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20.2电生磁
第二十章 电与磁
人教版2024版物理九年级全册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
20.2 电生磁教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能准确阐述电流的磁效应，详细描述奥斯特实验的过程、现象及结论，清晰认识到电流周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关。
熟练掌握安培定则的内容，能够运用安培定则准确判断通电螺线管的磁极极性以及电流方向，正确绘制通电螺线管的磁感线分布。
深入理解电磁铁的构造、工作原理，明确其磁性强弱的影响因素（电流大小、线圈匝数、有无铁芯），并能解释电磁继电器的工作原理和在实际生活中的应用。
（二）过程与方法目标
通过参与奥斯特实验、探究通电螺线管磁场等实验，培养学生的观察能力、实验操作能力和科学探究能力，学会从实验现象中归纳总结物理规律。
在运用安培定则判断磁极和电流方向的过程中，锻炼学生的空间想象能力和逻辑推理能力，提升知识迁移和应用能力。
通过分析电磁铁和电磁继电器的工作原理，培养学生将物理知识与实际生活相联系的能力，提高分析和解决实际问题的能力。
（三）情感态度与价值观目标
激发学生对电与磁之间奇妙联系的探索兴趣，培养学生对物理学科的热爱，增强学生学习物理的积极性和主动性。
通过实验探究活动，培养学生严谨的科学态度、团队协作精神和实事求是的科学作风。
引导学生关注电生磁知识在生活中的应用，如电磁起重机、电铃等，让学生体会物理知识的实用价值，提高学生将物理知识应用于生活实际的意识。
二、教学重难点
（一）教学重点
深刻理解电流的磁效应，熟练掌握奥斯特实验的相关内容，能够运用电流磁效应解释一些简单的电磁现象。
熟练运用安培定则判断通电螺线管的磁极和电流方向，准确绘制通电螺线管的磁场分布示意图。
掌握电磁铁的工作原理和特性，理解电磁继电器的工作过程及其在实际生活中的应用。
（二）教学难点
从奥斯特实验现象中抽象概括出电流磁效应的本质，理解电流周围磁场的存在和方向与电流方向的关系。
灵活运用安培定则，在复杂的通电螺线管情境中准确判断磁极和电流方向，培养学生的空间想象能力。
理解电磁继电器的工作原理，特别是其如何实现远程控制和自动控制，以及各部件在工作过程中的作用。
三、教学方法
实验探究法：通过演示奥斯特实验、探究通电螺线管磁场等实验，让学生直观感受电生磁现象，激发学生的探究欲望，培养学生的实验能力和科学思维。
讲授法：系统讲解电流磁效应、安培定则、电磁铁和电磁继电器的原理等基础知识，确保学生掌握核心概念和理论。
讨论法：组织学生讨论实验现象、安培定则的应用、电磁继电器的工作过程等问题，促进学生之间的思维碰撞，加深对知识的理解。
直观演示法：利用多媒体课件、动画、实物模型等直观手段，展示通电螺线管的磁场分布、电磁继电器的工作过程等抽象内容，帮助学生理解。
练习法：通过课堂例题讲解和课后作业练习，让学生巩固所学知识，提高运用知识解决实际问题的能力。
四、教学过程
（一）导入新课（5 分钟）
生活实例引入：展示一些生活中与电生磁相关的现象和设备图片，如电磁起重机搬运钢铁、电铃发声、扬声器工作等，提问学生：“这些设备为什么能够工作？它们背后隐藏着怎样的物理原理？” 引导学生思考电与磁之间的联系，激发学生的学习兴趣。
复习旧知：回顾之前学习的磁现象和磁场的相关知识，如磁体的性质、磁极间的相互作用、磁感线等，为引入电生磁的知识做好铺垫，提问学生：“既然磁体能产生磁场，那么电流是否也能产生磁场呢？” 从而引出本节课的课题 —— 电生磁。
（二）新课教学
电流的磁效应（15 分钟）
奥斯特实验演示：教师进行奥斯特实验演示，将小磁针放在直导线下方，闭合开关，让学生观察小磁针的偏转现象；断开开关，再次观察小磁针的状态。提问学生：“小磁针为什么会发生偏转？这说明了什么？” 引导学生思考电流与磁场之间的关系。
实验分析与结论：组织学生讨论实验现象，分析得出结论：通电导线周围存在磁场，即电流具有磁效应。进一步改变电流方向，让学生观察小磁针偏转方向的变化，引导学生总结出电流周围磁场的方向与电流方向有关。
历史介绍：简要介绍奥斯特发现电流磁效应的历史过程，强调这一发现的重要意义，它打破了电与磁相互独立的传统观念，揭示了电与磁之间的联系，为电磁学的发展奠定了基础，激发学生的科学探究精神。
通电螺线管的磁场（20 分钟）
实验探究：教师展示通电螺线管，让学生猜想通电螺线管周围是否存在磁场，以及其磁场分布与条形磁体的磁场分布是否相似。然后进行实验，在螺线管周围放置小磁针，通电后观察小磁针的指向，并用铁屑显示螺线管周围的磁场分布情况。
磁场分布分析：引导学生观察实验现象，对比通电螺线管和条形磁体的磁场分布，发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，也有两个磁极。提问学生：“如何判断通电螺线管的磁极极性呢？” 从而引出安培定则。
