资源简介

(共43张PPT)
幻灯片 1：课程标题
标题：20.2 电生磁
学科：物理
年级：九年级全一册（人教版）
前置关联：基于 20.1 磁现象知识，探究电与磁的联系 —— 电流产生磁场
幻灯片 2：教学目标
知道电流的磁效应，能描述奥斯特实验的现象和结论，理解电生磁的本质。
认识通电螺线管的磁场，能说出其磁场分布特点，会用安培定则判断通电螺线管的磁极。
理解电磁铁的构造和工作原理，知道影响电磁铁磁性强弱的因素，了解电磁铁的应用。
通过实验探究，培养观察能力和分析归纳能力，体会电与磁之间的联系。
幻灯片 3：导入 - 电与磁的联系
历史背景：19 世纪初，科学家们普遍认为电和磁是互不相关的现象，直到奥斯特实验打破了这一认知。
生活现象：通电的电铃会吸引衔铁发声，通电的电磁起重机能吊起钢铁，这些现象都暗示电流可能产生磁场。
提出问题：电流能否产生磁场？如果能，电流的磁场具有什么特点？
幻灯片 4：奥斯特实验 - 电流的磁效应
实验装置：电源、导线、小磁针，将直导线平行放置在小磁针上方，且与小磁针指向一致。
实验现象：
当导线中没有电流时，小磁针静止在南北方向。
当导线中有电流通过时，小磁针发生偏转；改变电流方向，小磁针偏转方向相反。
实验结论：通电导线周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。这种现象叫做电流的磁效应。
幻灯片 5：电流磁效应的意义
科学突破：奥斯特实验首次揭示了电和磁之间的联系，开创了电磁学研究的新纪元。
本质认识：电流的磁效应表明，电能产生磁，磁场是电流的一种属性表现。
后续影响：该发现推动了电磁铁、电磁继电器等发明的诞生，为电力技术的发展奠定了基础。
幻灯片 6：通电直导线的磁场分布
磁场形状：通电直导线周围的磁感线是以导线为中心的同心圆，距离导线越近，磁感线越密（磁场越强）。
方向判断：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的环绕方向就是磁感线的方向（右手螺旋定则）。
特点：磁场方向随电流方向改变而改变，磁场强弱与电流大小有关（电流越大，磁场越强）。
幻灯片 7：通电螺线管的磁场 - 实验探究
螺线管构造：将导线绕在圆筒上（如硬纸筒），制成螺线管，通电后形成通电螺线管。
实验方法：在通电螺线管周围放置小磁针，观察小磁针指向；在螺线管周围铺铁屑，轻敲后观察铁屑排列。
实验现象：小磁针偏转方向呈现规律性，铁屑排列形状与条形磁铁的磁感线分布相似。
幻灯片 8：通电螺线管的磁场特点
分布规律：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，磁感线从 N 极出发，回到 S 极；内部的磁感线从 S 极指向 N 极，形成闭合曲线。
磁极判断：通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两个磁极，磁极性质与电流方向有关。
强弱特点：螺线管内部磁场比外部强，且磁场分布更均匀。
幻灯片 9：安培定则（右手螺旋定则）
作用：用来判断通电螺线管的磁极与电流方向的关系。
操作方法：
用右手握住通电螺线管，使四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致。
此时大拇指所指的那端就是通电螺线管的 N 极。
示例应用：若螺线管电流从左端流入、右端流出，四指弯曲方向与电流一致时，大拇指指向右端，即右端为 N 极。
幻灯片 10：安培定则应用示例
例 1：已知通电螺线管电流方向如图，判断 N 极位置。
步骤：右手握住螺线管，四指沿电流方向弯曲，大拇指指向螺线管左端，故左端为 N 极。
例 2：已知通电螺线管右端为 S 极，判断电流方向。
步骤：右手握住螺线管，大拇指指向左端（N 极），四指弯曲方向即为电流方向（从螺线管右端流入，左端流出）。
幻灯片 11：电磁铁的构造与原理
构造：电磁铁由螺线管和插入其中的铁芯组成，铁芯通常用软铁制成（磁化后磁性易消失）。
原理：利用电流的磁效应，通电时螺线管产生磁场，铁芯被磁化后增强磁场，使电磁铁具有磁性；断电后，磁性消失。
特点：磁性有无可由电流通断控制，磁性强弱可由电流大小和线圈匝数控制，磁极可由电流方向控制。
幻灯片 12：探究电磁铁磁性强弱的因素
提出问题：电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？
猜想假设：可能与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关。
实验器材：电源、螺线管（不同匝数）、铁芯、滑动变阻器、电流表、大头针（或小铁钉）。
幻灯片 13：实验 1 - 磁性与电流大小的关系
控制变量：保持线圈匝数和铁芯不变，改变电流大小（通过滑动变阻器调节）。
