苏科版九年级物理下册第16章《162电流的磁场》教案.docx
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苏科版九年级物理下册第16章《162电流的磁场》教案
16.2电流的磁场
（一）教学目的
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．会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
（二）教具一根硬直导线，干电池2～4节，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干。
（三）教学过程
1．复习提问，引入新课
重做第二节课本上的图11—7的演示实验，提问：
当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？
其原因是什么？
（观察到小磁针发生偏转。
因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。
）
进一步提问引入新课
小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？
也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？
其他物质能不能产生磁场呢？
这就是我们本节课要探索的内容。
2．进行新课
（1）演示奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
演示实验：
将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。
将小磁针平行地放在直导线
的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。
提问：
观察到什么现象？
（观察到通电时小磁针发生
偏转，断电时小磁针又回到原
来的位置。
）
进一步提问：
通过这个现象可以得出什么结论呢？
师生讨论：
通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：
通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。
教师指出：
以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验。
这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节课我们就主要研究电流的磁场。
板书：
第四节电流的磁场
一、
奥斯特实验
1．实验表明：
通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
提问：
我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样
的呢？
它与电流的方向有没有关系呢？
重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。
提问：
同学们观察到什么现象？
这说明什么？
（观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转
方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。
）
板书：
2．电流的磁场方向跟电流的方向有关。
当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。
提问：
奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？
学生看书
讨论后回答：
因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力推动了电磁学的研究和发展。
（2）研究通电螺线管周围的磁场
奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。
那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？
请同学们观察下面的实验：
演示实验：
按课本图11—13那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。
提问：
同学们观察到什么现象？
学生回答后，教师板书：
二、通电螺线管的磁场
1．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。
提问：
怎样判断通电螺线管两端的极性呢？
它的极性与电流的方向有没有关系呢？
演示实验：
将小磁针放在
螺线管的两端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。
再改变电流的方向，观察小磁针的N极指
向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
