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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1. 通过实验了解电流周围存在磁场。
2. 探究通电螺线管外部磁场的分布情况和方向，了解通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
3. 会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性
重点：1. 通电导体周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关。
2. 通电螺线管外部磁场与条形磁铁相似，其极性由电流环绕方向决定，可用右手螺旋定则判定。
难点：1. 理解“电流的环绕方向”这一抽象概念，正确运用右手螺旋定则判断磁极。
2. 区分“电流流入端”与“电流环绕方向”的本质差异，避免将极性归因于单一因素。
【自主学习】
1．1820年，丹麦物理学家__________发现了电流的磁效应。
2．通电导体跟磁体一样，周围存在着__________，磁场的方向与__________方向有关。
3．我们把导线在圆柱形空心筒上绕成的螺纹状线圈叫做__________。通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似，其磁场的磁性与螺线管中
__________的方向有关。
4．右手螺旋定则：通电螺线管的__________可用右手螺旋定则来判定。用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中的__________方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的__________极。
【合作探究】
1.活动：观察通电直导线周围的磁场
研究通电直导线周围的磁场
如图：把小磁针放在桌面上，将一根直导线平行置于小磁针的上方。
（1）当导线中没有电流通过时，小磁针指向什么方向
（2）将导线的两端接入电路，闭合开关，此时导线中有电流通过了，观察小磁针的指
向有没有变化？这说明了什么
通电时，小磁针发生偏转
（3）再使通过导线的电流方向与刚才实验时的方向相反，观察小磁针的指向是否发生改变？这又说明了什么
（4）实验结论：______________________________________________________________________
思考1：通电前，小磁针应该怎样放置？为什么？
思考2：在奥斯特实验中，如果导线通电时小磁针偏转不明显，那么应如何改进？
思考3：还有什么办法可以让电流的磁场变强吗？
螺线管
思考3：如图：将导线绕成螺线管,让导线集中起来绕成管状，各导线产生的磁场_________在一起。可以让电流的磁场_______。
1.螺线管
我们把导线在圆柱形空心筒上绕成的___________，叫做螺线管。这是一种重要的电磁器件。
下面，我们探究一下通电螺线管的磁场是什么样的？
2.探究通电螺线管外部磁场的方向
（1）观察通电螺线管周围的铁屑分布
实验步骤：①将螺线管、开关、滑动变阻器，电池组用导线串联起来，组成一个简单的电路。
②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，轻敲有机玻璃板，观察铁屑的分布情况。
实验表明：通电螺线管的周围存在着_______，通电螺线管外部的磁场与_________周围的磁场很相似。
（2）探究通电螺线管的极性与电流方向的关系
实验步骤：①按图（a）所示电路，用导线把如图（b）所示的器材串连接起来。
②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。
③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。
实验表明：通电螺线管两端的磁极与_________有关，改变电流方向，小磁针 N 极指向也_________。
思考讨论1：在“观察通电螺线管周围的铁屑分布”实验中，轻敲有机玻璃板的目的是什么？
思考讨论2：通过以上活动，可以得出什么结论？
1.安培定则:常用来表述通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系。
右手螺旋定则：用__________握住螺线管，让__________跟螺线管中的电流方向_______，则大拇指所指的那端就是螺线管的______。
注意:右手螺旋定则中所说的“电流的方向”，是指螺线管中“电流的环绕方向”，右手四指的弯曲方向应与电流的环绕方向一致。
2.安培定则的应用
（1）依据绕线确定的螺线管中电流的方向，判断它的磁极；
（2）根据极性判定电流方向
由图中小磁针静止的指向，标出通电螺线管的N、S极和电源的正负极
（3）由螺线管两端导线的电流方向及磁极，对螺线管绕线。
拓展延伸
直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则来判断
安培定则（右手螺旋定则）
用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
【归纳整理】
1.奥斯特的实验表明：通电导体和磁体一样，周围也存在着磁场。
2.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；通电螺线管的磁极与电流的方向有关。通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系可用右手螺旋定则(安培定则)来判定。
3.安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
【课堂练习】
1．关于电磁学的知识，下列说法错误的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．通电导体周围存在真实的磁感线
C．磁极间的相互作用都是通过磁场发生的
D．司南能指南北是因为受到地磁场的作用
2．如图所示，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，接通电路，发现小磁针偏转。关于该实验说法正确的是（ ）
A．该实验说明电流周围存在磁场
B．最早发现该实验现象的科学家是牛顿
C．移去小磁针后通电导线周围不存在磁场
D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
