资源简介

(共50张PPT)
第十六章
江苏科学技术出版社
九年级下册
探索电与磁的联系
电磁转换
琳琅满目的电动玩具散发着诱人的魅力。
逗人的小鸭扑棱着翅膀；
调皮的小狗摇动着尾巴;
可爱的熊猫晃动着脑袋;
还有那奔驰的小汽车……
你知道这些电动玩具为什么会动吗
从玩具世界到生活空间，处处都离不开电；
那么，电是从哪里来的呢
安培定则
通电直导线
周围的磁场
二、电流的磁场（第1课时）
通电螺线管
周围的磁场
1
导入新课
电现象和磁现象有很多相似之处，它们间有没有一定的联系？
电现象 磁现象
带电体能吸引轻小物体 磁体能吸引磁性物体
电荷有两种电荷 磁体有两个磁极
同种电荷相排斥， 异种电荷相吸引 同名磁极相排斥，
异名磁极相吸引
电荷不接触就能互相作用 磁体不接触就能互相作用
科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。
电现象和磁现象的相似之处
想一想
第2节 电流的磁场
电与磁之间有着怎样的联系？今天一起学习。
1820年丹麦物理学家奥斯特用实验证实通电导体的周围存在着磁场。第一次揭示了电和磁之间的联系，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。
2
学习新课
如图16-12所示，将一根直导线架在静止小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行。
①接通电路，观察小磁针的偏转情况.
②改变直导线中的电流方向，观察小磁针偏转方向的变化.
16.4 探究通电直导线周围的磁场
活 动
一、通电直导线周围的磁场
提示
①通电以前，要让导线和小磁针均处于南北方向，减少地磁场的影响。
②给导线通电时间要短。因为实验时采用短路的形式获得瞬间的较大电流，使实验现象更明显。
实验表明：
通电导线周围存在磁场，其方向与电流方向有关。
一、通电直导线周围的磁场
电流方向
电流方向
电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应，这是丹麦物理学家奥斯特在1820年首先发现的。后来，人们把这个实验称为奥斯特实验。
1. 电流的磁效应
实验现象
电流方向I
一、通电直导线周围的磁场
研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆.
2. 通电直导线周围的磁场分布
直线电流周
围的磁感线
细铁屑显示通电直导线周围磁感线的分布
电流方向
小磁针显示通电直导线周围的磁场情况
电流方向
奥斯特塑像
矗立于奥斯特公园
物理学家——奥斯特
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。
十九世纪后期，他创建了“思想实验”这名词，他是第一位明确地描述思想实验的现代思想家。
人物介绍
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。
主要成就
二、通电螺线管周围的磁场
在研究电流的磁场时，一根导线产生的磁性太弱，若将导线绕成螺线管（也叫线圈）可以使磁性增强。
①螺线管（solenoid）
二、通电螺线管周围的磁场
①几种螺线管
螺线管示意图
将导线绕在圆筒上
提出问题
探究通电螺线管外部磁场的方向
学生实验
通电螺线管周围的磁场有什么特点 磁场的方向是怎样的？
二、通电螺线管周围的磁场
通电螺线管周围的磁场可能与条形磁体周围的磁场相似;
磁场的方向可能与电流的方向有关。
猜想与假设
设计实验与制订计划
（1）如图（a）所示，用铜导线穿过一块硬板绕成螺线管将小磁针放在硬板的不同位置，然后给螺线管通电，分别记录下小磁针在各个位置静止时N极的指向.
（2）在前面的装置中，改变电流的方向，如图（b）所示，对照上次实验中的现象，观察小磁针的N极指向是否与原来相同.
二、通电螺线管周围的磁场
设计实验与制订计划
(3)如图所示，在硬板上均匀地撒上一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击硬板，观察铁屑的排列情况.
二、通电螺线管周围的磁场
1. 如图（a），接通电路，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记录螺线管周围各点的磁场方向，画出通电螺线管外部的磁感线。
发现与条形磁体周围的磁感线相似。
通电螺线管
外部的磁感线
二、通电螺线管周围的磁场
进行实验与收集证据
2. 如图（b）所示，把电池的正负极对调（改变电流的方向），再重复上述步骤。
发现电流方向改变，通电螺线管外部的磁场方向也改变。
通电螺线管
外部的磁感线
二、通电螺线管周围的磁场
进行实验与收集证据
二、通电螺线管周围的磁场
进行实验与收集证据
3.如图所示，在硬板上均匀地撒上一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击硬板，观察铁屑的排列情况.
发现与条形磁体周围的磁感线相似。
分析论证
1. 比较所画的两幅图，它们有哪些相同和不同之处
2. 通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关吗
二、通电螺线管周围的磁场
发现在两幅图中，通电螺线管外部的磁场相似；但是小磁针N极的指向相反。
（b）
（a）
探究结论
通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似；
通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。
1. 比较所画的两幅图，它们有哪些相同和不同之处
2. 通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关吗
条形磁体
二、通电螺线管周围的磁场
怎样判断通电螺线管磁极的极性与电流方向之间的关系呢
想一想
电流