引导学生讨论后，教师板书：
2．通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。
提问：
采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢？
同学们看书、讨论，弄清安培定则的作用和判定方法。
板书：
三、安培定则
1．作用：
可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。
2．判定方法：
用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
教师演示具体的判定方法。
练习：
如附图所示的几个通电螺线管，用安培定则判定它们的两极。
可以引导学生分别按上图将导
线在铅笔上绕成螺线管，先弄清螺线管中电流的指向，再用安培
定则判定出两端的极性。
通过以上练习，强调：
螺线管的绕制方向不同，螺线管
中电流的方向也不同。
3．小结（略）
4．作业：
①完成课本上的“想想议议”。
②课本上的练
习1、2、3题。
16．2电流的磁场（第二课时）
一、教学目标：
知识与技能：
1、知道电磁铁的构成，能说出影响电磁铁磁性强弱的因素。
2、知道电磁铁的优点及其应用。
3、知道电磁继电器的构造与工作原理。
过程与方法：
1、观察电磁铁，能说出电磁铁的构造。
2、在研究电磁铁的磁性与哪些因素有关的过程中，比较电磁铁与普通永磁体的异同。
3、连接电磁继电器电路，探究并了解电磁继电器的作用。
情感、态度与价值观：
1、增强对科学技术的好奇感，在解决问题的过程中体验成功的喜悦。
2、初步认识科学技术对社会发展和人类生活的影响，激发学生为科学服务的意识和理想。
二、教学重难点：
重点：
与普通永磁体相比，电磁铁有哪些优点，电磁继电器的构造及工作原理。
难点：
电磁继电器的工作原理，电磁继电器电路的连接方法。
三、教学资源：
多媒体课件、电磁铁、电磁继电器、电池、导线、开关、电铃、电话模型、滑动变阻器、铁钉、螺线管
四、教学程序：
一、创设情境，引入新课
1、首先出示电铃，并连接电路，使其发声，再出示电话模型。
（他们当中都有一个重要的部件------电磁铁。
今天我们这堂课就一起来探究电磁铁的相关知识。
）
二、新课教学：
1、电磁铁
出示螺线管，提问：
要使螺线管的周围产生磁场，根据我们学过的知识，可采用什么方法？
（学生讨论得出：
给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。
）
进一步提问：
如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？
请同学们观察下面的实验：
演示实验：
先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。
提问：
小磁针的偏转程度哪个大？
这表明什么？
（插入铁棒后，小磁针的偏转程度增大，这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。
）
进一步提问：
为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？
学生讨论得出：
铁心插入通电螺线管，铁心被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了。
教师指出：
从上面的实验中可以看出，铁心插入螺线管，通电后能获得较强的磁场。
我们把插入铁心的通电螺线管称为电磁铁。
2、实验：
探究影响电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关
提问：
电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？
进一步提问：
怎样来做实验呢？
其步骤是怎样的呢？
我们知道，电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，由此，我们可以进行猜想：
它的磁性与电流的大小有关；螺线管是由导线绕制成的，它的磁性强弱与线圈的匝数有关。
下面我们就从这几个方面来进行实验探索。
学生实验：
首先请同学们从盒子里拿出实验器材，放在桌上摆好，观察所用的器材，同时思考下列问题：
这些实验器材应连接成怎样的电路？
（应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路）用什么来判断电磁铁的磁性强弱？
（通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断）学生将实验器材连接好，检查电路无误后进行实验：
①将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。
②将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。
③将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。
实验小结：
让学生归纳、概括实验结果后，教师板书：
实验表明：