3．如图所示，A端为通电螺线管的________（选填“N”或“S”）极，B端为电源的________ （选填“正”或“负”）极。
【课后巩固】
1.（课本11页第1题）在图（a）（b）中，标出通电螺线管的N极和S极
2.（课本12页第2题）标出图中通电螺线管的电流方向。
3.（课本12页第3题）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：通电螺线管的极性与电流从哪一端流入线圈有关。
乙同学：通电螺线管的极性与导线的环绕方向有关。
丙同学：通电螺线管的极性与电流的环绕方向有关。
请你对这三位同学的说法作出评价。
1．如图所示，当闭合开关S后，通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端，则（ ）
A．通电螺线管的端为极，电源端为正极
B．通电螺线管的端为极，电源端为负极
C．通电螺线管的端为极，电源端为正极
D．通电螺线管的端为极，电源端为负极
2．如图所示，a、b分别为电流表两接线柱，c、d分别为电源两极。闭合开关后，把小磁针放在甲端的左侧附近静止时N极指向通电螺线管甲端，则以下判断正确的是（ ）
A．螺线管甲端为N极，另一端为S极
B．螺线管的极性与电流环绕方向有关
C．若d为正极，则a为“-”接线柱
D．螺线管的极性跟电源c、d正负极无关
3．如图所示是一款悬浮月球灯，通电时，月球灯可悬浮在底座上方，右侧虚线框内是它的内部简化结构。月球灯悬浮利用了（ ）
A．电流的热效应 B．电流的磁效应
C．同名磁极相互排斥 D．异名磁极相互吸引
4.为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极，李敏同学将该电池和一螺线管相连，闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判断a端是通电螺线管的 极，c端是铅蓄电池的 极。
5．小明的妈妈为其购买了一个电学试验箱，小明利用电学试验箱中的实验器材完成了以下几个实验。
①小明为了探究电流与电阻的关系设计了如下电路图。电源电压保持6V不变，实验用到的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω，滑动变阻器的型号为“50Ω 0.5A”。
(1)请根据图甲把图乙所示的实物电路连接完整。（导线不允许交叉）
(2)小明先将10Ω的定值电阻接入电路进行实验，移动滑片，当电压表示数为设定电压U时，电流表示数如图丙所示，此时电流为 A。
(3)小明用另一定值电阻替换10Ω电阻进行实验，忘了将滑片移到阻值最大处，滑片依然保持在上次实验所在的位置，闭合开关，发现电压表示数为3V，此次接入定值电阻的阻值为 Ω。为了使电压表的示数仍为U，应该将滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
(4)五次实验中，有一次实验无论怎样移动滑片，都不能将电压表的示数调到U，在量程不变的条件下，实验设定电压表示数不变可选的电压范围 V。
②小明同学为了研究电流的磁效应又对下列实验进行了探究：
(5)由图甲、丙两次实验可知，通电导线产生的磁场方向与 有关。
(6)如图丁所示，闭合开关后，发现原本静止的小磁针顺时针旋转了90°，则电源的右端是 极。
(7)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，当小磁针摆放较远时实验效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【课前预习】
答案：1.奥斯特2.磁场 电流3.螺线管 条形电流4. 极性 电流 N
【合作探究】
探究点一：
答案：1.（1）没有电流通过时，小磁针静止时N极指向地理北极，S极指向地理南极。
（2）说明：通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场。
（3）现象：改变电流方向时，小磁针的偏转方向也发生改变。
说明：磁场的方向与电流的方向有关。
（4）通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场。磁场的方向与电流的方向有关。
思考1：通电前，导线必须与小磁针平行放置，小磁针放置在南北向。
因为小磁针受地磁场作用，静止在南北方向，便于比较通电前后小磁针偏转情况。
思考2：说明电流产生的磁场的强度太弱，应增强磁场。
可以增大导线中的电流，减小导线与小磁针的距离，为了保护电路，实验时间不宜过长，应及时切断电路。
思考3：叠加 变强
探究点二：
答案:1. 螺纹状线圈2.（1）磁场 条形磁铁
（2）电流方向 发生变化
思考讨论1：参考答案：轻敲有机玻璃板时，有机玻璃板的振动使铁屑瞬间脱离表面，摩擦力减小，便于铁屑在磁场力的作用下规则排列，从而显示磁场的分布状况。
思考讨论2：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场很相似，两极磁场强，中间磁场弱，其磁场的极性与螺线管中电流的方向有关。
探究点三：
答案:1. 右手 四指弯曲的方向 一致 N极
2.（1）答案：
（2）答案： （3）答案：
【课堂练习】
1.【答案】B
【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，第一个发现了电与磁之间的联系，故A正确，不符合题意；
B．通电导体周围存在磁场，磁感线是为了形象描述磁场而画出的线，磁感线是不存在的，故B错误，符合题意；
C．同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引；磁极间的相互作用都是通过磁场发生的，故C正确，不符合题意；
D．司南是磁体，司南能指南北是因为受到地磁场的作用，故D正确，不符合题意。
故选B。
2.【答案】A
【详解】A．给直导线通电后，小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A正确；
B．最早发现该实验现象的科学家是奥斯特，不是牛顿，故B错误；
C．给直导线通电后，小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，磁场是客观存在的，移去小磁针后通电导线周围仍然存在磁场，故C错误；
D．电流的磁场方向与电流方向有关，所以改变电流方向，小磁针偏转方向改变，故D错误。
故选A。
3.【答案】N 正
【详解】[1]根据安培定则可知，用右手握螺线管，四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极，则A端为通电螺线管的N极。
