第20章《电生磁》教案 (公开课)2022年人教版

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1、第 2 节 电生磁【教学目标】知识与技能1认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系。2知道通电导体周围存在着磁场，通电螺线管的磁场与条形磁铁相似。3会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。过程与方法1观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电和磁之间有某种联系。 2探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。情感态度与价值观1通过奥斯特的图片、事迹介绍，感悟奥斯特善于发现问题，勇于进行科学探索 的精神；2通过体验电和磁之间的联系，养成乐于探索自然界奥秘的习惯。【教学重点】奥斯特的实验；通电螺线管的磁场【教学难点】使学生明白电和磁具有一定联系；通电螺线管的磁场及其应用【

2、教学准备】学生器材：学生电源、开关、导线、直线导体、螺线管、小磁针、大头针假设干； 教师器材：多媒体设备及课件、电源、开关、直线导体、螺线管、铁屑、小磁针、大头针假设干、安培定那么立体模型。【教学过程】教学内容主要教学 过教师活动程学生活动一、创设情景， 引入新课1.魔术-纸盒吸铁利用纸盒内隐蔽的通电螺线管吸引大头针。 【设问 1】此盒中可能有什么？你猜测的依据是什么？2.断开开关，在靠近铁屑【设问 2】仔细观察实验现象，你有哪些疑问？ 3.将纸盒翻开，展示螺线管【设问 3】观察盒内的器材，你想到了什么？ 可提出什么样的问题进行探究？设计意图：用实验激发学生的好奇心，由不 能吸引铁屑引起学生思

3、维冲突，培养学生发现问 题和提出问题的能力。观察实验现象， 猜测。盒内可能有磁 体，磁体能吸引铁 屑。为什么不吸引 了呢？盒内到底是 什么？电和磁之间有 联系，电流也能产生 磁场。二、合作探究， 【想想做做】建构知识一电流的磁 效应1. 通电直导线 周围存在磁场2. 电 流的 磁场 方向 与电流的 方向有关1.设问 ：电流真的能产生磁场吗？引导学生探究教材第 124 页中的“想想做做2.提问：你们是怎么做的？看到了什么现象？ 说明了什么？3.思考： 改变电流的方向，观察到了什么现 象？这又说明了什么？4.小结： 通电导线周围存在与电流方向有关 的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。 【物理学史】从

4、刚刚的实验我们发现，电也可以产生磁， 电和磁之间是有联系的，但这个发现也是非常不学生分组探究， 交流展示实验现象。小提示：用直 导 线 的 一 端 接 干 电 池正极，另一端试触 干电池的负极；导 线 放 在 小 磁 针 的 正 上 方 ， 并 且 与 其 平 行。小 磁 针 发 生 偏 转，说明通电直导线 周围存在磁场。小 磁 针 偏 转 方 向发生改变，说明电 流 的 磁 场 方 向 与 电 流的方向有关。看 书 了 解 奥 斯 特 发 现 电 和 磁 之 间 的 联二通电螺线 管的磁场容易的，介绍丹麦物理学家奥斯特。奥斯特实验的意义：这一重大发现轰动了科学界。因为它揭示了电现象和磁现象不

5、是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明外表上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现有力 地推动了电磁学的研究和开展.设计意图： 通过发现电生磁的物理学史， 对学生进行科学世界观的教育。【创设问题情境】问题 1：既然电能生磁，为什么我们在生活 中感受不到呢？比方：手电筒在通电时连一根大 头针都吸不动问题 2：你有什么方法可以增大电流的磁场 吗？如果不能增大电流，还可以怎么做呢？加油站：实验中利用短路获得较强的电流来 增加磁性，在一般情况下是不允许的，在实际生 活中我们用什么方法来增强通电导体的磁场 呢？后来人们在生产实践中把导线弯成各种形 状，发现把把导线绕成一圈一圈的螺线管状，磁 场就会

