资源简介

(共36张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：14.3 电流的磁场
学科：物理
年级：九年级
授课教师：[你的姓名]
幻灯片 2：课程引入
回顾与提问：
上节课我们学习了磁体周围存在磁场，那么除了磁体，还有什么物质能产生磁场呢？
电和磁之间是否存在某种联系？科学家们经过长期探索，终于发现了电与磁的重要关系。
历史背景：1820 年，丹麦物理学家奥斯特在一次实验中偶然发现，通电导线周围存在磁场，揭开了电与磁联系的序幕。
实验演示预告：通过重现奥斯特实验，直观展示电流产生磁场的现象，引出本节课主题 —— 电流的磁场。
幻灯片 3：奥斯特实验 —— 电流磁场的发现
实验装置：电源、导线、小磁针、开关。
实验步骤：
将小磁针放在水平桌面上，待其静止（指向南北方向）。
将一根直导线平行放置在小磁针上方，接通电源，观察小磁针的偏转情况。
改变电流方向，再次观察小磁针的偏转方向。
断开电源，观察小磁针是否回到原来的指向。
实验现象：
通电时，小磁针发生偏转；断电后，小磁针恢复原状。
电流方向改变时，小磁针的偏转方向也随之改变。
实验结论：电流周围存在磁场，这种现象叫做电流的磁效应；电流的磁场方向与电流方向有关。
图示：展示奥斯特实验装置图和小磁针偏转示意图，标注电流方向和小磁针偏转方向。
幻灯片 4：通电直导线周围的磁场
磁场分布特点：
通电直导线周围的磁感线是以导线为中心的一系列同心圆。
磁感线的方向随着与导线距离的增大而逐渐稀疏，说明离导线越远，磁场越弱。
磁场方向与电流方向的关系：用右手螺旋定则（安培定则）判断 —— 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。
动态演示：通过动画展示通电直导线周围磁感线的分布和方向随电流方向的变化。
注意事项：通电直导线的磁场是环形的，没有 N 极和 S 极之分，磁场方向沿圆周切线方向。
幻灯片 5：通电螺线管的磁场
螺线管的定义：把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈。
实验探究：在通电螺线管周围放置小磁针，观察小磁针的指向，探究其磁场分布。
磁场分布特点：
通电螺线管周围的磁感线分布与条形磁体的磁感线分布相似，具有明显的 N 极和 S 极。
螺线管内部的磁感线是平行的直线，方向从 S 极指向 N 极，磁场较强且均匀。
螺线管外部的磁感线从 N 极出发，回到 S 极，与条形磁体外部磁感线分布一致。
图示：绘制通电螺线管的磁感线分布示意图，标注 N 极、S 极和磁感线方向，对比条形磁体的磁场分布。
幻灯片 6：通电螺线管的磁极判断 —— 安培定则
安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，那么大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。
应用步骤：
确定螺线管中电流的环绕方向（从螺线管的一端流入，另一端流出）。
右手握住螺线管，使四指弯曲方向与电流环绕方向一致。
大拇指所指的一端即为螺线管的 N 极，另一端为 S 极。
示例分析：
给出通电螺线管的电流方向示意图，用安培定则判断其 N 极和 S 极。
改变电流方向，重新判断磁极，强调磁极方向随电流方向的变化而改变。
图示：展示用安培定则判断通电螺线管磁极的示意图，标注电流方向、四指环绕方向和大拇指指向。
幻灯片 7：影响通电螺线管磁性强弱的因素
猜想与假设：通电螺线管的磁性强弱可能与电流大小、线圈匝数、是否插入铁芯有关。
实验验证（控制变量法）：
电流大小的影响：保持线圈匝数和有无铁芯不变，改变电流大小，观察螺线管吸引铁钉的数量。结论：电流越大，磁性越强。
线圈匝数的影响：保持电流大小和有无铁芯不变，改变线圈匝数，观察螺线管吸引铁钉的数量。结论：匝数越多，磁性越强。
铁芯的影响：保持电流大小和线圈匝数不变，比较螺线管插入铁芯前后吸引铁钉的数量。结论：插入铁芯后，磁性显著增强。
结论：通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关，电流越大、匝数越多、插入铁芯，磁性越强。
图示：展示实验装置图和不同条件下螺线管吸引铁钉数量的对比图。
幻灯片 8：电磁铁及其应用
电磁铁的定义：内部插入铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
电磁铁的特点：
磁性可控制：通电时有磁性，断电时无磁性。
磁性强弱可控制：通过改变电流大小或线圈匝数来调节磁性强弱。
磁极方向可控制：通过改变电流方向来改变磁极方向。
电磁铁的应用：
电磁起重机：利用电磁铁搬运钢铁材料，通电吸起钢铁，断电放下。
电磁继电器：利用电磁铁控制工作电路的通断，实现远距离操作和自动控制。
电铃：通过电磁铁吸引和释放衔铁，带动铃锤敲击铃铛发声。
磁悬浮列车：利用电磁铁的磁极间相互作用实现悬浮和驱动。
图示：展示各种电磁铁应用的实物图或工作原理图，说明其工作过程中电磁铁的作用。