实验现象：电流越大，电磁铁吸引的大头针数量越多。
结论：在其他条件相同时，电流越大，电磁铁磁性越强。
幻灯片 14：实验 2 - 磁性与线圈匝数的关系
控制变量：保持电流大小和铁芯不变，更换不同匝数的螺线管。
实验现象：线圈匝数越多，电磁铁吸引的大头针数量越多。
结论：在其他条件相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
幻灯片 15：实验 3 - 磁性与铁芯的关系
控制变量：保持电流大小和线圈匝数不变，比较螺线管有无铁芯时的磁性。
实验现象：插入铁芯后，电磁铁吸引的大头针数量明显增多。
结论：在其他条件相同时，插入铁芯可大大增强电磁铁的磁性。
幻灯片 16：电磁铁磁性强弱的影响因素总结
主要因素：电流大小（成正比）、线圈匝数（成正比）、有无铁芯（有铁芯时磁性显著增强）。
其他因素：铁芯的材料和形状（如蹄形铁芯比条形铁芯磁场更强）、线圈的紧密程度等。
应用意义：通过调节这些因素，可按需设计不同磁性的电磁铁，满足实际需求。
幻灯片 17：电磁铁的优点与应用
优点：
磁性可由电流通断灵活控制（通电有磁，断电无磁）。
磁性强弱可通过电流大小或匝数调节。
磁极方向可由电流方向改变。
应用举例：
电磁起重机：搬运钢铁材料，断电后钢铁自动落下。
电铃：通过电磁铁吸引衔铁，使铃锤敲击铃铛发声。
电磁继电器：用低电压、弱电流控制高电压、强电流电路，实现远距离控制和自动控制。
磁悬浮列车：利用电磁铁磁极间的排斥力实现悬浮。
幻灯片 18：电磁继电器的工作原理
构造：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，分为控制电路和工作电路。
工作过程：
控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使动触点与静触点接触（或分离）。
工作电路接通（或断开），实现对高电压、强电流设备的控制。
作用：安全保护（避免直接操作高压电路）、自动控制（如温度控制、光控电路）。
幻灯片 19：电生磁与磁现象的联系
现象
本质
应用
永磁体磁场
由磁体本身磁性产生
指南针、磁贴
电流的磁场
由电流产生，与电流方向和大小相关
电磁铁、电磁继电器
联系
两者都是磁场，都对磁体或电流产生磁力作用，磁感线描述方法相同
结合两者可实现电能与机械能的转化（如电动机）
幻灯片 20：课堂总结
电流的磁效应：奥斯特实验证明通电导线周围存在磁场，方向与电流方向有关。
通电螺线管：磁场与条形磁铁相似，用安培定则判断磁极（右手握住，四指顺电流，拇指指 N 极）。
电磁铁：由螺线管和铁芯组成，磁性强弱与电流、匝数、铁芯有关，应用广泛。
核心思想：电可以生磁，磁场是电与磁相互作用的桥梁。
幻灯片 21：课后作业
完成课本练习题，用安培定则判断通电螺线管的磁极。
实验设计：如何用一个电源、一个螺线管、一些导线和大头针，证明电磁铁磁性强弱与电流大小有关？写出实验步骤。
生活观察：找出家中利用电磁铁工作的电器，分析其工作原理。
拓展思考：为什么电磁铁的铁芯要用软铁而不用钢？结合磁化知识解释原因。
2024人教版版物理九年级全册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
20.2电生磁
第二十章 电与磁
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
物理观念
认识电流的磁效应。
科学思维
1.通过观察和体验通电导体和磁体之间的相互作用，初步了解电与磁之间有某种联系。
2.会用安培定则确定通电螺线管的磁极和螺线管的电流方向。
难点
重点
我们知道磁体附近存在磁场，那么其他物质能不能产生磁场呢？
电磁起重机的主要部分是电磁铁。接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方。切断电流，磁性消失，钢铁物品就放下来了。
演示奥斯特实验：当开关闭合时，通电导线附近的小磁针转动起来。
④实验分析
小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场力的作用，表明通电导线和磁体一样，周围存在磁场。小磁针又回到原位，说明导线周围的磁场消失，表明导线周围的磁场是由电流产生的。电流方向改变时，小磁针的偏转方向发生改变，说明磁场方向发生了改变。进一步说明电流的磁场方向跟电流的方向有关。
（2）探究归纳：
①电流周围存在着磁场；
②电流的磁场方向跟电流的方向有关。
一、电流的磁效应
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。
奥斯特实验揭示了电和磁之间存在着联系，即“电生磁”。
2. 电流的磁效应
一、电流的磁效应
物理学家——汉斯·克海斯提安·奥斯特
汉斯·克海斯提安·奥斯特（1777年8月—1851年3月），丹麦物理学家、化学家和文学家。
