《电流的磁场》教学设计

【教学目标】
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.会用安培定则判定通电导线和通电螺线管的磁场方向。
【重点】
确定磁感线方向与电流方向间关系的安培定则。
【难点】
安培定则的应用。
【学习流程】
一、生活中的电磁现象。









给学生演示diy电磁小火车和简易电动机的科技小制作，让学生体会电磁之间是相互联系的，因为其在现代科技中的应用非常广泛，这节课我们有必要研究一下电磁之间的关系—《电流的磁场》。
二、探究电流与磁场的关系。
活动一：探究直线电流周围磁感线的形状
老师：让未通电的直导线南北放置，使之与其下方的小磁针平行，接通电源，让学生观察现象，说明了什么？
学生：小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。
老师：改变电流方向，让学生观察现象，说明了什么？
学生：小磁针向相反方向偏转，说明磁场方向跟电流方向有关。
老师：在导线的上方也放一个小磁针，接通电源，同时观察导线上下两个小磁针的偏转方向，发现电流周围不同位置磁场方向不同，下面我们一起探究一下通电直导线周围的磁场方向？
老师：磁场看不见，摸不着，那我们用什么来判别导线周围磁场方向？
学生：用小磁针，小磁针北极的指向就是该点的磁场方向。
老师：导线周围能放多少小磁针？我们来摆摆看。
教师演示在导线周围放小磁针的个数，最多只能放6个左右，只能体现在这6个位置的磁场方向。
教师继续追问：如果这个小磁针小点就好了，就能显示更多的磁场方向，而且越小越精确，有没有解决方法？
学生：用铁屑，铁屑在磁场中被磁化后就像一个个很小的小磁针。
准备：一个方形线圈，玻璃板，学生电源，导线，细铁屑，小磁针。
实验演示：用方形线圈的一边代替直导线，撒上细铁屑，接通电源，轻敲玻璃板，观察直线电流（已知电流方向）周围的磁感线分布形状，哪些地方磁感线比较疏，哪些地方比较密？
学生：围绕导线的一些同心圆，靠近导线地方磁感线比较密，磁场强；离导线远的地方，磁感线疏，磁场强度弱。
老师：用签字笔画出其中的一条磁感线（密闭），磁感线是有方向的，这个方向是顺时针还是逆时针？
学生：在这条磁感线上任取一个位置，小磁针的指向就是该点的磁场方向，标出来，就能看出磁感线方向。
老师：你们能否看出直线电流方向跟磁场方向的关系？
学生：用右手螺旋定则（安培定则）
结论：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
老师：三维图对我们的空间想象力要求比较高，在实际画图的时候二维图往往更加简单，方便。下面我们来看下直线电流的磁场的几种表示图。









活动二：探究环形电流周围磁感线的形状
教师拿出模型（直导线上套有几个小圆盘），让学生体会直线电流周围的磁场是一个个自上而下的圆盘。
猜想：那么如果我们将这根直导线弯曲变成环形，那么环形电流的磁场是不是我们所看到的这个形状，绕着导线的一个一个的圆？
思想方法：微元思想—将圆形导线分成无数段直导线。
验证猜想：通电环形导线周围撒铁屑，用签字笔画出其中一条磁感线，在q该磁感线任意位置放置小磁针，画出磁感线方向。
学生可以看出环形电流中间位置磁感线是直线，用小磁针指出其中心轴线上磁感线的方向。并且发现靠近导线磁感线较密集，磁场较强。
老师：你们能否看出环形电流方向跟它中心轴线上磁场方向的关系？
学生：用右手螺旋定则（安培定则）
结论：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
同样为了画图方便，给出环形电流的磁场几种表示图。



活动三：通电螺线管周围磁感线的形状
一个环形电流的磁场不是很强，我们要是把一个个环形导线串起来，磁场就会加强，这就是我们所熟悉的螺线管。
通电螺线管的研究方法类似于以上两种电流。
结论：通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
通电螺线管外部的磁场与条形磁体十分相似。如果把它看作一个条形磁体，拇指所指的方向就是条形磁铁的N极。
练一练：利用今天所学知识说说下列电路的工作原理。