幻灯片 9：电磁继电器
构造：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，包括控制电路和工作电路两部分。
工作原理：
控制电路：由电磁铁、低压电源、开关组成，接通控制电路，电磁铁产生磁性，吸引衔铁。
工作电路：由用电器、高压电源、触点组成，衔铁被吸引后，带动触点闭合或断开，控制工作电路的通断。
作用：
实现低电压、弱电流控制高电压、强电流。
实现远距离操作和自动控制（如温度控制、光控等）。
图示：展示电磁继电器的构造图和工作原理图，标注各部分名称和电流路径。
幻灯片 10：课堂练习
选择题：
下列关于电流磁效应的说法，正确的是（ ）
A. 只有通电螺线管周围才有磁场 B. 奥斯特实验说明磁能生电 C. 电流的磁场方向与电流方向无关 D. 通电直导线周围存在磁场
用安培定则判断通电螺线管的磁极时，下列操作正确的是（ ）
A. 右手握住螺线管，四指指向 N 极 B. 右手握住螺线管，大拇指指向电流方向 C. 右手握住螺线管，四指指向电流方向 D. 左手握住螺线管，大拇指指向 S 极
关于电磁铁，下列说法错误的是（ ）
A. 电磁铁的磁性有无可以控制 B. 电磁铁的磁性强弱可以控制 C. 电磁铁的磁极方向不能控制 D. 电磁铁插入铁芯后磁性增强
填空题：
奥斯特实验表明，周围存在磁场，这种现象叫做。
通电螺线管的磁场分布与__________的磁场相似，其磁极可以用__________定则来判断。
电磁铁是内部插入__________的通电螺线管，它的磁性强弱与__________、__________和__________有关。
作图题：
根据电流方向，标出通电螺线管的 N 极和 S 极（给出螺线管电流方向图）。
根据通电螺线管的 N 极和 S 极，标出螺线管中的电流方向（给出螺线管磁极图）。
幻灯片 11：课堂总结
电流的磁效应：奥斯特实验发现电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。
通电导线的磁场：
直导线：磁感线是同心圆，用右手螺旋定则判断方向。
螺线管：磁场类似条形磁体，有 N、S 极，用安培定则判断磁极。
电磁铁：由通电螺线管和铁芯组成，磁性可控制、强弱可调节、磁极可改变，应用广泛。
核心意义：电流的磁效应揭示了电与磁的联系，为电磁学的发展奠定了基础，推动了众多电气设备的发明。
方法提炼：通过实验探究发现规律（奥斯特实验），用定则判断方向（安培定则），体现了物理学 “实验→规律→应用” 的研究路径。
幻灯片 12：课后作业
书面作业：完成课本中关于电流磁场的练习题，包括安培定则应用、电磁铁特点分析等。
实践作业：
自制简易电磁铁：用导线在铁钉上绕制线圈，连接电源，观察其吸引铁钉的情况，改变电流大小或匝数，观察磁性变化。
绘制通电螺线管的磁感线分布，并标注电流方向和磁极。
拓展作业：查阅资料，了解电磁继电器在自动控制中的具体应用（如水位自动控制装置），绘制其工作原理图并说明工作过程；或探究为什么铁芯能增强电磁铁的磁性。
2024北师大版物理九年级全册
14.3电流的磁场
第十四章 电与磁
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
学习目标
了解通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场的相似性。
02
了解电流周围存在磁场。
01
03
知道右手螺旋定则，会利用右手螺旋定则判断通电螺线管两端的极性。
1.磁性：能够吸引含有 等物质的性质。
2.磁体：具有磁性的物体。
3.磁极间的相互作用：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。
4. 磁场是存在于磁体周围的一种特殊 。
5.磁场对于放入其中的磁体会有 的作用。
6.磁场方向：小磁针静止时 极所指的方向。
7.磁体周围磁感线分布图:
温故知新
铁、钴、镍
排斥
吸引
物质
力
N
带电体和磁体这些相似的性质是一种巧合呢？还是它们之间存在着某些联系呢？
1.带电体有吸引轻小物体的性质，
磁体能吸引铁、钴、镍等物质。
2.带电体有正负电荷之分，
磁体有N、S极之分。
3.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
观察与思考
科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。
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。
奥斯特
磁针会转动吗？
将一枚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。
电流的磁效应
现象：
通电时小磁针发生偏转；断电后小磁针继续指南北；改变电流方向，小磁针偏转方向也改变。
结论：
1.通电导体周围存在磁场。
2.磁场的方向跟电流的方向有关。
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。