安培定则讲解与应用：详细讲解安培定则的内容：用右手握住通电螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。通过多个不同电流方向的通电螺线管实例，教师示范运用安培定则判断磁极极性的方法，然后让学生进行练习，教师巡视指导，及时纠正学生的错误。
绘制磁感线：让学生根据安培定则判断出的磁极极性，绘制通电螺线管的磁感线分布示意图，强调磁感线的方向在磁体外部是从 N 极出发回到 S 极，培养学生的绘图能力和空间想象能力。
电磁铁与电磁继电器（20 分钟）
电磁铁的构造与原理：展示电磁铁的实物，讲解电磁铁是由线圈和铁芯组成的，当线圈通电时，铁芯被磁化，电磁铁具有磁性；断电时，磁性消失。通过实验演示，如用电磁铁吸引大头针，改变电流大小、线圈匝数，观察电磁铁吸引大头针数量的变化，引导学生分析得出电磁铁磁性强弱的影响因素：电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强；插入铁芯后，磁性大大增强。
电磁继电器的工作原理：利用多媒体课件或动画展示电磁继电器的结构和工作过程，讲解电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等部分组成。当电磁铁通电时，具有磁性，吸引衔铁，使工作电路的触点闭合，工作电路接通；当电磁铁断电时，失去磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，工作电路的触点断开，工作电路切断。强调电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置，实现了远程控制和自动控制。
实际应用举例：列举电磁继电器在生活中的应用实例，如自动报警器、温度自动控制装置等，让学生分析这些装置中电磁继电器的工作过程，体会电磁继电器在实际生活中的重要作用，提高学生运用知识解决实际问题的能力。
（三）课堂小结（5 分钟）
知识梳理：引导学生回顾本节课的主要内容，包括电流的磁效应（奥斯特实验）、安培定则、通电螺线管的磁场、电磁铁的工作原理和特性、电磁继电器的工作原理和应用等，形成知识框架。
重点强调：强调本节课的重点知识，如电流磁效应的结论、安培定则的运用、电磁铁磁性强弱的影响因素、电磁继电器的工作过程，帮助学生巩固所学内容。
（四）课堂练习（10 分钟）
基础练习：给出一些关于安培定则应用的练习题，如已知通电螺线管的电流方向，判断磁极极性；已知磁极极性，判断电流方向等，让学生在练习本上完成，然后请几位学生上台板演，教师进行点评和纠正，规范解题步骤。
综合练习：提出一些综合性的问题，如 “在一个电磁继电器控制的电路中，若电磁铁的线圈匝数过少，会出现什么问题？应如何解决？” 让学生思考并回答，培养学生综合运用知识解决问题的能力。
（五）布置作业（5 分钟）
基础作业：完成课本课后练习题中与电生磁相关的题目，巩固课堂所学的基础知识和技能。
实践作业：让学生查阅资料，了解电生磁知识在现代科技中的更多应用，如磁悬浮列车、电磁选矿机等，并写一篇简短的科普小文章，介绍其中一种应用的原理和特点，拓宽学生的知识面，培养学生的自主学习能力。
五、教学反思
在本节课教学过程中，通过实验探究和多种教学方法的运用，学生对电生磁的知识有了较深入的理解。但在安培定则的应用和电磁继电器工作原理的教学中，部分学生仍存在理解困难。后续教学中，可增加更多实例和练习，加强对学生的个别指导；同时，利用更多直观手段，如 3D 动画演示，帮助学生更好地理解抽象知识，提高教学效果。
这份教案围绕 “20.2 电生磁” 教学目标设计教学流程。若你对教学环节时长、实验设计、例题难度等方面有修改需求，欢迎随时告诉我。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
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。
电现象和磁现象之间是否存在着某些联系呢？
1. 认识电流的磁效应；知道通电导体周围存在着磁场；知道通电螺线管的磁场与条形磁体相似。
2. 通过观察直导线电流磁场和通电螺线管的磁场实验，培养学生的空间想象力；会正确使用安培定则，会根据电流方向、线圈的绕向确定磁场方向。
1. 奥斯特实验
（1）探究电与磁是否存在联系
①如图甲所示，将一枚转动灵活的小磁针放置在直导线下方。然后使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。
②如图乙所示，把电源切断后，观察小磁针的变化。
③如图丙所示，改变导线中电流的方向，观察小磁针有什么变化？
一、电流的磁效应
④实验分析
小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场力的作用，表明通电导线和磁体一样，周围存在磁场。小磁针又回到原位，说明导线周围的磁场消失，表明导线周围的磁场是由电流产生的。电流方向改变时，小磁针的偏转方向发生改变，说明磁场方向发生了改变。进一步说明电流的磁场方向跟电流的方向有关。
（2）探究归纳：