人物介绍
奥斯特塑像矗立
于奥斯特公园
一、电流的磁效应
主要成就
1820年，奥斯特在课堂上做实验时
发现了电和磁之间的联系。
在化学领域，他发现了铝元素。
既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？怎样才能使电流的磁场变强呢？
如果将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会增强得多。
二、通电螺线管的磁场
1. 螺线管
将导线绕在圆筒上
螺线管示意图
（1）实验一
如图所示，用铜导线穿过硬纸板，绕成螺线管（或用螺线管演示器），在纸板上均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。
2. 实验探究：通电螺线管的磁场特点
实验现象与分析：
如图所示，可以看到小铁屑有规则地排列起来。从铁屑的分布情况来看，通电螺线管外部的磁场和条形磁体相似。
二、通电螺线管的磁场
（2）实验二
将小磁针放到通电螺线管周围不同的位置，包括螺线管内部，在纸板上记下小磁针在各个位置时的N极指向。
实验现象：看到周围小磁针的N极指向不同，内部小磁针N极指向相同，如图所示。
现象分析：
从小磁针N极指向来看，通电螺线管外部的磁感线是从通电螺线管一端出来回到另一端；内部磁感线的方向与外部磁感线的方向相反，如图所示。
二、通电螺线管的磁场
（3）实验三
在上面的实验中，改变螺线管中的电流方向，对照上次实验中的现象，观察小磁针的N极指向与原来是否相同。
实验现象：小磁针的N极指向与上次实验刚好相反。
现象分析：小磁针的N极指向改变，说明磁场方向改变了，即通电螺线管两端磁极的极性改变了。由此可知，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
探究归纳：
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
二、通电螺线管的磁场
3. 探究通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向间的关系
（1）设计并进行实验
取绕向不同的螺线管，向螺线管内通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极，实验现象如图所示。
二、通电螺线管的磁场
（2）实验现象分析
①甲、乙（或丙、丁）两个螺线管的绕法不同，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管两端的极性相同；
②甲、丙（或乙、丁）两个螺线管的绕法相同，螺线管中电流的方向不同，通电螺线管两端的极性不同。
二、通电螺线管的磁场
通电螺线管的绕法可能不同，电流流入的端点可能不同，但只要环绕螺线管的电流方向相同，通电螺线管两端的极性就相同。
（3）探究归纳：
通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向有关。
二、通电螺线管的磁场
（1）你能想出一些办法描述通电螺线管的极性与电流方向间的关系吗？
看看蚂蚁的描述，你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？
1. 安培定则——判断通电螺线管两端极性的方法
如果蚂蚁我沿着电流方向绕螺线管爬行，N极就在我的左边。
三、安培定则
N
（2）看看猴子的描述，你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？
如果电流沿着我猴子右臂所指的方向，N极就在我的前方。
三、安培定则
根据蚂蚁与猴子的描述，你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？
同学们 ……
N
N
如果蚂蚁我沿着电流方向绕螺线管爬行，N极就在我的左边。
如果电流沿着我猴子右臂所指的方向，N极就在我的前方。
三、安培定则
安培定则：对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来表述。
安培定则：
用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
三、安培定则
2. 安培定则的应用
（1）根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性.
（2）由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向.
（3）根据通电螺线管的南、北极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线.