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？
磁场太弱
怎样才能使电流的磁场变强呢？
1
2
将一根通电导线沿一个方向绕成螺线管，就能起到增强磁场的效果。
螺线管
螺线管
通电螺线管的磁场分布规律是怎样的呢？
通电螺线管的外部磁场和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。
1.通电螺线管周围存在磁场，它的磁场与条形磁体相似。
2.若改变电流方向，通电螺线管的N极和S极也改变，且正好对调。
名称 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 外部磁场分布相似，有N极和S极 磁性 具有吸铁性、指向性、两极磁性最强
总结
仔细观察螺线管的绕线方法，并画出示意图，并判断螺线管中电流的可能方向，标示在示意图上。
观察与思考
你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中电流方向的关系表述出来吗？
蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，说：N 极就在我的左边。
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。
在发现一个物理规律后，如果能够采用一个巧妙的办法把它表述出来，则既方便记忆，又便于我们发现其中各量之间的联系。
对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用右手螺旋定则来表述。
用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
N
S
电源
S
N
N
S
+
—
在通电螺线管内部，磁场方向从S极回到N极。
思考一下小磁针在螺线管内部的方向
1．判断下面螺线管的N极和S极：
2．判断下面螺线管中的电流方向：
N
S
S
N
N
S
练一练
知识点1
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1．如图所示的是“探究通电直导线周围磁场”的实验装置。
(1)小磁针放置在桌面上静止时，将直导线AB沿________(填“东西”“南北”或“任意”)方向放置在小磁针正上方，实验时效果最明显。
(2)闭合开关后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在__________，此现象最早是由物理学家________发现的。
(3)改变直导线中电流的方向，小磁针的偏转方向发生了
改变，说明电流周围的磁场方向与____________有关。
南北
电流的磁效应
磁场
奥斯特
电流方向
2．[2025·郑州模拟改编]一根导线磁场太弱了，把导线做成螺线管形状，各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就强得多。通电螺线管外部的磁场分布如何呢？小点进行了探究。
【实验思路】
(1)参考前面在玻璃板上撒铁屑、放小磁针看指向的办法来进行探究，撒铁屑主要是为了推断________________________________，放置小磁针是为了________________________________。
通电螺线管周围磁场分布特点
知识点2
通电螺线管周围的磁场
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显示通电螺线管周围磁场的方向
【实验过程】
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑，按照电路图连接器材，闭合开关后______________(填写操作方法)，细铁屑的排列如图所示；由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与________磁体的磁场分布相似。
(3)通电后小磁针静止时的分布如图所示，则通电螺线管的右端为________极；当改变螺线管中的电流方向时，发现小磁针N极指向发生改变，此现象说明通电螺线管外部磁场方向与________方向有关。
轻敲玻璃板
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条形
N
电流
(4)只改变电流方向，铁屑的分布形状________(填“不改变”或“发生改变”)。
(5)若要探究“通电螺线管外部磁场强弱与电流大小的关系”，需要多次改变电路中的电流，最简便的方法是在电路中串联一个_________。
A．滑动变阻器 B．定值电阻
不改变
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A
3．如图所示的为四位同学判断通电螺线管极性时的做法，正确的是( )
A
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知识点3
