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实验二 探究电流的磁场
红色部分为学生填写内容
一、实验准备
1.实验目的：
（1）探究通电直导线和通电螺线管外部的磁场分布；
（2）探究通电螺线管外部磁场的方向跟哪些因素有关。
（3）探究通电导体周围磁场强度与电流大小的关系。
2.实验器材：通电螺线管磁场演示器、菱形小磁针、细铁屑、干电池（盒）、开关、导线等。
二、实验过程与探究
1.实验注意事项:
（1）闭合开关时间不宜过长，负责会损坏电源。
（2）通电直导线的实验，直导线的方向应该是南北方向，避免地磁场对实验结果的影响。
（3）铁屑不能撒的太多，并且撒均匀，以免聚集成堆影响实验现象。
（4）敲击玻璃板时力度不宜过大，时间不宜过程，否则会使铁屑聚集在磁体的两端，无法观察整体现状。
2.实验步骤
A.通电直导线周围的磁场
（1）断开开关，按图示电路正确连接好实验仪器。
（2）在通电直导线的附近四周各放一个菱形小磁针，
（3）闭合开关，观察菱形小磁针的旋转方向及最后指向。断开 （填“闭合”或“断开”）开关，观察小磁针的旋转方向及最后指向。
（4）交换电源正负极（改变螺线管中的电流方向），闭合开关，观察菱形小磁针的指向。
B.通电螺线管周围的磁场
（1）断开开关，按图示电路正确连接好实验仪器。
（2）在通电螺线管的附近四周各放一个菱形小磁针，并在螺线管周围的玻璃板上均匀的撒些适量铁屑。
（3）闭合开关，观察菱形小磁针的指向，轻（填“轻”或“重”）敲面板，观察铁屑的排列情况，断开 （填“闭合”或“断开”）开关。
（4）在条形磁体的两端各放一个菱形小磁针，观察菱形小磁针的指向，并在条形磁体的周围均匀撒铁屑，轻敲面板后，观察铁屑的排列情况。
（5）交换电源正负极（改变螺线管中的电流方向），闭合开关，观察菱形小磁针的指向。
（6）改变缠绕方向，闭合开关，观察菱形小磁针的指向。
（7）比较通电螺线管和条形磁体周围的小磁针指向与铁屑分布情况得出通电螺线管周围的磁场分布情况。
3.实验记录与结论.
（1）通电直导线周围存在磁场，当通过直导线的电流方向发生改变，这周围磁场的方向也会发生改变。
（2）观察可知通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围的磁场相同，磁感线都是从磁体的北极出发，回到磁体的南极，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，通电螺线管的南北极与电流的环绕方向有关 （填“有关”或“无关”）。
4.整理实验器材
实验结束后整理器材。
5.实验反思
(1)猜想一下通电螺线管哪些地方磁场比较强，哪些地方的磁场比较弱？
通电螺线管周围的磁场可以用从北极到南极的曲线来表示磁场，曲线在两极最密集，表示磁场越强；离两极越远，曲线越稀疏，表明磁场越弱。这些曲线叫做磁感线。在两种磁体的磁极附近的分布最密，磁性也就最强。
你认为还有哪些可能影响实验结果的因素没有考虑到？
小磁针会在地磁场的作用下旋转，所以螺线管尽量避免南北方向放置，通电直导线应该避免东西放置。
三、实验评价
一级指标 二级指标
实验态度评价（20%） 1.实验前预习充分2.实验过程中认真观察和记录3.实验结束，整理台面，保持整洁4.同伴间团结协作
实验效果（60%） 1.会正确连接电路通过实验了解通电直导线和通电螺线管周围会产生磁场。通过实验了解通电螺线所产生的磁场与条形磁铁的磁场类似。通电导体周产生的磁场受电流方向的影响。基本实验操作正确若实验未达到预期效果时，能够分析失败原因
完成实验报告情况（20%） 1.具备设计和实施实验的能力2.具备解释和表达科学探究结果的能力
四、直击中考
1.本实验易考点总结。
（1）磁体周围磁感线的分布情况
(2)磁场的方向和磁感线的特点
（3）磁场是真实存在的，而磁感线不是真实存在的，是为了描述磁场而人为画出的。
2.中考链接。
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似．通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。
（2）在下图中标出通电螺线管的北极；
（3）请在右图中标出通电螺线管磁感线方向，在括号中标出电源的正负极．
（4）.根据如下右图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”“-”极．
五、拓展阅读
电与磁的亲密关係
一七七七年，一位名叫奥斯特（H.C. Oersted）的人，出生于一个药剂师家庭，后来到德国和法国游学时，在上天造万物必有其关係的哲学洗礼下，他坚信电现象和磁现象有着共同的根源。一八二○年，奥斯特主持一个电磁的讲座，当天晚上他正在讲课时突然灵感一来：「如果将通电导线与磁针平行排列，磁针会有怎样的反应？」结果小磁针会摆动，当改变电流方向时，发现小磁针会向相反方向偏转，此一现象说明了电流方向与磁针转动之间有着某种关联，于是在一八二○年七月二十一日向科学界宣布了电流的磁效应。他证明了电与磁之间是有关係的，也揭开了电磁学的序幕。后来人们为了纪念他，就把磁场强度的单位以「奥斯特」命名。
于是包括安培（Andre Marie Ampere）在内的法国科学家们如梦方醒，才知道他们错误地信奉了吉尔伯特关于电、磁之间没有关係的教条。在听到奥斯特的实验结果之后，这些科学家开始重複奥斯特的实验，并提出了磁针转动方向和电流方向的关係遵从右手定则，这个定则后来被命名为「安培定则」。此后，安培又做了许多实验，描述两电流元之间的相互作用和两电流元的大小、距离以及方向之间的关係。后来人们把这个定律称为「安培定律」。目前所用的电流强度单位–安培就是以他的名字来命名的。奥斯特和安培的研究工作，揭示了长期以来被认为性质截然不同的电现象和磁现象，二者之间的关联性，在很短的时间内，电磁学便进入了一个崭新的发展时期。
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