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第十六章
电磁铁与自动控制
义务教育沪粤版物理九年级下册
16 . 2
奥斯特的发现
学习目标
知道通电螺线管磁场是什么样的。
02
知道奥斯特实验，了解电流的磁效应。
01
会运用右手螺旋定则。
03
思 考
电荷间的相互作用：同种电荷相斥，
异种电荷相吸。
磁极间的相互作用：同名磁极相斥，
异名磁极相吸。
带电体和磁体有一些相似的性质，这些相似是一种巧合呢？还是它们之间存在着某些联系呢？
科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。
奥斯特在演示电与磁的联系
奥斯特实验
1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场。这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。
电流的磁场
历史上，曾有不少科学家认为电和磁之间是没有联系的，而丹麦物理学家奥斯特(H.C.Oersted.1777－1851)则认为电、热、光、磁之间是有联系的。
奥斯特和他的助手在做电流的磁效应实验
他经过多年的实验研究，于1820年4月首先发现了电流的磁效应打开了通向电与磁联系的大门。下面我们来做奥斯特做过的实验。
奥斯特和他的助手在做电流的磁效应实验
电与磁
电
磁
电现象 磁现象
1 带电体能吸引轻小物体 磁铁能吸引铁、钴、镍等物质
2 自然界中存在正电荷和负电荷 磁体上存在北极和南极
3 同种电荷间相互排斥，异种电荷间相互吸引 同名磁极相互排斥，
异名磁极相互吸引
电现象和磁现象相似之处
活动 1
观察通电直导线周围的磁场
思 考
电流能否产生磁场？
如何去验证能否产生磁场？
电流方向与磁场方向有何规律？
把小磁针放在桌面上，将一根直导线平行架在小磁针的上方，然后把导线的两端接入电路中。
奥斯特实验中的导线必需南北放置！
闭合开关，导线中有电流通过时，磁针就会转到一个新的位置；
断开开关，导线中无电流时，
小磁针又回到原来的位置。
再把接入电路的导线两端对调一下，
观察小磁针的转向是否改变。
通电前，小磁针在地磁场作用下N极指向北极静止
通电后，静止的小磁针的角度发生偏转
断电后，小磁针恢复到通电前静止状态的指向
在这个活动中，导线中有电流通过时，小磁针发生转动的现象说明了什么
结论：通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场。断开开关后小磁针回复原来位置，这说明通电导体周围的磁场是由电流产生的。
小磁针转动的方向跟电流的方向有关吗
比较A与C：电路中的电流方向改变时，小磁针的偏转方向不一样，电流的磁场方向与电流方向有关。
A
C
B
电流方向与小磁针偏转方向的关系
奥斯特实验说明:
通电导体跟磁体一样，周围也存在着_________。
正是电流的磁场使磁针发生了偏转，而且磁场的方向跟电流的方向有关。
磁场
通电螺线管的磁场
螺线管
我们把用导线在圆柱形空心筒上绕成的螺纹状线圈，叫做螺线管。这是一种重要的电磁器件。
螺线管
通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。
活动 2
探究通电螺线管外部磁场的方向
A . 观察通电螺线管周围的铁屑分布
在嵌有螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，给螺线管通电，并轻敲有机玻璃板，观察螺线管周围的铁屑分布情况。
实验表明，通电螺线管周围存在着磁场。
你能说出通电螺线管外部的磁场分布与哪种磁体的磁场相似吗
演示：把小磁针放到螺线管周围不同位置，在图上记录磁针N极的方向。
结合以上两个实验，对比右图可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
B . 探究通电螺线管的极性与电流方向的关系
用导线把如图所示的器材连接起来，在螺线管接入电路后，把小磁针放在螺线管两端，闭合开关，观察螺线管两端的小磁针的指向。然后，改变电流方向，记下螺线管中的电流方向和小磁针静止时N极的指向。请想一想：通电螺线管的极性跟电流方向间有什么关系
探究通电螺线管的极性
通过实验，判断螺线管的N、S极，并标在图中。
实验结论：
　　通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
S
N
N
S
S
N
N
S
通过以上活动，你能得出什么结论
通电螺线管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场很________，其磁场的极性与螺线管中________的方向有关。
相似
电流
条形磁场 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 右手螺旋定则
我们已经确定了通电螺旋管的磁极和电流方向有关，那有没有什么具体办法来通过电流的方向确定磁极方向呢？经过前人的大量实验总结出这个方法——右手螺旋定则。
右手螺旋定则：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。
右手握住螺线管
四指随着电流转
大拇指指向N极
例 题
1. 判断下面螺线管中的N极和S极：
S
N
N
S
2. 判断螺线管中的电流方向：
3. 大家来判断一下图示中电源的正负极？
提示：按照右手螺旋定则一步步判断。
S
N
＋
－
课堂小结
随堂训练
1. 通电螺线管周围存在磁场，那么两个通电螺线管靠近时它们之间会怎样？
S
S
N
N
提示：异名磁极间相互吸引，同名磁极间相互排斥
2. 根据下图中通电螺旋管所标注的S极，请标出图中给定磁感线的方向和小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。
提示：在螺旋管外部，磁感线方向由N极指向S极
小磁针的N极指向代表此处磁感线的方向
螺旋管下端为N极，再根据右手螺旋定则可以判断电流流向
－
＋
N
自我评价与作业
1. 在图(a)、(b)中，标出通电螺线管的N极和S极。
N
S
N
S
2. 标出图中通电螺线管的电流方向。
3. 如图所示，当开关闭合后，小磁针A、B静止在图示位置。请根据磁场方向标示出小磁针A、B的N极和S极。
N
S
N
S
4. 关于通电螺线管磁场的方向，甲、乙、丙三位同学通过实验得出的结论分别是：
甲同学：通电螺线管的极性跟电流从哪一端流入线圈有关。
乙同学：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。
丙同学：通电螺线管的极性跟电流的环绕方向有关。
请你对这三位同学的说法做出评价。
答：丙同学的观点正确；甲、乙两同学的观点错误；
通电螺线管的极性与电流的环绕方向有关；
电流从同一端流入线圈，但电流方向 (绕行方向) 不一定相同，则极性不一定相同；
导线的绕行方向相同但电流不一定从同一端流入，则极性也不一定相同；
所以丙同学的观点正确，甲、乙两同学的观点错误。
本课结束

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