资源简介

(共29张PPT)
幻灯片 1：封面
课程标题：14.3 电流的磁场
学科与年级：北师大版 九年级物理
教师姓名：[教师姓名]
幻灯片 2：学习目标
了解电流的磁效应（电生磁），知道奥斯特实验的意义，明确电流周围存在磁场。
掌握直线电流和通电螺线管的磁场分布特点，能结合磁感线描述磁场的形状与方向。
学会用安培定则（右手螺旋定则）判断直线电流、通电螺线管的磁场方向，培养空间想象能力。
认识电磁铁的组成与工作原理，了解其磁性强弱的影响因素（电流大小、线圈匝数），知道电磁铁的应用（如电磁继电器）。
幻灯片 3：课程引入 —— 奥斯特实验的启示
历史背景：19 世纪初，科学家普遍认为电和磁是独立的现象，直到 1820 年，丹麦物理学家奥斯特在一次课堂实验中偶然发现了 “电生磁” 的现象，打破了电与磁的 “壁垒”。
奥斯特实验演示：
实验器材：小磁针、直导线、电源、开关、导线。
实验步骤：
将小磁针水平放置在桌面上，待其静止（指向南北）；
将直导线平行于小磁针上方（或下方）放置，导线方向与小磁针指向一致（南北方向）；
断开开关，观察小磁针是否偏转；
闭合开关，给导线通以电流，观察小磁针的偏转情况；
反向接通电源（改变电流方向），再次观察小磁针偏转方向。
实验现象：
不通电时，小磁针静止指向南北；
通电后，小磁针发生明显偏转（如 N 极向导线一侧转动）；
电流方向反向时，小磁针偏转方向也反向。
实验结论：电流周围存在磁场（电流的磁效应，即 “电生磁”），且磁场方向与电流方向有关。
意义：奥斯特实验首次揭示了电与磁的联系，为后续电磁铁、电动机、发电机的发明奠定了基础。
幻灯片 4：直线电流的磁场
1. 磁场分布特点：
形状：直线电流周围的磁感线是围绕导线的同心圆，且磁感线所在平面与导线垂直（以导线为中心，呈辐射状分布）；
强弱：磁感线的疏密程度与电流大小和到导线的距离有关 —— 电流越大，磁感线越密集（磁场越强）；离导线越远，磁感线越稀疏（磁场越弱）。
2. 磁场方向判断 —— 安培定则（右手螺旋定则一）：
操作方法：用右手握住直导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致（拇指指向电流从正极到负极的方向），则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向（即磁场方向）。
示例：若电流方向向上（从导线下端流向上端），右手拇指向上握住导线，四指逆时针环绕，说明导线周围磁感线呈逆时针方向（俯视导线时）。
3. 注意事项：
直线电流的磁场没有 N 极和 S 极（磁感线是闭合的同心圆），无法像条形磁体那样形成 “两极”；
实际应用中，直线电流的磁场较弱，通常用于判断电流的磁效应，较少直接应用于设备。
幻灯片 5：通电螺线管的磁场
1. 螺线管的制作：将绝缘导线紧密地绕在圆筒上（如铅笔、塑料筒），形成多匝线圈，这种线圈称为螺线管，给螺线管通电后，就形成了通电螺线管。
2. 实验探究：通电螺线管的磁场分布：
实验器材：通电螺线管（线圈匝数约 50 匝）、小磁针、电源、开关、导线、铁屑、白纸。
实验步骤：
将通电螺线管水平放置，在其周围不同位置放置小磁针，闭合开关，观察小磁针 N 极的指向；
将白纸覆盖在通电螺线管上，均匀撒上铁屑，轻敲白纸，观察铁屑的分布（模拟磁感线）。
实验现象：
铁屑分布：通电螺线管的磁感线与条形磁体的磁感线相似 —— 外部从一端出发，回到另一端，内部从另一端回到出发端，形成闭合曲线；
小磁针指向：螺线管两端的小磁针偏转最明显，说明两端磁场最强（相当于条形磁体的 N 极和 S 极）。
3. 通电螺线管的磁场特点：
形状：外部磁感线与条形磁体相似（两端为磁极，中间磁场较弱），内部磁感线是平行于螺线管轴线的直线（磁场均匀）；
磁极：有明确的 N 极和 S 极，磁极位置与电流方向有关（改变电流方向，磁极方向反向）；
方向：外部磁感线从 N 极出发，回到 S 极；内部磁感线从 S 极出发，回到 N 极（与条形磁体内部方向一致）。
幻灯片 6：通电螺线管的磁场方向 —— 安培定则（右手螺旋定则二）
安培定则（右手螺旋定则二）：
操作方法：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中电流的环绕方向一致（四指顺着电流从螺线管的一端流向另一端），则伸直的拇指所指的一端就是螺线管的 N 极（另一端为 S 极）。
应用步骤：
确定螺线管的绕线方式（导线从螺线管的哪一端正面或背面绕入）；
标出螺线管中电流的环绕方向（从电源正极出发，沿导线流向负极）；
右手四指弯曲，与电流环绕方向一致，拇指指向即为 N 极。
示例：
螺线管导线从左端正面绕入，右端背面绕出，电流从左端流入、右端流出：右手四指从左端正面绕向右端背面，拇指指向右端，说明螺线管右端为 N 极，左端为 S 极。
关键提醒：安培定则的核心是 “四指对应电流方向，拇指对应 N 极方向”，绕线方式不同，电流环绕方向不同，N 极位置也会不同，需结合实际绕线判断。