右手螺旋定则
4．[2024·宿迁中考]如图所示，根据电流方向，请在虚线框内标出通电螺线管和小磁针静止时的磁极。
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解：如图所示。
方法点睛：运用右手螺旋定则判断通电螺线管的极性的“三步法”：1标——标出螺线管中电流方向；2指——用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向；3确定——根据大拇指的指向确定通电螺线管的N极。
5．在图中，根据磁感线的方向，标出通电螺线管和小磁针的N、S极及电源的正、负极。
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解：如图所示。
6．[2024·东营中考]闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出电源的“＋”“－”极。
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解：如图所示。
7．[2025·合肥模拟]如图所示的是奥斯特实验的示意图，下列说法正确的是( )
A．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
C．通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
C
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8．小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S时，通电螺线管磁感线方向如图所示(图中未画出小磁针转动方向)，则下列判断正确的是( )
A．通电螺线管的右端为N极
B．电源的右端为负极
C．小磁针一直保持静止
D．小磁针N极顺时针转动
D
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9．[2025年1月洛阳期末]将一条形磁铁靠近通电螺线管时，它们互相吸引(如图所示)，请在螺线管上画出导线的绕向。
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解：如图所示。
10. [原创题]通电螺线管的内部有磁场，那么其磁场的方向与外部磁场方向是否相同呢？请你设计实验。
【猜想与假设】
(1)磁感线是一些________(填“闭合”或“不闭合”)的曲线，在螺线管外部磁感线是由____极发出，回到______极，那么内部的磁感线则应是由______极到______极。(后四空均填“N”或“S”)
闭合
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N
S
S
N
【实验设计】
(2)因在探究螺线管外部磁场时使用的________能够显示磁场的方向，因此可将其放置在通电螺线管的________(填字母)处，用它来确定螺线管内部磁感线的方向。
小磁针
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A
【实验结论】
(3)请在下图中用箭头标出正确的磁感线方向。(螺线管外部及内部各标出一个箭头)
[元认知·总结]通电螺线管内部磁场的方向与其外部磁场的方向是________(填“相同”或“相反”)的。
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相反
如图所示。
11. [跨学科·地理]太阳风暴爆发时，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用。地磁场北极在地理________(填“南极”或“北极”)附近，如果将地球看作一个表面均匀带电旋转的球体，地球自转的方向是自西向东，那么这个球体表面应该带________电荷。
南极
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负
思路点睛：地球相当于一个巨大的条形磁体，磁极刚好和地理位置大致相反，即地理位置的北极附近是地磁的南极(S)，地理位置的南极附近是地磁的北极(N)；通过右手螺旋定则可知，地球表面电流的方向是自东向西，与地球自转的方向相反，因为电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，因此地球表面带负电荷。
电流的磁场
通电螺线管周围的磁场
通电导线周围存在磁场
电流的磁效应
磁场的方向与电流的方向有关
与条形磁体周围磁场相似
用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极
奥斯特实验
磁场的方向与电流的方向有关
右手螺旋定则
谢谢观看！

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