6、强得多，这样在生产生活中用途就大，这 种装置就叫做螺线管。演示实验： 演示螺线管的绕制方法 设计意图 : 使学生认识到复杂的事物都是 由简单的事物构成的道理，是抽象复杂的事物可 视直观化。探究一：通电螺线管周围是否存在磁场？操作方法 ：在螺线管的两端各放一个小磁 针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察 小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。 改变电流方向，再观察一次。为增大可见度可 利用实物投影仪，便于学生观察。系过程。尝试让手电筒通电 吸引大头针猜测：可能是磁性太 小、电流太小或导线 太粗。增大电流或绕 成线圈。观察螺线管的 缠绕方法。通过观察小磁 针静止时 N、S 极的指向判断通

7、电螺线 管的 N 极和 S 极。1. 通 电 螺线管 外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似。 设计意图 : 通过直观的实验现象让学生感 知通电螺线管周围存在磁场。结论：通电螺线管周围存在磁场探究二：通电螺线管的磁场是什么样的？ 【提出问题：】通电螺线管的磁场是什么样的？用什么方 法可以显示出磁场的分布？【设计实验：】按照课本P125图20.2-5布置器材，为使磁 场加强，在螺线管中插入一根铁棒。把小磁针放 到螺线管四周不同的位置，在图上记录磁针N 极铁屑或小磁针小组合作，实验探 究，随时记录电流方的方向，这个方向就是该点的磁场方向。 向和小磁针 N 极的指向。【分析归纳：】比照上节课学习的蹄形磁

8、体和条形磁体的 磁场分布，你能得到什么结论？讨论、交流【得出结论：】1. 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁 场相似。2. 它的两端相当于条形磁体的两极。与条形磁铁的 磁场相似。总结通电螺线管 的磁场特点。2. 通 电 螺 线管 的极性与 电流方向有关。 设计意图 : 通过让学生自己探究、感知， 总结出通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场非 常相似，且极性与电流方向有关，为安培定那么 的应用做好铺垫。探究三：通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的 电流的方向之间有什么关系？【提出问题：】通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端就相当于条形磁体的两个磁极。 那么通电螺线管两端的极性与环绕螺线管

9、的电 流的方向之间有什么关系？【做出猜测：】改变电流方向，磁场方向也会变化。 【设计进行实验：】将静止的小磁针靠近放在通电螺线管的一 端，根据磁针的偏转判定螺线管的极性每个小 组根据实验单探究下面四个图中的一种情况，并 把答案写在黑板上。【汇报展示：】每个小组展示自己实验的结果，并标出螺线 管的 N、S 极和通过螺线管电流的方向。提出要探究的问 题。电流方向改变， 磁场方向会改变。小组同学做好分 工和配合，仔细观察 小磁针的指向，根据 磁极间的作用规律， 标出螺线管的 N、S 极。展示判断结果。【分析归纳：】根据四幅图中通过螺线管的电流方向和标 出螺线管的 N、S 极，你可以得出什么结论？ 【

10、得出结论：】比照四幅图中 螺线管的 N、S 极和 电流的方向，得出结 论。通电螺线管的极性与电流方向有关。 【拓展延伸：】通电螺线管的极性与电流方向有关，你能否 想出一些方法把这个关系表述出来？ 设计意图 : 把探究“螺线管磁场分布实 验分解为三个实验步骤进行，分散难点，逐个击 破，便于学生接受、理解。【自主学习：】1小组讨论课本第 126 页“想想议议： 蚂 蚁 和 猴 子 说 的 话 对 吗 ？ 看 书 第 127 页 图思考、讨论。试 着 说 出 自 己 的想法，多个同学相 互不从，逐渐完善，20.2-8，想想如何借助自己的手判断通电螺线管 总 结 出 安 培 定 那 么三安培定那 么螺