幻灯片 7：电磁铁及其应用
1. 电磁铁的组成：由通电螺线管和铁芯组成（铁芯通常由软铁制成，不能用钢 —— 软铁断电后磁性消失，钢断电后仍有磁性，无法灵活控制）。
2. 工作原理：通电螺线管本身具有磁性，插入铁芯后，铁芯被磁化，产生与螺线管磁场方向一致的磁场，使总磁场显著增强（铁芯的磁化作用是电磁铁磁性强的关键）；断电后，螺线管磁性消失，铁芯也失去磁性，电磁铁整体无磁性。
3. 磁性强弱的影响因素（实验探究）：
实验目的：探究电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响。
实验器材：电磁铁（可改变线圈匝数）、电源、滑动变阻器、开关、导线、大头针（或铁钉）。
实验结论：
线圈匝数不变时，电流越大（调节滑动变阻器增大电流），电磁铁吸引的大头针越多，磁性越强；
电流大小不变时，线圈匝数越多，电磁铁吸引的大头针越多，磁性越强。
（补充：铁芯的有无也影响磁性 —— 有铁芯时磁性远强于无铁芯时）
4. 电磁铁的应用：
电磁继电器：利用电磁铁控制高电压、强电流电路的通断（低压控制高压，保障人身安全），应用于自动控制（如水位控制、温度控制）；
电磁起重机：大型电磁铁通电后吸起钢铁废料，断电后放下，用于钢铁厂、港口装卸；
电铃：通电后电磁铁吸引衔铁，带动铃锤敲击铃铛，断电后衔铁复位，反复循环发声；
磁悬浮列车：利用电磁铁的磁极相互作用（排斥或吸引）实现悬浮和前进。
幻灯片 8：直线电流与通电螺线管磁场对比
对比项目
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
磁感线形状
围绕导线的同心圆（无两极）
与条形磁体相似（外部弧线，内部直线，有 N、S 极）
磁场方向判断
安培定则一（右手握导线，拇指指电流，四指指磁场）
安培定则二（右手握螺线管，四指指电流，拇指指 N 极）
磁性强弱
较弱，受电流大小、距离影响
较强，受电流大小、线圈匝数、铁芯影响
核心特点
无两极，磁场呈环形分布
有明确两极，磁场与条形磁体类似
应用场景
判断电流磁效应，较少直接应用
电磁铁、电磁继电器、电动机等核心部件
幻灯片 9：课堂小结
知识框架回顾：
电流的磁效应：奥斯特实验证明电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。
直线电流磁场：磁感线为同心圆，安培定则一判断方向，无两极，磁性较弱。
通电螺线管磁场：磁感线与条形磁体相似，有 N、S 极，安培定则二判断方向。
电磁铁：由螺线管 + 软铁芯组成，磁性强弱与电流、匝数有关，应用广泛（电磁继电器等）。
重点强调：安培定则是判断电流磁场方向的核心工具，需结合电流方向和绕线方式准确应用；电磁铁的 “可控性”（通电有磁、断电无磁，磁性强弱可调节）是其广泛应用的关键。
幻灯片 10：课堂练习 1
奥斯特实验表明（ ）
A. 磁体周围存在磁场
B. 电流周围存在磁场（电生磁）
C. 磁场对电流有力的作用
D. 磁场能产生电流（磁生电）
用安培定则判断直线电流的磁场方向时，右手拇指所指的方向是（ ）
A. 磁感线的环绕方向
B. 电流的方向
C. 小磁针 N 极的指向
D. 磁场的反方向
关于通电螺线管的磁场，下列说法正确的是（ ）
A. 通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场完全相同
B. 通电螺线管的磁极方向与电流方向无关
C. 用安培定则判断时，四指指向电流的环绕方向
D. 螺线管内部的磁场方向从 N 极指向 S 极
幻灯片 11：课堂练习 2
如图所示，直导线中电流方向向上（从纸内流向纸外，用 “⊙” 表示），请用安培定则判断导线周围磁感线的方向，并在图中画出 2-3 条磁感线。
一个通电螺线管的线圈绕线方式为：电流从左端背面流入，右端正面流出。请用安培定则判断该螺线管的 N 极和 S 极，并说明判断步骤。
为什么电磁铁的铁芯要用软铁而不用钢？请结合磁性的 “可控性” 解释。
幻灯片 12：课堂练习答案
B（解析：奥斯特实验首次发现电流的磁效应，即电流周围存在磁场）
B（解析：直线电流的安培定则中，拇指指电流方向，四指指磁场环绕方向）
C（解析：A 选项，螺线管内部磁场为直线，与条形磁体不完全相同；B 选项，电流方向改变，磁极方向反向；D 选项，内部磁场从 S 极指向 N 极）
答：用右手握住直导线，拇指指向电流方向（纸外，“⊙” 方向），弯曲四指呈逆时针方向，因此导线周围磁感线为逆时针方向的同心圆（俯视导线）。画图：以导线为中心，画 2-3 个逆时针的同心圆，标注箭头方向。
答：判断步骤：①确定电流环绕方向：电流从左端背面流入，沿线圈绕向右端正面流出，线圈左侧电流方向向下，右侧电流方向向上；②应用安培定则二：右手握住螺线管，四指弯曲方向与电流环绕方向一致（左侧向下，右侧向上）；③拇指指向螺线管右端，因此右端为 N 极，左端为 S 极。