电流
电流

电流
三、安培定则
把一条导线绕在螺线管上，有几种不同的绕法？
通电螺线管的导线有两种不同环绕方向，所以就会出现有两种可能的电流流向。
想一想
三、安培定则
第一种绕法
第二种绕法
通电螺线管正面电流向上，螺线管左端为N极；
通电螺线管正面电流向下，螺线管右端为N极。
初步
判断方法
你能找出通电螺线管的极性与电流方向间的关系吗？
三、安培定则
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？
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。
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？
三、安培定则
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？
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。
同学们 ……
N
N
三、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来表述。
1. 安培定则
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
使用安培定则时，右手有两种握法，你看懂了吗？
三、安培定则
①已知通电螺线管中电流的方向，判断螺线管两端的极性
2. 安培定则的应用
标出螺线管上的电流方向；
用右手握住螺线管，让弯曲四指指向螺线管中电流的方向；
大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
三、安培定则
②已知通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向
先用右手握住螺线管，大拇指指向N极；
弯曲四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；
按照四指弯曲的方向在螺线管上标出电流方向。
三、安培定则
3. 温馨提示：
① 决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的
方向，电流的方向一致则通电螺线管两端的极性就相同。
② N极和S极一定在通电螺线管的两端。
③判断时必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流
的方向一致。
三、安培定则
【例题1】判断下面螺线管中的N极和S极：
S
N
N
S
右手握住
螺线管
四指指向
电流方向
大拇指指出
螺线管的N极
三、安培定则
【例题2】判断螺线管中的电流方向.
N
右手握住螺线管
拇指指向其N极
四指指向
电流方向
标出
电流方向
三、安培定则
【例题3】如图所示，按照小磁针N极所示方向标出通电螺线管磁感线方向和电源的“+”、“-”极。
标出螺线管的右端为S极（左端为N极）；右手握住螺线管，拇指指向其N极，则四指指向电流绕向（在正面向上）；标出电源正、负极。
N







-
+
三、安培定则
【例题4】小林用如图装置探究通电螺线管外部磁场的方向，实验时接通电路，将小磁针放在螺线管周围的不同位置如图甲，记录通电螺线管周围各点的磁场方向，并画出了通电螺线管外部的磁感线．
①为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，接下来的操作是__________________，再重复上述步骤；
②比较所画的两幅磁感线（图乙、丙），可以看出，通电螺线管外部的磁场与_______________周围的磁场相似，且通电螺线管外部磁场方向与_______方向有关，它的极性可以用________定则来判断；
③实验中小磁针的作用是________________ ．
甲 乙 丙
显示磁场（方向）
对调电源正负极
条形磁体
电流
安培
三、安培定则
3
课堂总结
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
课堂总结①
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
课堂总结③
4
WHAT WHY WOW
1. 根据图中小磁针的指向，标出通电螺线管中的电流方向。
四、课外实践与练习——WWW