1、电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
2、通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
3、在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。
讨论电磁铁的优点
提问：
通过实验，我们知道了电磁铁的一些特点，它的这些特点与永磁体相比，有哪些优点呢？
3、介绍电磁铁的应用
提问：
电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢？
请同学们观看视频：
电磁起重机。
（说明它能将钢材吊起的原理。
）
介绍两种常用的电磁起重机：
一种是圆柱形电磁铁，一种是蹄形电磁铁。
蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面上，能同时吸住一块铁，因而磁性更强。
4、电磁继电器
提出问题：
高压环境或恶劣环境有可能对人造成不利影响，如何才能完成工作而又不会造成人身伤害?
如何自动控制、远距离控制?
①、电磁继电器的构造
电磁继电器的结构和工作电路如图所示：
（屏幕显示）
结构：
A：
电磁铁、B：
衔铁、C：
弹簧、D：
动触点、E：
静触点．
②、电磁继电器的工作原理
工作原理：
电磁铁通电时，把衔铁吸下来使D和E接触，工作电路闭合．电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路．
结论：
电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关．
学生实验：
让学生分组联接电磁继电器的控制电路和用小灯泡组成的工作电路．使继电器通电时，小灯泡亮，断电时小灯泡灭．
通过接线和操作，使学生掌握继电器的主要构造和工作原理．
提问：
用电磁继电器控制电路有什么好处？
回答：
用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制．
5、电磁继电器的应用
分析防讯报警器、水位自动报警器和温度自动报警器的工作原理．
在学生自己分析的基础上，进行小组议论．利用多媒体给出以下报警器的电路．（屏幕显示）
三、巩固反馈：
（屏幕显示）
四、今天收获：
电磁铁的构造：
铁心加螺线管
影响电磁铁磁性强弱的因素：
电流的大小、线圈的匝数、铁心的有无
电磁继电器的几个主要部件：
电磁铁、衔铁、弹簧、动触点.静触点．
电磁继电器的工作原理：
控制电路的接通、断开，使电磁铁有、无磁性，衔铁被吸或被拉离．使动、静触点接通或断开．使工作电路接通或断开．
自动报警装置、控制电路在一定条件下自动接通，以达到报警的目的．如控制电路中接入热敏元件或光敏元件还可以实现温度自动控制或光自动控制．
五、课后延伸：
上网搜索“电磁铁”的有关资料，了解电磁铁的种类以及工作环境，结合生活实际写一篇《电磁铁在生活中的应用》调查报告。
18.4能量转化的基本规律
【设计意图】
本节内容是对本章及以前所学物理知识从能量的观点进行了一次综合、深化和再认识．教材首先分析自然界中各种能量之间的转化，揭示它们之间的本质联系：
能量，并分析一系列熟知的能量转化的事例，指出能量的转化与守恒．最后阐述了能的转化与守恒定律的普遍性和重要性．
能量守恒定律是一个实验规律，列举能量转化的实例，是学生理解和掌握能量守恒的基础，因此在教学过程中要充分利用学生已知知识，对这些实例中的能的转化进行具体分析．
在教学过程中，强调定律的两个方面：
转化与守恒．另外还要强调该定律的普遍性和重要性，可列举19世纪的自然科学史对学生进行教育．
“能量转移和转化的方向性”是本节教学的一个难点．教学时借助学生熟悉的生活实例介绍，并帮助他们初步了解有关知识．教材中是以“水往低处流（黄果树瀑布）”“热水中的冰块”等引入“自发过程”及其方向性问题的，其中功热转换过程、热传导过程以及气体自由膨胀过程的方向性问题，在教学中应通俗且不违背科学地解释有关问题。
【教学目标】
一、知识与技能
1．通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化．
2．知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例．
3初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性．
4、认识到日常生活中合理利用能源与节约能源的重要性。
二、过程与方法
1．能在观察物理现象或物理学习过程中发现一些问题。
有初步的提出问题的能力。
2．通过参与科学探究活动，初步认识科学研究方法的重要性。
有对信息的有效性作出判断的意识。
3．学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。
有初步的分析概括能力。
三、情感态度与价值观
1．能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象中的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感。