11、线管右手握；电流四指指；拇指指北极。的极性。2.安培定那么的内容：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，那么拇指所指的那端就是螺线管 的 N 极。【学以致用：】例题 1：请你根据通电螺线管中的电流方向 判断螺线管的极性。的内容。看教材第 127 页 “ 安 培 定 那 么 局 部，对照图片和文字 表达，熟悉安培定那 么的判断方法，学会 灵活应用，并用安培 定 那 么 判 断 刚 刚 标 的四幅图中的 N 、S 极是否正确。利用安培定那么 完成练习。例题 2：如下图，根据通电螺线管的极性画出 螺线管中电流的方向，并用箭头标出。例题3： 如下图，电路连接正确，通电后小 磁针指向如下图涂黑

12、端表示N极。请在图中标 出螺线管的磁极、电源的“+、 “极，并 画出螺线管的绕法。小试身手：小磁针放在两通 电螺丝管之间，静止 时 处 于 如 图 丙 所 示 的位置，请完成螺线 管 B 的绕线，并标出 电流的方向。解题思路：1.根据小磁针的 N、S 极指向确定螺线管的 N、S 极；总结安培定那么2.标出进、出螺线管的电流方向； 的应用。 3.确定第一根线的画法。通过上面的例题，安培定那么有哪些应用呢？【归纳总结：】安培定那么应用：1. 由螺线管中的电流方向，判断通电螺线管的 N、S 极；2.通电螺线管的 N、S 极，判定螺线管中电流的方向；3. 根据通电螺线管的 N、S 极以及电源的正负极，

13、画出螺线管的绕线方向。设计意图 :培养学生分析问题、总结概括能力，使学生的学习知识点到知识面的学习。三、课堂小结：回忆本节课的学习内容学生讨论梳理知识，本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑? 教师巡视、讲评交流收获和疑惑。学 以 致 用 完 成 检 测四、课堂检测五、布置作业出示思考题题目见附件 2题、解答见附件 1课后完成【板书设计】20.2 电生磁一、电流的磁效应：奥斯特实验通电导线周围存在与电流方向有关的磁场二、通电螺线管的磁场1.通电螺线管的磁场与条形磁体相似；2.通电螺线管的极性与电流方向有关。三、安培定那么：螺线管，右手握。电流四指指，拇指指北极【教学反思】一、案例的“亮点教案设计简洁

14、清晰，各环节的设计、问题的提出、学生活动的安排，都比拟妥帖、 紧凑，将前后知识衔接到位，是教学中心内容得到充分展现。尤其是教学过程中的配合 展示对应很好，画面实用，图片丰富，跟踪练习也比拟及时，有利于学生的消化吸收， 教学主导和学生主体地位把握准确，认真实施于教学，可以带来很好效果。二、教学建议1.可以适当扩展改变螺线管的形状、匝数，探究磁场分布，比方考虑一个环形导 线的磁场分布方向与什么有关？为什么用纸筒与用铁芯效果不同与下一节接轨？2.增加分析一下螺线管内部磁感线问题，了解磁感线的不要和特征等；3.找几个电视机偏转线圈、电磁起重机图片、牵牛花生长螺旋攀附图片等，介绍 一点生活应用，可增加学

15、生对实用知识的感性认识，感知物理与生活的密切关系。 附件 1课堂检测1.1820 年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在 ，在 世界上第一个发现了电和磁之间的联系如果把导线绕在圆筒上做成螺线管，通电时磁场就会变强，通电螺线管的极性与螺线管中的方向有关2.奥斯特成功做出实验后，人们对磁场的产生有了不同的理解，其中正确的选项是 A只有磁体才能产生磁场B只有电流才能产生磁场C磁体和电流都能产生磁场D磁体和电流与磁场的产生无关3.如以下图所示，通电螺线管与条形磁铁相互吸引的是 4.标出图中通电螺线管的 N、S 极