2. 在图（a）、（b）中分别标出通电螺线管的N极和S极.
图(a)左端为S极，右端为N极；图(b)左端为N极，右端为S极.
（a） （b）
N
N
S
S
四、课外实践与练习——WWW
3. 有一个蓄电池，正负极标识已经模糊不清，怎样辨别其正负极 写出你需要的器材并说出判断的方法.
四、课外实践与练习——WWW
提示：找一个螺线管和一枚小磁针，用蓄电池给螺线管通电，通过小磁针判断通电螺线管两端的极性，从而确定螺线管中的电流方向，最后根据电流方向确定蓄电池的正负极.
5
课堂练习
1. 如图所示是著名的奥斯特实验。
（1）实验探究的是通电导线周围是否存在_________。
（2）实验前小磁针的N极应指向地磁场的_______极.
（3）接通电路后，观察到小磁针发生偏转，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导线周围磁场的方向与________的方向有关.
（4）实验中小磁针的作用是____________。
五、课堂练习
（1）实验探究的是通电导线周围是否存在磁场.（2）实验前小磁针的N极应指向地磁场的S极；（3）接通电路后，小磁针发生偏转，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明通电导线周围磁场的方向与电流的方向有关.（4）实验中小磁针的作用是检验磁场是否存在。
检验磁场是否存在
磁场
S
电流
2. 在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中，如图所示，闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有_____，通过小磁针静止时___极的指向确定该点磁场方向，调换电源正负极，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与_________有关.
五、课堂练习
闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有磁场；通过小磁针静止时N极的指向，可确定该点的磁场方向；调换电源正负极，即改变电流方向，小磁针偏转方向也改变，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
电流方向
磁场
N
3. 如图所示，闭合开关S，A、B、C、D四个小磁针静止时指向正确的是（ ）
A.小磁针A B.小磁针B
C.小磁针C D.小磁针D
根据电源的正、负极在图上标出通电螺线管中的电流方向；根据电流方向，利用安培定则判断通电螺线管左端为N极，右端为 S极。
根据磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，画出磁体周围的磁感线。磁场中任一点处小磁针静止时北极指向和该点的磁感线方向一致，所以小磁针A的N极应向左，小磁针B的N极应指向右上方，小磁针C的N极应指向右下方，小磁针D的N极应向左。只有小磁针C的指向正确。
C
故选C
五、课堂练习
4. 如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是通电螺线管，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（ ）
A. N，S，N，N B. S，N，S，S
C. S，S，N，S D. N，N，S，N
D
五、课堂练习
先判断通电螺线管的左端B为N极，右端C为S极；根据甲与螺线管间的磁感线的形状可以判断是同名磁极的磁场，所以A为N极；根据C与D间的磁感线可知是异名磁极，所以D为N极。
所以ABC错误，选项D正确。
①由图可知通电螺线管的磁场与_____________相似．
②放入小磁针的作用：__________________.
（2）改变电流方向，小明发现，铁屑的分布形状__________(选填“没有改变”或“发生改变”)，小磁针指向与原来________(选填“相同”或“相反”)．
五、课堂练习
5. 在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中，小明进行了如下操作：
（1）如图所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑．
①由图可知通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似；
②放入小磁针的作用是确定通电螺线管的磁极。
（2）改变电流方向，不会改变铁屑的分布形状，但小磁针指向与原来相反。
条形磁体
相反
确定通电螺线管的磁极
没有改变
五、课堂练习
6. 在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中：
①小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图（a）所示，放小磁针的目的是___________________________；
②闭合开关后观察到如图（b）所示的现象，说明通电螺线管周围存在_________；
③通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，你怎样验证，方法是_______________________________________。
解析见下页
改变螺线管中的电流方向，观察小磁针的指向变化情况。
确定通电螺线管周围磁场的方向
磁场
五、课堂练习
①因为小磁针放入磁场中，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了确定通电螺线管周围磁场的方向。
②闭合开关后观察到小磁针按一定的规律发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场。
③通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，验证方法是改变螺线管中电流方向，观察小磁针的指向变化情况。

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