①电流周围存在着磁场；
②电流的磁场方向跟电流的方向有关。
一、电流的磁效应
通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
奥斯特实验揭示了电和磁之间存在着联系，即“电生磁”。
2. 电流的磁效应
一、电流的磁效应
物理学家——汉斯·克海斯提安·奥斯特
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。
人物介绍
奥斯特塑像矗立
于奥斯特公园
一、电流的磁效应
主要成就
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。
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？怎样才能使电流的磁场变强呢？
如果将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会增强得多。
二、通电螺线管的磁场
1. 螺线管
将导线绕在圆筒上
螺线管示意图
（1）实验一
如图所示，用铜导线穿过硬纸板，绕成螺线管（或用螺线管演示器），在纸板上均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。
2. 实验探究：通电螺线管的磁场特点
实验现象与分析：
如图所示，可以看到小铁屑有规则地排列起来。从铁屑的分布情况来看，通电螺线管外部的磁场和条形磁体相似。
二、通电螺线管的磁场
（2）实验二
将小磁针放到通电螺线管周围不同的位置，包括螺线管内部，在纸板上记下小磁针在各个位置时的N极指向。
实验现象：看到周围小磁针的N极指向不同，内部小磁针N极指向相同，如图所示。
现象分析：
从小磁针N极指向来看，通电螺线管外部的磁感线是从通电螺线管一端出来回到另一端；内部磁感线的方向与外部磁感线的方向相反，如图所示。
二、通电螺线管的磁场
（3）实验三
在上面的实验中，改变螺线管中的电流方向，对照上次实验中的现象，观察小磁针的N极指向与原来是否相同。
实验现象：小磁针的N极指向与上次实验刚好相反。
现象分析：小磁针的N极指向改变，说明磁场方向改变了，即通电螺线管两端磁极的极性改变了。由此可知，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
探究归纳：
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
二、通电螺线管的磁场
3. 探究通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向间的关系
（1）设计并进行实验
取绕向不同的螺线管，向螺线管内通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极，实验现象如图所示。
二、通电螺线管的磁场
（2）实验现象分析
①甲、乙（或丙、丁）两个螺线管的绕法不同，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管两端的极性相同；
②甲、丙（或乙、丁）两个螺线管的绕法相同，螺线管中电流的方向不同，通电螺线管两端的极性不同。
二、通电螺线管的磁场
通电螺线管的绕法可能不同，电流流入的端点可能不同，但只要环绕螺线管的电流方向相同，通电螺线管两端的极性就相同。
（3）探究归纳：
通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向有关。
二、通电螺线管的磁场
（1）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？
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？
1. 安培定则——判断通电螺线管两端极性的方法
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。
三、安培定则
N
（2）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？
同学们 ……
N
N
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。
三、安培定则
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（也叫右手螺旋定则）来表述。
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
2. 安培定则的应用
（1）根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性.
（2）由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向.
（3）根据通电螺线管的南、北极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线.
