打破了電與磁相互獨立的傳統觀念，揭示了電與磁之間的聯系，為電磁學的發展奠定了基礎，激發學生的科學探究精神。通電螺線管的磁場（20分鐘）實驗探究：教師展示通電螺線管，讓學生猜想通電螺線管周圍是否存在磁場，以及其磁場分布與條形磁體的磁場分布是否相似。然后進行實驗，在螺線管周圍放置小磁針，通電后觀察小磁針的指向，并用鐵屑顯示螺線管周圍的磁場分布情況。磁場分布分析：引導學生觀察實驗現象，對比通電螺線管和條形磁體的磁場分布，發現通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似，也有兩個磁極。提問學生：“如何判斷通電螺線管的磁極極性呢？”從而引出安培定則。安培定則講解與應用：詳細講解安培定則的內容：用右手握住通電螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。通過多個不同電流方向的通電螺線管實例，教師示范運用安培定則判斷磁極極性的方法，然后讓學生進行練習，教師巡視指導，及時糾正學生的錯誤。繪制磁感線：讓學生根據安培定則判斷出的磁極極性，繪制通電螺線管的磁感線分布示意圖，強調磁感線的方向在磁體外部是從N極出發回到S極，培養學生的繪圖能力和空間想象能力。電磁鐵與電磁繼電器（20分鐘）電磁鐵的構造與原理：展示電磁鐵的實物，講解電磁鐵是由線圈和鐵芯組成的，當線圈通電時，鐵芯被磁化，電磁鐵具有磁性；斷電時，磁性消失。通過實驗演示，如用電磁鐵吸引大頭針，改變電流大小、線圈匝數，觀察電磁鐵吸引大頭針數量的變化，引導學生分析得出電磁鐵磁性強弱的影響因素：電流越大，磁性越強；線圈匝數越多，磁性越強；插入鐵芯后，磁性大大增強。電磁繼電器的工作原理：利用多媒體課件或動畫展示電磁繼電器的結構和工作過程，講解電磁繼電器主要由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點等部分組成。當電磁鐵通電時，具有磁性，吸引銜鐵，使工作電路的觸點閉合，工作電路接通；當電磁鐵斷電時，失去磁性，銜鐵在彈簧的作用下被拉起，工作電路的觸點斷開，工作電路切斷。強調電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強電流電路通斷的裝置，實現了遠程控制和自動控制。實際應用舉例：列舉電磁繼電器在生活中的應用實例，如自動報警器、溫度自動控制裝置等，讓學生分析這些裝置中電磁繼電器的工作過程，體會電磁繼電器在實際生活中的重要作用，提高學生運用知識解決實際問題的能力。（三）課堂小結（5分鐘）知識梳理：引導學生回顧本節課的主要內容，包括電流的磁效應（奧斯特實驗）、安培定則、通電螺線管的磁場、電磁鐵的工作原理和特性、電磁繼電器的工作原理和應用等，形成知識框架。重點強調：強調本節課的重點知識，如電流磁效應的結論、安培定則的運用、電磁鐵磁性強弱的影響因素、電磁繼電器的工作過程，幫助學生鞏固所學內容。（四）課堂練習（10分鐘）基礎練習：給出一些關于安培定則應用的練習題，如已知通電螺線管的電流方向，判斷磁極極性；已知磁極極性，判斷電流方向等，讓學生在練習本上完成，然后請幾位學生上臺板演，教師進行點評和糾正，規范解題步驟。綜合練習：提出一些綜合性的問題，如“在一個電磁繼電器控制的電路中，若電磁鐵的線圈匝數過少，會出現什么問題？應如何解決？”讓學生思考并回答，培養學生綜合運用知識解決問題的能力。（五）布置作業（5分鐘）基礎作業：完成課本課后練習題中與電生磁相關的題目，鞏固課堂所學的基礎知識和技能。實踐作業：讓學生查閱資料，了解電生磁知識在現代科技中的更多應用，如磁懸浮列車、電磁選礦機等，并寫一篇簡短的科普小文章，介紹其中一種應用的原理和特點，拓寬學生的知識面，培養學生的自主學習能力。五、教學反思在本節課教學過程中，通過實驗探究和多種教學方法的運用，學生對電生磁的知識有了較深入的理解。但在安培定則的應用和電磁繼電器工作原理的教學中，部分學生仍存在理解困難。后續教學中，可增加更多實例和練習，加強對學生的個別指導；同時，利用更多直觀手段，如3D動畫演示，幫助學生更好地理解抽象知識，提高教學效果。這份教案圍繞“20.2電生磁”教學目標設計教學流程。若你對教學環節時長、實驗設計、例題難度等方面有修改需求，歡迎隨時告訴我。5課堂檢測4新知講解6變式訓練7中考考法8小結梳理學習目錄1復習引入2新知講解3典例講解科學家們基于這種想法，一次又一次地尋找電與磁的聯系。1820年丹麥物理學家奧斯特終于用實驗證實通電導體的周圍存在著磁場。這一重大發現轟動了科學界，使電磁學進入一個新的發展時期。