2．具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
3．养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，具有判断大众传媒是否符合科学规律的初步意识。
【重点难点】
1、能量转化与守恒
2、能量的转移与转化有一定的方向性
【教学器材】
演示用玻璃毛细管一套、适量红墨水、烧杯两只、水、少量棉花。
【课前准备】上网查询有关历史上的永动机方案，能大概说明它不能永动的原因。
【教学过程】
教学阶段与时间分配
教师主导
学生主体
点评
一、复习与引入（约5钟）
请同学们阅读课本第一段，并注意回答以下问题：
1、举例说明什么叫能量的转移？
什么叫量的转化？
2、煤、石油、天然气在燃烧的过程中，____能转化为_____能。
3、高温蒸气推动发电机发电的过程中，____能转化为______能，再转化_____能。
4、电流通过电动机，_____能转化为_____能。
电流通过白炽灯或荧光灯，___能转化为______能，电流通过电解槽，____能转化为_____能。
5、内燃机在工作过程时，在做功冲程中，___能转化为_____能，在压缩冲程中，____能转化为______能。
6、蓄电池在放电的过程中，____能转化为______能，充电的过程中，_____能转化为_____能。
板书1：
能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化．
看书思考：
1、转移：
热传递过程中，内能由高温物体转移到低温物体。
转化：
摩擦生热是机械能转化为内能。
2、化学能、内能。
3、内能、机械能、电能
4、电能、机械能。
电能、光能。
电能、化学能。
5、内能、机械能。
机械能、内能。
6、化学能、电能。
电能、化学能。
1、培养学生阅读与、理解与思考的能力。
2、这些思考题可以用课件的形式投影在屏幕上。
二、永动机能否制成。
（10分钟）
1、由于能源对于我们的生活与工作实在是太重要了，同学们可以设想一下，我们的生活中如果没有电能会怎样？
如果没有汽油或柴油会怎样？
2、由于能源的重要性，所以历史上曾有人想制造出不要消耗能量，又能对外做功，又能自动运转的机械呢？
（就是大名鼎鼎的达芬奇也曾有过这种想法。
）
3、学生活动1：
在一烧杯中盛入红水，将棉花捻成条状，将其一端放入烧杯中，另一端用手提着，观察现象。
若将另一端悬挂在外面，并且低于水面，再观察现象。
演示实验2：
用内径不同的毛细管演示毛细现象，同学们观察此实验中液体上升的高度有什么规律？
由于毛巾是由若干纤维组成，而纤维与纤维之间就象若干细管一样，液体会顺着这些细管向上运动。
问：
实验1对你有什么启发？
师：
这样的猜想正确吗？
如果真能通过毛巾将水从低处抽向高处，我们就可以做成下左图所示的“永动机”。
事实上，它是不可能永动的，为了说明这一现象（演示实验3），请注意上右图所示的实验，你观察到什么？
要想使水从棉纱的另一端滴出来，必须满足什么条件？
通过以上实验可知：
棉纱不可能自动地将水从低处抽到高处，相反，它会将上方容器里的水抽向低处。
所以，上右图所示的永动机是不可能制成的。
板书2：
永动机是不可能制成的。
（永动机是指那些不需要消耗能量，又能源源不断地向外做功的机器）
1、电灯不亮、晚上会一片漆黑等等。
如果没有汽油或柴油，大部分交通工具都会瘫痪，给人们的出行带来不便。
2、学生思考生活中有没有这样的机器，有的学生可能举出一些例子，通过分析让学生知道，它们都是要消耗某一种形式的能量的，这些能量一旦停止供给，机械就会停止运转。
3、实验1：
学生观察现象：
红色墨水会顺着棉花向上运动。
红色墨水会顺着棉花向上运动，并从另一端出来。
实验2：
内径赿细，液体上升得赿高。
思考并猜想：
可以将水从低处引向高处。
观察永动机的图片并思考：
在媒体上好象听说过，永动机是不可能制成的，这样的永动机可能永动吗？
问题会出在什么地方呢？
观察到：
右边的棉纱有水滴出，而左边没有。
当容器外的棉纱低于水面时，才会有水滴出。
1、通过学生回答与思考，让学生知道能源对于我们的生活与工作的重要性。
1、通过实验2来解释实验1，至于分子间的作用力，一带而过，不必在此停留。
2、关于内径赿细，液体上升得赿高，让学生知道这个现象，并向学生说明，目前的知识还不能够解释。
3、通过投影，展示永动机的图片。
4、培养学生的观察能力
三，能的转化与守恒定律（10分钟）
问：
上述永动机为什么不能制成？
因为它违反了自然界中一个重要的规律，这就是能量守恒定律：
能量既不会消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移的过程中，其总能量保持不变。
板书3：
能的转化与守恒定律的内容
问：
水滴永动机是如何违反能量的转化与守恒定律的？
（教师引导）
能量守恒定律的建立经历了100多年的漫长历史，永动机的不可能实现，是导致能量守恒定律确立的一个重要线索。
历史上曾有很多的人从事永动机的制作（其中也有在科学史上名声显赫的人，如达·芬奇），都以失败而告终，1755年，法国科学院宣布，不再审查有关永动机的任何设计。
分析几个能量转移或转化的例子