[2]由图可知，电流从右后方流入，左前方流出，故电源左端为负极，右端为正极，即B端为电源的正极。
【课后巩固】
基础练习
1.答案：图(a）、(b)均为左端N极，右端S极。
解析：运用安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲，与电流的方向一致，大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。可判断图(a）、(b)均为左端N极，右端S极。
2.答案：图（a）中通电螺线管的电流从左边导线流人，从右边导线流出；而图（b）中通电螺线管的电流则从右边导线流人，从左边导线流出。
解析：运用安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲，与电流的方向一致，大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，由此可知图（a）中通电螺线管的电流从左边导线流人，从右边导线流出；。图（b）中根据异名磁极互相吸引可判断螺线管右端为N，然后运用安培定则可知图（b）中通电螺线管的电流则从右边导线流人，从左边导线流出。
3.答案：丙同学的观点正确
解析：通电螺线管的极性与电流的环绕方向有关，结合安培定则进行判断。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。
能力提升
1.【答案】C
【详解】如图所示，因为小磁针N极转向Q端，所以可知Q端为S极，P端为N极，则根据安培定则可知，电流是从a端出发流入通电螺线管的，所以a端为电源正极。
故选C。
2.【答案】BD
【详解】A．由磁极间的作用规律可知，靠近小磁针N极的螺线管甲端为S极，另一端为N极，故A错误；
BD．由安培定则可知，螺线管的极性与电流环绕方向有关，与电源正负极无关，图中无绕线方法，正负极不同，绕法不同，电流方向也能保持一致，故BD正确；
C．若d端为正极，则电流从电流表a端流入，故a为“＋”接线柱，故C错误。
故选 BD。
3.【答案】BC
【详解】AB．底座内部有一个金属线圈，通电有磁性，断电无磁性，说明月球灯是利用电流的磁效应工作的，故A不符合题意，B符合题意；
CD．月球灯悬浮在空中时，灯内部磁铁的下端和电磁铁上端是同名磁极，同名磁极相互排斥，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故C符合题意，D不符合题意。
故选BC。
4.【答案】 S 正
【详解】[1]小磁针的N极与螺线管的左端靠近，根据磁极间的作用规律，可以判断出螺线管的左端为S极，即a端是通电螺线管的S极。
[2]螺线管的右端为N极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入，右端流出；在电源外部，电流是从电源正极出发，经过外电路回到电源负极，由此可知，c端为电源的正极。
5.【答案】(1)
(2)0.2 (3) 20 右(4)2.25~2.5 (5)电流方向(6)正(7)增大通电螺线管中的电流
【详解】（1）由图甲可知，电压表与定值电阻并联，且滑片向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，所以应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路中，连接实物图时，电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，滑动变阻器要“一上一下”接入电路中，如图所示：
（2）由图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，此时电流表的示数是0.2A。
（3）[1][2]由欧姆定律可知，将10Ω的定值电阻接入电路时，电压表的示数UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
串联电路两端的总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-2V=4V
由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻
由串联电路的电压特点可知，更换电阻后，滑动变阻器两端的电压U滑'=U-UV'=6V-3V=3V
根据欧姆定律可知，此时电路中的电流
则此次接入的定值电阻的阻值
根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，即增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V不变。
（4）设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律可知，滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=6V-UV
则即 ①
因电压表示数UV为定值，由①式知，当定值电阻取最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得解得UV=2.25V，由此可知，该实验中电压表示数最小只能调到2.25V；若设定定值电阻两端的最大电压是UV′，将5Ω电阻接入电路中时，电路中的电流最大，由题意可知，滑动变阻器的型号为“50Ω 0.5A”，所以电路中的最大电流是0.5A，此时定值电阻两端的最大电压UV'=I大R0=0.5A×5Ω=2.5V
实验设定电压表示数不变可选的电压范围是2.25~2.5V。
（5）比较图甲和丙，当导线中电流方向改变后，小磁针的转动方向也改变，而小磁针转动方向的改变是因磁场方向改变导致的，所以通电导线产生的磁场方向与电流方向有关。
（6）闭合开关后，小磁针顺时针旋转90°，说明小磁针S极和螺线管的左端相互吸引，根据磁极间的相互作用规律“异名磁极相互吸引”可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极。再根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向N极，则四指环绕方向为电流方向，可判断出电流从电源右端流入，所以电源的右端是正极。
（7）因为通电螺线管磁场强弱与线圈匝数、电流大小和有无铁芯有关，为增强螺线管的磁场，可以增大螺线管中的电流。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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