電現象和磁現象之間是否存在著某些聯系呢？1.認識電流的磁效應；知道通電導體周圍存在著磁場；知道通電螺線管的磁場與條形磁體相似。2.通過觀察直導線電流磁場和通電螺線管的磁場實驗，培養學生的空間想象力；會正確使用安培定則，會根據電流方向、線圈的繞向確定磁場方向。1.奧斯特實驗（1）探究電與磁是否存在聯系①如圖甲所示，將一枚轉動靈活的小磁針放置在直導線下方。然后使導線和電池觸接，連通電路，觀察小磁針的變化。②如圖乙所示，把電源切斷后，觀察小磁針的變化。③如圖丙所示，改變導線中電流的方向，觀察小磁針有什么變化？一、電流的磁效應④實驗分析小磁針發生偏轉，說明小磁針受到磁場力的作用，表明通電導線和磁體一樣，周圍存在磁場。小磁針又回到原位，說明導線周圍的磁場消失，表明導線周圍的磁場是由電流產生的。電流方向改變時，小磁針的偏轉方向發生改變，說明磁場方向發生了改變。進一步說明電流的磁場方向跟電流的方向有關。（2）探究歸納：①電流周圍存在著磁場；②電流的磁場方向跟電流的方向有關。一、電流的磁效應通電導線周圍存在與電流方向有關的磁場，這種現象叫做電流的磁效應。奧斯特實驗揭示了電和磁之間存在著聯系，即“電生磁”。2.電流的磁效應一、電流的磁效應物理學家——漢斯·克海斯提安·奧斯特漢斯·克海斯提安·奧斯特（1777年8月—1851年3月），丹麥物理學家、化學家和文學家。人物介紹奧斯特塑像矗立于奧斯特公園一、電流的磁效應主要成就1820年，奧斯特在課堂上做實驗時發現了電和磁之間的聯系。在化學領域，他發現了鋁元素。視頻欣賞——《奧斯特實驗》既然電能生磁，為什么手電筒在通電時連一根大頭針都吸不動？怎樣才能使電流的磁場變強呢？如果將導線繞在圓筒上，做成螺線管（也叫線圈）。通電后各圈導線產生的磁場疊加在一起，磁場就會增強得多。二、通電螺線管的磁場1.螺線管將導線繞在圓筒上螺線管示意圖（1）實驗一如圖所示，用銅導線穿過硬紙板，繞成螺線管（或用螺線管演示器），在紙板上均勻地撒滿鐵屑，給螺線管通電后，輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況。2.實驗探究：通電螺線管的磁場特點實驗現象與分析：如圖所示，可以看到小鐵屑有規則地排列起來。從鐵屑的分布情況來看，通電螺線管外部的磁場和條形磁體相似。二、通電螺線管的磁場（2）實驗二將小磁針放到通電螺線管周圍不同的位置，包括螺線管內部，在紙板上記下小磁針在各個位置時的N極指向。實驗現象：看到周圍小磁針的N極指向不同，內部小磁針N極指向相同，如圖所示。現象分析：從小磁針N極指向來看，通電螺線管外部的磁感線是從通電螺線管一端出來回到另一端；內部磁感線的方向與外部磁感線的方向相反，如圖所示。二、通電螺線管的磁場（3）實驗三在上面的實驗中，改變螺線管中的電流方向，對照上次實驗中的現象，觀察小磁針的N極指向與原來是否相同。實驗現象：小磁針的N極指向與上次實驗剛好相反。現象分析：小磁針的N極指向改變，說明磁場方向改變了，即通電螺線管兩端磁極的極性改變了。由此可知，通電螺線管的磁場方向與電流方向有關。探究歸納：（1）通電螺線管外部的磁場與條形磁體外部的磁場相似，通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩個磁極。（2）通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關。二、通電螺線管的磁場3.探究通電螺線管兩端的極性與環繞螺線管的電流方向間的關系（1）設計并進行實驗取繞向不同的螺線管，向螺線管內通入不同方向的電流，用小磁針驗證它的N、S極，實驗現象如圖所示。二、通電螺線管的磁場（2）實驗現象分析①甲、乙（或丙、丁）兩個螺線管的繞法不同，螺線管中電流的方向相同，通電螺線管兩端的極性相同；②甲、丙（或乙、丁）兩個螺線管的繞法相同，螺線管中電流的方向不同，通電螺線管兩端的極性不同。二、通電螺線管的磁場通電螺線管的繞法可能不同，電流流入的端點可能不同，但只要環繞螺線管的電流方向相同，通電螺線管兩端的極性就相同。（3）探究歸納：通電螺線管兩端的極性與環繞螺線管的電流方向有關。二、通電螺線管的磁場視頻演示——《探究通電螺線管的磁場》（1）你能想出一些辦法描述通電螺線管的極性與電流方向間的關系嗎？看看螞蟻的描述，你能用一個巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關系表述出來嗎？1.安培定則——判斷通電螺線管兩端極性的方法如果螞蟻我沿著電流方向繞螺線管爬行，N極就在我的左邊。三、安培定則N（2）看看猴子的描述，你能用一個巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關系表述出來嗎？如果電流沿著我猴子右臂所指的方向，N極就在我的前方。三、安培定則根據螞蟻與猴子的描述，你能用一個巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關系表述出來嗎？同學們……NN如果螞蟻我沿著電流方向繞螺線管爬行，N極就在我的左邊。如果電流沿著我猴子右臂所指的方向，N極就在我的前方。三、安培定則安培定則：對于通電螺線管的極性跟電流方向之間的關系，我們可以用安培定則（也叫右手螺旋定則）來表述。安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與螺線管中的電流方向一致，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。三、安培定則2.安培定則的應用（1）根據通電螺線管中電流的方向，判斷螺線管的極性.（2）由通電螺線管兩端的極性，判斷螺線管中電流的方向.（3）根據通電螺線管的南、北極以及電源的正、負極，畫出螺線管的繞線.三、安培定則①決定通電螺線管兩端極性的根本因素是螺線管中電流的方向，電流的方向一致則通電螺線管兩端的極性就相同。②N極和S極一定在通電螺線管的兩端。③判斷時必須讓右手彎曲四指所指的方向與螺線管中電流的方向一致。（4）溫馨提示：三、安培定則1.