答：软铁的磁性具有 “暂时性”—— 通电时被磁化产生磁性，断电后磁性立即消失，能实现电磁铁 “通电有磁、断电无磁” 的可控性；钢的磁性具有 “永久性”—— 通电被磁化后，断电仍保留磁性，无法灵活控制电磁铁的磁性有无，因此不用钢做铁芯。
幻灯片 13：拓展思考
为什么通电螺线管内部的磁场方向与外部相反？（提示：磁感线是闭合的曲线，外部从 N 极到 S 极，内部必须从 S 极到 N 极，才能形成完整的闭合回路，符合磁场的基本特性）
若想增强电磁铁的磁性，除了增大电流、增加线圈匝数，还可以采取什么措施？（提示：选择磁性更强的铁芯材料，如硅钢片；减小线圈的横截面积，使磁场更集中；或采用多层线圈绕制，增加单位长度的匝数）
幻灯片 14：结束语
总结与延伸：本节课我们学习了电流的磁场，从奥斯特实验认识 “电生磁”，掌握了直线电流和通电螺线管的磁场分布与方向判断，也了解了电磁铁的应用。下一节课我们将学习 “电磁感应”（磁生电），探索如何利用磁场产生电流，进一步完善电与磁的转化认知。希望大家课后用导线和铁钉制作简易电磁铁，验证电流大小、匝数对磁性的影响！
北师大版2024版物理九年级全册【精做课件】
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14.3电流的磁场
第十四章 电与磁
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T
u
j
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i
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N
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什么样物体的周围才会有磁场？
一、奥斯特的发现
许多科学家认为，自然界各种现象是相互联系的。这个观点也是奥斯特探究电与磁之间关系的动力。
奥斯特在演示电与磁的联系
1820年，物理学家奥斯特世界上第一次揭示了电和磁之间的联系。
电与磁可能有联系吧
1. 实验：如图所示，将一枚转动灵活的小磁针放置在直导线下，使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。
（1）甲图中电路连通瞬间，小磁针发生了转动。表明小磁针受到了力的作用。
演示实验
奥斯特实验
（2）乙图中，断电后小磁针转回到指南北的方向
比较甲、乙，说明通电导线周围有磁场。
（3）丙图中，改变电流的方向，观察磁针的转动有什么变化？说明了什么？
和甲图中相比，小磁针转动方向相反。
说明： 电流的磁场方向跟电流方向有关。
奥斯特实验说明了：
①通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场。
②磁场方向跟电流方向有关。
直线电流周围的磁感线，是一些以导线上各点为圆心的同心圆。
通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的磁效应。
铁屑显示了通电直导线电流周围的磁感线的分布
2.电流的磁效应
问题
把导线绕成螺线管状的，通电后磁场分布是怎样的呢？
2. 1820年10月安倍在法国科学院的例会上做了一个有趣的小实验：把做好的螺线管中央穿一根细线，把它悬挂起来。请从理论上分析，螺线管通电后会出现什么现象？实际做一做，检验你的判断是否正确。
例1.（多选）某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，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、乙两图可得电流可以产生磁场
B．由甲、乙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
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
AD
二、通电螺线管的磁场
1. 用计算机模拟从直线电流的磁场到通电螺线管的磁场
直线电流产生的磁场
直线电流向环形电流过渡时产生的磁场
导线弯成环形时电流产生的磁场
通电螺线管的磁场可以看成是由许多环形电流的磁场叠加形成的
我们发现通电螺线管的磁场与条形磁体磁场很相似。
把通电螺线管看成一个磁体，那它两端也有N极和S极，通电螺线管的极性怎样确定呢？
电流产生磁场，那通电螺线管的磁场也许与电流方向有关，我们还是用实验来探究吧！
通电螺线管的磁场方向
如图所示，把小磁针放在螺线管附近不同的位置，接通电源后，观察小磁针静止时N极的指向。会发现通电螺线管周围的磁场与 周围的磁场相似。然后再改变通过螺线管的电流方向，重做一次实验，观察现象。发现小磁针N极的指向与原来的 。这说明通电螺线管周围的磁场方向与 有关。
条形磁体
相反
电流方向
实验探究
（1）通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围的磁场相似。