16、。5、标出螺线管上导线中的电流方向。6.如图，在通电螺线管的上端有一静止的小磁针，请把线圈绕制完成。参考答案： 1. 磁场附件 2电流方向 2.C 3.B 4. 图略 5. 图略 6.图略 课后作业1. 以下图是奥斯特曾经做过的实验示意图。比拟甲、乙图得到结论 ； 比拟甲丙图得到结是 。2如下图电路，开关 S 闭合后，以下说法正确的选项是 A小磁针静止时，A 端为 N 极B小磁针静止时，B 端为 N 极C电磁铁左端为 N 极D向左移动滑片 P，电磁铁磁性减弱3如下图，当开关 S 闭合时，通电螺旋管周围的小磁不正确的选项是 AaBbCcDd4.开关闭合后磁感线的形状如下左图，请在图中标出磁铁 A

17、 的两个磁极针指向5.根据以下图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的 N 极和电源的“极。参考答案：1.通电导线周围存在磁场； 电流的磁场方向与电流的方向有关 2.B 3.D 4.图略 5.图略液体的压强整体设计说明通过复习放在水平面上的固体的压强产生的原因，提出新问题：液体也受重力，在容器中的液体对容器底有没有压强呢？继而用实验来直观地观察液体产生的压强，再对液体的压强产生的原因及影响液体压强大小的因素展开讨论与探究，最后进行整理总结。这样的安排使知识学习过程过渡自然，不是突兀地提出液体的压强，并能自然地了解液体压强产生的原因；对影响液体压强大小的因素的实验探究，使学习过程成为在探究中学习的过

18、程，既学到知识，又培养学生的探索能力和协 作精神。教材分析本节内容是压强在液体中的表现。学生在生活中体验较少，已有的感性认识少，使得本节知识比拟抽象，加上学习本节内容需要用到密度和重力的知识，对学生来说难度较大。液体压强是固体 压强知识的延深，并是浮力产生的原因，起到承前启后的作用，因而要重视本节的教学。教法建议探究、实验、分析讨论法。学情分析学生已学习了固体压强产生的原因及影响压强的因素，并具有密度知识，这为学习液体压强打 好了根底。在我们的生活中，能体验到液体压强的事件很少，就是游泳，由于水不会太深，也难以觉察到水的压强的存在，造就了液体的压强这一知识比拟抽象。教学过程中多用现象比拟直观的

19、实验，增 加学生的感性认识，就容易接受新的知识。学法引导自学与互学 总结归纳 实验探究三维目标1知识与技能1了解液体内部存在压强及液体内部压强的方向。2了解液体压强的大小跟什么因素有关，知道计算液体压强的公式。3认识液体压强的实际应用连通器，了解生活和生产中的连通器。2过程与方法1通过探究串联、并联电路电压的关系，体验科学探究的过程，领会科学研究的方法。2能运用实验法、数据分析法归纳总结物理规律。3情感态度与价值观目标1利用实验，激发学生自主探究的欲望，接受科学态度的培养。2培养学生爱科学、用科学的意识。3通过船闸的学习，激发爱国情怀。重点难点重点：通过实验认识液体压强的特点及影响因素，利用物

20、理模型推导公式。难点：液体压强与深度及密度的关系。课时安排1 课时教学过程一、新课引入约 2 分钟1 如以下图所示，木块放至杯底，木块因受重力作用，对杯底有压强；假设向杯中倒入水， 水对杯底有压强吗？_，方向 ，产生的原因是_。2杯子中的水，如果杯壁突然消失，会出现什么情况？说明水具有性。有杯壁的存在为什么水就不流散呢？说明杯壁对水力的作用，同时水对杯壁力的作用，即，水对杯壁压强，产生的原因是 。3如果水的压强只是向下或侧向的，如以下图所示，那么浸在水中的物体 “一定或 “不一定向下运动而不向上运动，浸在水中的物体都是下沉的吗？说明什么？【设计意图】利用知识的迁移能力，合理推理出结论，使学生有