（1），将一高温物体放入冷水中，在不计能量损耗的情况下，内能是如何守恒的？
（2）一个物体从高处自由落下，机械能是如何守恒的？
（3）一个小朋友从滑滑梯上匀速滑下，动能不变，势能在减小，所能量不守恒，你怎么看？
如有可能，可以再让学生分析几个永动机。
如下图：
学生齐声朗读后再背颂。
学生思考：
水滴的重力势能不断增加，不停地对水轮机做功，而没有消耗其它的能量。
（1）Q吸=Q放
（2）动能加势能保持不变，动能增加，势能一定减小。
（3）机械能不守恒，在减小，部分机械能转化成了内能，摩擦生热，但总能量仍守恒。
这两个永动机主要从两边的力矩平衡去考虑。
能量的转化和守恒定律、细胞学说、生物进化论被马克思称为19世纪的三大发现。
每一条科学规律的诞生，都要经历艰难的历程，向学生说明科学探究是没有捷径可走的，学习也是这样。
四、能量转移和转化的方向性（10分钟）
自然界中许多自发的过程都是有方向性的。
请学生们思考以下几个问题
1、热传递过程中，内能的转移有什么规律？
内能能否自发地由低温物体转移到高温物体？
假如能，它违反能量守恒定律吗？
这个世界会变成什么样，列举一两个例子。
内能的这种转移说明了什么？
（请注意“自发”）
2、在气体膨胀做功的实验中，内能转化成了机械能，膨胀出去的气体能否再自动地回到容器中，将机械能转化成内能？
假设若成立，是否违反能量守恒定律？
在这个实验中，能量的这种转化，说明了什么问题？
3、黄果树瀑布中的水，它下落的过程，是自发的过程，水能否自发地从低处流往高处？
板书4：
自然界中许多自发的过程都是有方向性的，或者说能量的转化和转移也是有方向性的。
请同学们再列举一些实例，说明能量的转化与转移是有方向性的？
板书5：
一切与热现象有关的过程都是有方向性的（不可逆的）。
由高温物体转移到低温物体。
不能。
不违反能量守恒定律。
地球上有的地方将十分寒冷，有的地方将十分炎热，空调也不需要了，一杯水，下面的水将热传给上面的水，导致上面的水沸腾，下面的水结冰。
内能的这种转移特点说明了内能的转移是有方向性的。
不能。
不违反能量守恒定律。
能量的转化也是有方向性的。
不能，若用抽水机将其抽到高处，这不能叫自发的。
水在下落的过程中，有部分机械能转化成内能，这也是自发的，不可逆转的。
燃料的燃烧，电池的放电，摩擦生热等等。
看书并举例：
人的生老病死（不可能返老还童）、扩散现象，生米煮成熟饭等等。
直接进入主题。
设置一系列同学们熟知的问题，让学生逐步理解能量转化或转移的方向性。
充分发挥学生的想象力。
人造卫星在运动的过程中，动能与势能的转化都是自发的，不具有方向性。
五、思考（3分钟）
学习能量守恒定律的时候，同学们可能有过这样的疑问：
既然自然界的能量是守恒的，那么，为什么还会产生能源危机？
为什么还经常说要节约能源呢？
同学看书思考：
原来，有的能量便于利用，有的能量不便于利用．例如，流动的水带动水磨做功，由于磨盘之间的摩擦、磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘、粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能．这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散．电池中的化学能转变成电能，电能又在电灯中转变成光能．光能变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用．火炉把屋子烤暖，这时高温物体的内能变成低温物体的内能，谁也不能把这些散失的能量重新收集到火炉中再次用来取暖．
如海水和空气中的内能就很难或无法再被利用。
目前从中央到地方都在大力强调节能，我们应该从我做起，从现在做起，从小事做起。
六、布置作业（7分钟）
1、课堂作业：
课本“WWW”
2、完成评价手册有关内容
【小 结】略
【板书设计】
能量转化的基本规律
1、能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化．
2、永动机是不可能制成的。
（永动机是指那些不需要消耗能量，又能源源不断地向外做功的机器）
3、能量守恒定律：
能量既不会消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移的过程中，其总能量保持不变。
4、自然界中许多自发的过程都是有方向性的，或者说能量的转化和转移也是有方向性的。
5、一切与热现象有关的过程都是有方向性的。
【教学资源】《9年级物理教学参考资料》（江苏科学技术出版社）
《物理课程标准》北京师范大学出版社
【教学评价】
1、新课标非常重视学生活动，本节课通过学生活动和教师演示实验，会激发起学生的浓厚兴趣，特别是对历史上的几个永动机的分析，使得学生充分认识到历史上一些人花了很大精力在永动机上是徒劳的。
2、能源对于当今世界是非常重要的，教学中通过分析“既然自然界的能量是守恒的，那么，为什么还会产生能源危机？
为什么还经常说要节约能源呢？
”这段话，使得学生认识到每一次能量转化都存在能量耗散，在日常生活中使得学生养成节约能源与合理利用能源的好习惯。
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