三、安培定则
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。
（4）温馨提示：
三、安培定则
1. 世界上第一个发现“电流的磁效应”的科学家是( )
A
A. 奥斯特 B. 安培 C. 牛顿 D. 焦耳
返回
2. 某同学利用如图甲所示装置进行如下实验：断开开关，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、乙两图可得不管是否通电，导线周围都能产生磁场
B. 由甲、乙两图可得利用磁场可以产生电流
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
√
【点拨】图乙和图丙中，其他因素相同，只有电流方向不同，
小磁针的偏转方向不同，说明电流产生的磁场的方向与电流
方向有关。
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3.［2025·惠州惠城区期末］在“探
究通电螺线管外部磁场的方向”的
实验中，条形磁体周围的小磁针的
条形磁体
正、负极
增大电流
指向如图甲所示，通电螺线管外部小磁针的指向如图乙所示，
说明通电螺线管外部的磁场跟__________的磁场相似；要研
究通电螺线管外部磁场与电流方向的关系，可以把图乙中电
源的__________对调，要使通电螺线管磁性增强，可以
___________（只写一种方法即可）。
返回
4.请在图中标出通电螺线管的 极。
（第4题）
【解】如图所示。
返回
（第5题）
5.［2024·烟台］螺线管是汽车启动器的
一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽
车时，相当于给螺线管通电。如图所示，
螺线管的左端为___________极，小磁
针的左端为___________极， 为电源
的____极。
（或北）
（或北）
负
返回
6. 如图所示，通电螺线管旁的小磁针分
别静止在图示位置。请科学推断，最终决定通电螺线管极性
的是( )
D
A. 电源正负极的接法 B. 螺线管导线的环绕方向
C. 小磁针静止时 极的指向 D. 螺线管中电流的方向
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7. 如图甲所示，通电螺线
管的极性跟电流的方向有
关系，可以用安培定则来
B
A. 彼此远离 B. 彼此靠近
C. 距离保持不变 D. 无法判断
判断；环形电流可以看成是一匝线圈，如图乙所示；在图丙
中，把两个线圈和挂在水平光滑的固定绝缘细杆 上，
平行靠近放置且保持静止状态，当两线圈通入如图丙所示方
向相同的电流时，则两个线圈和 将( )
【点拨】线圈的左端为极，右端为极，则线圈和线圈
会相互吸引，即它们会相互靠近。
返回
（第8题）
8. 在如图所示通电螺线管的、 、
、四点各放一个小磁针
在螺线管内部，四点中小磁针 极
指向相同的是( )
D
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、、
（第8题）
【点拨】由安培定则可知，通电螺线
管左端为 极，螺线管内部磁场方向向
左，所以放在点的小磁针 极指向左
边。在通电螺线管的、、 点各放一
个小磁针，点的小磁针 极指向右
边；点的小磁针极指向左边， 点的
小磁针极指向左边，则、、三点小磁针 极指向相同。
返回
（第9题）
9. 实验室有一个旧的直流电源，其输出端的符
号模糊不清，无法分辨正负极。小典设计了下
面的判断电源两极的方法。在桌面上放一个小
磁针，在小磁针东面放一个螺线管，如图所示，
闭合开关后，小磁针
C
A. 电源端是正极，在电源内电流由流向
B. 电源端是正极，在电源内电流由流向
C. 电源端是正极，在电源内电流由流向
D. 电源端是正极，在电源内电流由流向
指南的一端向东偏转。下述判断正确的是 ( )
（第9题）
【点拨】因小磁针 极向东偏，则说明通
电螺线管左侧为 极。由安培定则可知，
电流由经螺线管流向，故 为电源的正
极，在电源内电流由流向 。
返回
10.如图是人工心脏泵示意图，
它可短时间代替心脏工作，
磁体固定在左侧，线圈 固
定在用软铁制成的活塞柄上，
左
流入
电流方向
活塞筒通过阀门与血管相通，阀门只能向外开启， 只能向
内开启，线圈中的电流从流向 时，活塞向____
（填“左”或“右”）运动，血液会______（填“流入”或“流出”）
活塞筒。工作时，通过改变线圈 的__________来改变活塞
的运动方向。
返回
（第11题）
11.如图甲所示，在通电导线下方有
一小磁针，其 极向纸内偏转，说明
通电导线周围存在磁场。如图乙所
示，如果大量电子沿着水平方向由
左向右飞过小磁针正上方，则此时
外
电子运动方向向右，电流方向向左，所以极向纸外偏转
小磁针的 极向纸____（填“内”或“外”）偏转，你判断的理由
是__________________________________________________。
返回
12.［2025·天津和平区期末改编］小磁针在通电螺线管磁场
的作用下静止在如图所示的位置，请标出：
①图中磁感线的方向；
②螺线管上的导线绕法。
（第12题）
【解】如图所示。
返回
13.在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验
中，我们可以采用如图所示实验装置，在
嵌有螺线管的硬纸板上均匀地撒上铁屑。
（1）闭合开关后______（填写操作方法）
硬纸板，观察细铁屑的排列如图所示。
轻敲
（2）若要通过实验的方式判断通电螺线管外部的磁场方向，
请你写出实验方案：__________________________________
_____________________________________。
将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时极的指向就是该点磁场的方向
（3）根据图中实验现象推断，通电螺线管内部也有磁场，
依据是__________________________。
通电后内部铁屑有规则排列
返回
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
四、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
四、课堂总结（3）
谢谢观看！

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