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第八章 8.2电流的磁场
一、教学任务分析
磁是初中阶段的基本知识之一，本节教学所揭示的电与磁间的内在联系。磁场、通电螺线管周围的磁场是本节教学的重点。
学习本节内容需要以生活中的磁现象为基础，了解磁体、磁极，然后建立磁场概念。知道电流周围存在磁场后，进一步探究通电螺线管周围的磁场，学习右手螺旋定则。
学生在《科学》的学习中获得了磁体、磁极的有关知识，但对磁场、电流周围的磁场等缺乏理性认识。本节教学让学生在感受磁现象的过程中，知道磁体、磁极和磁极间作用规律等知识。通过小组实验、讨论、交流，建立磁场概念。在认识电流的周围能产生磁场后，通过猜想、假设、验证和归纳，探究决定通电螺线管两端极性的因素，并知道右手螺旋定则。
本节教学要求学生主动参与，在实验、讨论形成规律的过程中，感受“猜想、假设、验证和归纳”的探究方法和透过现象看本质的思维方法。在探究的过程中，增强互相合作与交流的意识，养成勇于质疑、大胆想象和尊重事实的科学态度。通过生活实践与物理知识相联系的过程，感受物理知识在生活中的广泛应用。通过了解中国古代对磁现象的认识和运用，提高学习物理的兴趣，并激发民族自豪感。
二、教学目标
1、知识与技能
⑴ 知道磁体、磁极、磁场、磁感线。
⑵ 知道奥斯特实验，理解电流周围存在磁场。
⑶ 知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。
⑷ 会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或通电螺线管的电流方向。
2、过程与方法
⑴ 通过研究磁场的活动，感受“实验、观察、分析、归纳”的科学研究方法。
⑵ 经历用铁屑显示磁场分布的观察过程，引入磁感线，感受建立模型的方法。
⑶ 经历探究“决定通电螺线管两端极性的因素”，感受猜想、假设、验证和归纳的研究方法。
3、情感、态度与价值观
⑴ 通过了解我国古代对磁现象的认识、运用以及磁与现代生产生活的密切联系，激发民族自豪感，并感受物理知识与社会发展的紧密性。
⑵ 通过了解地磁保护、动物罗盘等实例，懂得人与自然的和谐。
⑶ 通过探究“决定通电螺线管两端极性的因素”，增强协作意识，养成勇于质疑、大胆想象和尊重事实的科学态度。
三、教学重点和难点
重点：通电螺线管周围的磁场。
难点：探究“决定通电螺线管两端极性的因素”。
四、教学资源
1、学生实验器材：条形磁铁、小磁针、铜条、铁屑、直导线一根、大铁钉一根、干电池两节、小磁针一个、导线若干根等。
2、演示实验器材：条形磁铁、蹄形磁铁、大头针、磁场立体分布演示仪、电源、螺线管、导线若干、条形磁铁、细铁屑、白纸等。
3、自制模拟演示PPT幻灯片。
五、教学设计思路
本设计的内容包括磁体、磁场和电流产生的磁场等两部分内容。
本设计的基本思路是：从生活中的磁现象入手，在感受磁现象的活动后，完善对磁体、磁极的认识。再由“磁体间的相互吸引或排斥作用，并不需要直接接触”引入磁场。通过实验研究，认识磁场是有方向和强弱的。通过观察磁体周围的铁屑分布，感受磁感线模型的建立。通过思考磁浮列车运行时磁性的提供，提出问题。在学生观察通电导线周围存在磁场之后，引入并演示通电螺线管周围磁场的分布情况，然后探究决定通电螺线管两端极性的因素，并学会运用右手螺旋定则。
本设计要突出的重点是：磁场。方法是：通过实验、观察、分析、归纳的方法建立概念。通过对比“铝条、磁铁周围的小磁针的偏转情况”，认识磁体周围存在磁场，知道“磁体间的相互作用是通过磁场发生”。通过观察磁体周围小磁针的N极指向，了解磁场方向。随后在磁极的基础上分析得出磁场的强弱分布是不均匀的。进一步通过演示实验，认识磁场的分布是立体的。然后，在认识“磁场是看不见、摸不着的物质”的基础上，通过观察磁体周围的铁屑分布情况，建立磁感线模型，进一步认识磁场。最后通过地磁场的介绍，巩固磁场概念。