世界上第一個發現“電流的磁效應”的科學家是(

)AA.

奧斯特

B.

安培

C.

牛頓

D.

焦耳返回2.

某同學利用如圖甲所示裝置進行如下實驗：斷開開關，小磁針的指向如圖甲所示；閉合開關，小磁針的偏轉情況如圖乙中箭頭所示；只改變電流方向，再次進行實驗，小磁針的偏轉情況如圖丙中箭頭所示。下列結論中合理的是(

)A.

由甲、乙兩圖可得不管是否通電，導線周圍都能產生磁場B.

由甲、乙兩圖可得利用磁場可以產生電流C.

由乙、丙兩圖可得電流產生的磁場的強弱與電流大小有關D.

由乙、丙兩圖可得電流產生的磁場的方向與電流方向有關√【點撥】圖乙和圖丙中，其他因素相同，只有電流方向不同，小磁針的偏轉方向不同，說明電流產生的磁場的方向與電流方向有關。返回3.［2025·惠州惠城區期末］在“探究通電螺線管外部磁場的方向”的實驗中，條形磁體周圍的小磁針的條形磁體正、負極增大電流指向如圖甲所示，通電螺線管外部小磁針的指向如圖乙所示，說明通電螺線管外部的磁場跟__________的磁場相似；要研究通電螺線管外部磁場與電流方向的關系，可以把圖乙中電源的__________對調，要使通電螺線管磁性增強，可以___________（只寫一種方法即可）。返回

（第4題）【解】如圖所示。返回（第5題）

負返回6.

如圖所示，通電螺線管旁的小磁針分別靜止在圖示位置。請科學推斷，最終決定通電螺線管極性的是(

)D

返回7.

如圖甲所示，通電螺線管的極性跟電流的方向有關系，可以用安培定則來BA.

彼此遠離

B.

彼此靠近C.

距離保持不變

D.

無法判斷

返回（第8題）

D

（第8題）

返回（第9題）9.

實驗室有一個舊的直流電源，其輸出端的符號模糊不清，無法分辨正負極。小典設計了下面的判斷電源兩極的方法。在桌面上放一個小