（2）通电螺线管周围的磁场方向与电流方向有关。
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？
猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：如果电流沿着我右臂所指的方向流动，N 极就在我的前方。
蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，说：N 极就在我的左边。
实验结论：
思考
三、物体磁性从哪里来
电子绕核旋转形成环形电流，每个原子都可以看做是一个微型小磁针。
1.物质是由原子组成的，原子由带正电的原子核和绕核旋转的电子组成。电子绕核旋转就形成环形电流。
你也许注意到，环形电流的磁场与小磁针的磁场相似。
受到启发，科学家找到了物体磁性的来源。
物体的磁化过程，实际上是物体内微型小磁针按顺序“整队”的过程；磁体的退磁过程，实际上是物体内微型小磁针打乱“队形”的过程。
2.磁化的原因
物体内部小磁针指向紊乱时，不显磁性。
小磁针指向较为一致时，物体具有磁性。
知识点1 电流的磁效应
（第1题）
1. 科学需要实验探究。如图，在
指向南北方向的静止小磁针上方平行地放一根
直导线。闭合开关，原来静止的小磁针转动，
A
A. 最早发现该实验现象的科学家是奥斯特
B. 小磁针转动，说明通电直导线周围存在磁感线
C. 直导线仍然静止，此时偏转的小磁针对直导线没有力的作用
D. 改变电池正负极，原来静止的小磁针转动的方向不变
原来静止的直导线仍然静止。下列分析正确的是( )
返回
（第2题）
2.［2024·连云港三模］如图所示，桌面上
有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针
___________极指向南方。当导线与电池触
接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围
存在______；断开电路，小磁针____
（选填“会”或“不会”）回到原来位置。
（或南）
磁场
会
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知识点2 通电螺线管周围的磁场
3.［2024·枣庄改编］某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通
电螺线管外部磁场的方向”。
（1）在闭合开关前，小磁针静止时， 极指向地理的______
（选填“南极”或“北极”），说明地球周围存在磁场
北极
（2）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭
合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑的分布情况如图甲所示，
铁屑的分布情况与______磁体周围铁屑的分布情况相似。
条形
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静
止时 极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，
小磁针静止时极所指方向与图乙中小磁针 极所指方向
______，说明通电螺线管外部磁场的方向与______的方向有关。
相反
电流
（4）根据甲、乙两图中的实验现象推断，通电螺线管的内
部____磁场，依据：铁屑在螺线管内部的分布是____规律的。
（均选填“有”或“没有”）
有
有
返回
知识点3 右手螺旋定则
4. 如图所示是四位同学判断通电螺线管两端极性时的做法，
其中正确的是( )
A
A. B. C. D.
返回
5. ［2024·临沂一模］闭合如图所示电路的开关 ，小磁针静
止时的指向如图所示，则( )
C
A. 通电螺线管的左端为 极
B. 电源的左端为正极
C. 电流表的左端为正接线柱
D. 的滑片不能置于最右端
返回
6.［2024·无锡］请在图中的括号内标出通电螺线管左端的磁
极，并在 点标出磁感线的方向。
如图所示
返回
7. 在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知
( )
A
A. 端是通电螺线管的极， 端是电源正极
B. 端是通电螺线管的极， 端是电源正极
C. 端是通电螺线管的极， 端是电源负极
D. 端是通电螺线管的极， 端是电源负极
返回
8. 如图所示，闭合开关、 后，两个通电螺线管的相互作
用情况以及、 端的极性分别是( )
C
A. 相斥，端为极，端为 极
B. 相斥，端为极，端为 极
C. 相吸，端为极，端为 极
D. 相吸，端为极，端为 极
返回
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.
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