本设计要突出的另一个重点和要突破的难点是：探究决定通电螺线管两端极性的因素。方法是：通过实验、观察、对比、分析和归纳的方法认识通电螺线管两端极性由电流方向决定。首先通过观察通电螺线管周围的铁屑分布情况，知道其周围磁场与条形磁铁相似。随后，在学生自己动手制作螺线管基础上，利用磁极间相互作用判断出通电后螺线管两端的极性，继而思考决定通电螺线管两端极性的因素。然后，通过多媒体模拟演示螺线管中的电流方向，解决“电流方向不是单纯的电源正、负极方向或者是流入、流出螺线管的电流方向”的思维障碍，最后得出“螺线管的极性由其电流的环绕方向决定”的结论。
完成本设计的内容约需2课时。
六、教学流程
1、教学流程图
通电螺线
管的磁场
右手螺
旋定则
活动Ⅷ
巩固
活动Ⅲ
学生实验3
磁场
磁化
磁体
磁极
活动Ⅰ
学生实验1
情景Ⅰ
视频1
情景Ⅱ
演示实验
1
活动Ⅱ
学生实验
2
情景Ⅲ
演示实验
2
活动Ⅳ
交流收获
磁感线
地磁场
情景Ⅳ
视频2
活动Ⅵ
演示实验3
情景Ⅴ
视频3
活动Ⅴ
学生实验
4
电流的磁效应
活动Ⅶ
学生实验
5
情景Ⅵ
视频4
2、教学流程图说明
情景Ⅰ 视频1
从司南到银联卡，记载了人类对磁的应用，引入课题。
活动Ⅰ 学生实验1：感受磁现象。
学生利用条形磁铁、小磁针、铜条、铁钉、铁屑等进行实验，感受磁现象，并交流。
情景Ⅱ 演示实验1：磁化。
观察：没有磁性的铁钉获得磁性的过程。
活动Ⅱ 学生实验2：磁体周围存在磁场。
观察：铝条、磁铁周围的小磁针的偏转情况。
情景Ⅲ 演示实验2：磁体周围磁场的立体分布。
观察：磁体周围小磁针的偏转情况。
活动Ⅲ 学生实验3： 感受磁感线模型的建立。
观察：磁体周围的铁屑分布情况。
情景Ⅳ 视频2：地磁场和磁偏角
观察：视频和PPT，了解地磁场和磁偏角。
活动Ⅳ 交流收获
学生交流本节课的收获。
情景Ⅴ 视频3：磁浮列车磁性的获得。
引出新课。
活动Ⅴ 学生实验4：电流周围存在磁场。
观察：通电直导线周围的小磁针；改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转情况。
情景Ⅵ 演示实验3：通电螺线管周围的磁场分布。
观察：通电螺线管周围铁屑的分布情况。
活动Ⅵ 学生实验5：绕制螺线管，并判断它通电时两端的极性情况。
利用大铁钉、直导线，绕制螺线管，并交流两种不同螺线管的绕法。
活动Ⅶ 观察：探究决定通电螺线管两端极性的因素。
通过小组设计实验，交流与讨论得出决定通电螺线管两端极性的因素。
活动Ⅷ 巩固练习。
3、教学的主要环节 本设计可分为两个主要环节
第一环节，自主活动、研究磁场。 通过学生实验活动，建立磁场的概念。
第二环节，自主活动、探究决定通电螺线管两端极性的因素。 通过小组设计实验，交流与讨论得出决定通电螺线管两端极性的因素。
七、教案示例
第一课时
（一）引入
1.视频：生活中的磁应用。
从司南到银联卡，磁和我们生活密不可分，对于“磁”，我们了解多少？引入课题“磁”。
2.学生交流有关磁现象或其应用。
（二）新课
3.磁体、磁极
⑴ 学生实验1：感受磁现象。
学生利用条形磁铁、小磁针、铜条、铁钉、铁屑等进行实验，感受磁现象，并交流。
a、现象：条形磁铁（或小磁针）能吸引铁钉、铁屑，但不能吸引铜条或铝块。
结论：把物体能吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性，具有磁性的物体称为磁体。
我国古书《吕氏春秋》就记载有“慈石召铁”的说法，这是世界上明确提出磁石能吸引铁的最早记载。
b、现象：将条形磁铁平放入撒有均匀铁屑的盒中，发现两端吸引的铁屑多，而中间几乎没有吸引铁屑。
结论：磁体上磁性最强的部分称为磁极。
任何磁体都有两极，将磁体水平悬挂起来，当它静止时，指北的一端称为磁北极（N极），指南的一端称为磁南极（S极）。