21、成就感，激发学生的兴趣，同 时锻炼了学生的分析推理能力、知识迁移能力，又为学习浮力打下根底。二、新课讲解一液体压强的特点1探究液体是否存在压强约 4 分钟教师：请同学们设计一个实验或装置，能够直观地观察到液体有没有压强。提示：利用力的作用效果。方案 1：利用力可以改变物体的运动状态；方案 2：利用力可以使物体发生形变。2 分钟左右的讨论，学生有没有设计出方法或装置不要紧，关键是给学生一个思维的时间与空间，对有效 思路给予以表扬讨论过后，展示老师采用的装置，如以下图。玻璃杯的底是用橡皮膜来制作的。倒入水后，如 果有压强，橡皮膜将发生形变侧橡皮膜先不提及，实验时将它背向学生。老师演示，倒入水后，让

22、学生注意观察实验现象。提问：看到什么现象？说明什么？方向向哪？为什么？然后老师假装不经意将侧膜转向学生：这个玻璃筒侧壁也开了口，让我用橡皮膜堵住了。如果有学生发现此处橡皮膜外凸，就势引导提问，如果没有学生发现，老师故作才发现，引导 提问，引发思考与讨论。问题：里面的水所受的重力是竖直向下的，对容器底部有向下的压力，底部的橡皮膜向下凸出理所当然，这侧橡皮膜怎么也外凸了呢？说明什么？什么原因呢？如果学生想不到，提示比拟固 体液体有什么不同的特性【实验结论】A液体对容器底和侧壁都有压强。B液体压强产生的原因是由于液体受到重力作用；液体具有流动性。【设计意图】各知识点之间过渡自然，层层推进，连贯性强，

23、同时增加了趣味性。2探究液体内部是否存在压强约 2 分钟提问：液体对容器底的容器壁都有压强，液体的内部有没有压强存在呢？比方我们将一个物体 浸在液体中，这个物体受不受液体的压强呢？【实验探究】1液体内部是否存在压强；2液体内部的各个方向是否存在压强。【实验器材】【探究步骤】1介绍压强计：先观察 U 形管液面的高度差，然后让学生用手轻轻压一压探头的橡皮膜，观察 U 形管中液面出现的高度差有什么变化。小幅度地变化压力大小，观察液面高度差的变化。由观察可知：橡皮膜受到的压强越大，U 形管中液面高度差越大，或者说，U 形管中液面高度差越大， 说明橡皮膜受到的压强越大。转换法2将探头浸入水中，观察 U

24、形管中液面的高度差。3随意变换橡皮膜的朝向，观察 U 形管中液面的高度差是否还存在。【实验结论】液体内部各个方向都有压强。3探究影响液体压强大小的因素约 8 分钟【实验器材】【实验步骤】1 讨论猜测：液体的压强与哪些因素有关，将合理的猜测写到黑板上。提示：依据生活经 验及相关知识猜测，不可乱猜。浅水潜水戴水镜氧气瓶就可以，深水潜水就需要穿防护装备深度液体压强产生的原因由于受到重力，相同体积条件下，液体密度越大，所受重力越大液 体的密度液体内部各个方向都存在压强方向2讨论实验方法：经讨论、引导，得出实验方法控制变量法。3保持探头浸入水中的深度不变，将橡皮膜朝向不同方向，观察 U 形管中液面高度差

25、有什 么变化。4将探头浸入的深度逐渐加深，在不同的深度停留一下，观察 U 形管中液面高度差有什么变化。5保持探头浸入深度不变，分别将探头浸入清水和盐水中，观察 U 形管中液面高度差有什 么变化。【实验结论】综合以上三个实验液体内部朝各个方向都有压强；在同一深度，各个方向压强相等；同种液体中，深度越大，液体的压强越大；液体的压强还跟液体的密度有关，在深度相同 时，液体的密度越大，压强越大。【设计意图】将课本的实验拆分开来，使学生对液体压强的认识由少及多，逐步掌握，而不是 一股脑全涌出来。二液体压强大小的计算方法约 7 分钟【问题】我们知道了液体的压强与深度、密度有关，到底和深度、密度有什么定量的关系呢？ 能否找到液体压强的计算公式呢？【提示】同一液体同一深度处，各上方向的压强都相等，那么只需要计算某一个位置竖直向下 的压强就可以了。