三、安培定则
1. 世界上第一个发现“电流的磁效应”的科学家是( )
A
A. 奥斯特 B. 安培 C. 牛顿 D. 焦耳
返回
2. 某同学利用如图甲所示装置进行如下实验：断开开关，小
磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图
乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的
偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是( )
A. 由甲、乙两图可得不管是否通电，导线周围都能产生磁场
B. 由甲、乙两图可得利用磁场可以产生电流
C. 由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关
D. 由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
√
【点拨】图乙和图丙中，其他因素相同，只有电流方向不同，
小磁针的偏转方向不同，说明电流产生的磁场的方向与电流
方向有关。
返回
3.［2025·惠州惠城区期末］在“探
究通电螺线管外部磁场的方向”的
实验中，条形磁体周围的小磁针的
条形磁体
正、负极
增大电流
指向如图甲所示，通电螺线管外部小磁针的指向如图乙所示，
说明通电螺线管外部的磁场跟__________的磁场相似；要研
究通电螺线管外部磁场与电流方向的关系，可以把图乙中电
源的__________对调，要使通电螺线管磁性增强，可以
___________（只写一种方法即可）。
返回
4.请在图中标出通电螺线管的 极。
（第4题）
【解】如图所示。
返回
（第5题）
5.［2024·烟台］螺线管是汽车启动器的
一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽
车时，相当于给螺线管通电。如图所示，
螺线管的左端为___________极，小磁
针的左端为___________极， 为电源
的____极。
（或北）
（或北）
负
返回
6. 如图所示，通电螺线管旁的小磁针分
别静止在图示位置。请科学推断，最终决定通电螺线管极性
的是( )
D
A. 电源正负极的接法 B. 螺线管导线的环绕方向
C. 小磁针静止时 极的指向 D. 螺线管中电流的方向
返回
7. 如图甲所示，通电螺线
管的极性跟电流的方向有
关系，可以用安培定则来
B
A. 彼此远离 B. 彼此靠近
C. 距离保持不变 D. 无法判断
判断；环形电流可以看成是一匝线圈，如图乙所示；在图丙
中，把两个线圈和挂在水平光滑的固定绝缘细杆 上，
平行靠近放置且保持静止状态，当两线圈通入如图丙所示方
向相同的电流时，则两个线圈和 将( )
【点拨】线圈的左端为极，右端为极，则线圈和线圈
会相互吸引，即它们会相互靠近。
返回
（第8题）
8. 在如图所示通电螺线管的、 、
、四点各放一个小磁针
在螺线管内部，四点中小磁针 极
指向相同的是( )
D
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、、
（第8题）
【点拨】由安培定则可知，通电螺线
管左端为 极，螺线管内部磁场方向向
左，所以放在点的小磁针 极指向左
边。在通电螺线管的、、 点各放一
个小磁针，点的小磁针 极指向右
边；点的小磁针极指向左边， 点的
小磁针极指向左边，则、、三点小磁针 极指向相同。
返回
（第9题）
9. 实验室有一个旧的直流电源，其输出端的符
号模糊不清，无法分辨正负极。小典设计了下
面的判断电源两极的方法。在桌面上放一个小
磁针，在小磁针东面放一个螺线管，如图所示，
闭合开关后，小磁针
C
A. 电源端是正极，在电源内电流由流向
B. 电源端是正极，在电源内电流由流向
C. 电源端是正极，在电源内电流由流向
D. 电源端是正极，在电源内电流由流向
指南的一端向东偏转。下述判断正确的是 ( )
（第9题）
【点拨】因小磁针 极向东偏，则说明通
电螺线管左侧为 极。由安培定则可知，
电流由经螺线管流向，故 为电源的正
极，在电源内电流由流向 。
返回
10.如图是人工心脏泵示意图，
它可短时间代替心脏工作，
磁体固定在左侧，线圈 固
定在用软铁制成的活塞柄上，
左
流入
电流方向
活塞筒通过阀门与血管相通，阀门只能向外开启， 只能向
内开启，线圈中的电流从流向 时，活塞向____
（填“左”或“右”）运动，血液会______（填“流入”或“流出”）
活塞筒。工作时，通过改变线圈 的__________来改变活塞
的运动方向。
返回
（第11题）
11.如图甲所示，在通电导线下方有
一小磁针，其 极向纸内偏转，说明
通电导线周围存在磁场。如图乙所
示，如果大量电子沿着水平方向由
左向右飞过小磁针正上方，则此时
外
电子运动方向向右，电流方向向左，所以极向纸外偏转
小磁针的 极向纸____（填“内”或“外”）偏转，你判断的理由
是__________________________________________________。
返回
12.［2025·天津和平区期末改编］小磁针在通电螺线管磁场
的作用下静止在如图所示的位置，请标出：
①图中磁感线的方向；
②螺线管上的导线绕法。
（第12题）
【解】如图所示。
返回
13.在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验
中，我们可以采用如图所示实验装置，在
嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒上铁屑。
（1）闭合开关后______（填写操作方法）
硬纸板，观察细铁屑的排列如图所示。
轻敲
（2）若要通过实验的方式判断通电螺线管外部的磁场方向，
请你写出实验方案：__________________________________
_____________________________________。
将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时极的指向就是该点磁场的方向
（3）根据图中实验现象推断，通电螺线管内部也有磁场，
依据是__________________________。
通电后内部铁屑有规则排列
返回
奥斯特实验
通电螺线管的磁场
安培定则
与条形磁体磁场相似
用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极。
电流周围存在与电流方向有关的磁场
电流的磁场
四、课堂总结（1）
四、课堂总结（2）
条形磁体 通电螺线管
不同点 磁场 磁极不变 N极和S极随电流方向改变
磁性 是永磁体且磁性不变 只有通电才有磁性，
且随电流强弱变化
相同点 磁场 磁场分布相同，有N极和S极 磁性 具有吸铁性、指向性、两极磁性最强 通电螺线管与条形磁体的磁场对比
四、课堂总结（3）
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

展开更多......

收起↑