公元1405-1433年，郑和使用当时最先进的航海技术，率领庞大船队先后七下西洋。
c、现象：磁极间存在相互吸引或排斥作用。
结论：同名磁极之间相互排斥，异名磁极之间相互吸引。
思考：磁浮列车是如何悬浮起来的？
通过PPT模拟磁浮列车和轨道的磁极极性情况，展示同名磁极之间相互排斥或异名磁极之间相互吸引，两种不同模式的磁浮列车。
4.磁化
演示实验1：磁化。
观察：没有磁性的铁钉获得磁性的过程。
结论：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程称为磁化。
北宋初出现可利用人工磁化方法制成指南鱼。在欧洲使用同样的磁化方法要比我们晚四百多年。
5.磁场、磁感线。
⑴ 学生实验2：观察铝条、磁铁周围的小磁针的偏转情况。
学生交流结论：铝条周围不存在磁场；磁体周围存在磁场。
磁场是一种看不见、摸不着的物质。
⑵ 演示实验2：观察磁体周围小磁针的偏转情况。。
磁体周围的磁场是立体分布的。
⑶ 学生实验3：观察磁体周围的铁屑分布情况。
学生交流，并描述铁屑分布情况，感受磁感线模型的建立。
磁体周围的铁屑好象是一个个小磁针，首尾相连，铁屑分布的疏密程度反映了磁场的强弱。我们根据铁屑的分布情况，可以画出一条条曲线，来描述磁场。这些曲线称为磁感线。
a、磁感线是一条条带箭头的假象曲线。
b、磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱。
c、在磁体外部磁感线总是从磁体的N极出来再由S极进入。
⑷ 地磁场
a、地磁场的磁极。
b、磁偏角，沈括《梦溪笔谈》，最早发现磁偏角现象。
c、地磁场在地球周围形成磁性保护层，使地球避开太阳风所带来的带电微粒。
信鸽根据利用地磁场的方向准确找到几千千米以外的地方（人与自然和谐）。
（三）运用巩固
5. 交流收获
第二课时
（一）引入
1.视频3：磁浮列车磁性的获得。
2.问题：磁浮列车的磁性是如何获得，难道长长的铁轨就是由一根磁体制成的吗？
（二）新课
3.电流磁效应
⑴学生实验4：
a观察：通电直导线周围小磁针。
b观察：改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转情况。
结论：电流周围存在磁场，通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关。
⑵介绍奥斯特实验。
⑶通电直导线所产生的磁性很弱，有办法增强它的磁性吗？
4.通电螺线管
⑴将一根直导线一圈圈的绕制成线圈，等于多根导线并接，增强了磁性，这样的线圈叫螺线管。
⑵演示实验3：观察通电螺线管周围铁屑的分布情况。
通电螺线管周围的磁场分布和条形磁铁周围的磁场类似。
⑶学生实验5：绕制螺线管，并判断它通电时两端的极性情况
学生分析与交流：通电螺线管两端极性可能跟电源的正、负极的方向有关，也可能跟螺线管的绕法有关。
⑷视频4：通电螺线管中的电流方向。
电流方向是指螺线管内的电流环绕方向。
结论：通电螺线管两端的极性由电流方向决定。
⑸如何判断通电螺线管两端的极性？。
结论：右手螺旋定则。
教学反思：
1、本节课内容增加了许多学生能亲自探究的实验让学生动手去体验、讨论、分析、猜想和实验，从而体现了物理课程的构建，注重让学生经历从自然到物理，从生活到物理的认识过程，经历基本科学探究实践，注重物理学科与其他学科的融合，使学生得到全面发展。也突出了物理课堂的主旋律“活动教学”。
2、本节课的另一个特点是讲练结合，学习新的知识以后及时练习、巩固学习的效果很好。
整节课学生情绪高涨，参与积极，讨论热烈，提高了学生的科学研究能力和增强了学生创新意识，为学生的终身学习打下了基础

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