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(共26张PPT)
第二十章 电和磁
第2节 电生磁
素养目标
1.理解电流的磁效应，掌握通电螺线管磁场的特点，会用安培定则，了解电磁铁组成及磁性影响因素。
2.会运用逆向、类比思维分析实验，通过归纳法得出安培定则，提升逻辑推理与严谨性。
3.经历实验设计与现象观察，学会控制变量、分析数据，提升操作与问题解决能力。
4.学习奥斯特探索精神，认识电生磁在电磁铁等设备中的应用，知道物理知识实用价值。
创设情景，引入新课
如图所示，将一枚小磁针置于桌面上，在小磁针上方放一条直导线，使导线与电池触接，然后断开，看看电路连通时和断开后小磁针有什么变化。对调电池的正、负极，再做一次实验，继续观察小磁针的变化。
小磁针在实验中受到了磁场力的作用，这个磁场与电流有什么关系？
电流的磁效应
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，
在历史上相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的。到了19世纪初，一些哲学家和
科学家意识到，各种自然现象之间应该存在着相互联系。
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。
电与磁之间有着怎样的联系？今天一起学习—电生磁。
汉斯·克海斯提安·奥斯特，1777年8月14日－1851年3月9日，丹麦物理学家、化学家和文学家。在物理学领域，他首先发现载流导线的电流会产生作用力于磁针，使磁针改变方向。在化学领域，他发现了铝元素。十九世纪后期，在科学方面的后康德哲学和演进，由于他的写作而更见雏形。他创建了“思想实验”这名词，他也是第一位明确地描述思想实验的现代思想家。
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？
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
产生的。电流的方向改变时，小磁针的偏转方向发生改变，说明磁场的方向发生了改变。进一步说明电流的磁场方向跟
的方向有关。
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
（2）探究
归纳：
电流
电流
①电流周围存在着 ；
②电流的磁场方向跟 的方向有关。
2. 电流的磁效应
通电导线周围存在与 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”。
视频欣赏：《奥斯特实验》
磁场
电流
电流
通电螺线管的磁场
1. 螺线管
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。
2. 实验探究：通电螺线管的磁场特点
（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），在管里插入铁芯，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。
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 磁体相似。
条形
（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 ，如图所示。
相反
（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
磁体外部的磁场相似，通电螺线管的两端相当于 磁体的两个磁极。
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中 的方向有关。
条形
条形
电流
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。
（2）实验现象分析
①甲、乙（或丙、丁）两个螺线管的绕法 ，螺线管中电流的方向 ，通电螺线管两端的极性 ；
②甲、丙（或乙、丁）两个螺线管的绕法 ，螺线管中电流的方向 ，通电螺线管两端的极性 。
不同
相同
相同
相同
不同
不同
（3）探究归纳：
通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的
方向有关。
通电螺线管的绕法可能 ，电流流入的端点可能 ，但只要环绕螺线管的电流方向 ，通电螺线管两端的极性就 。
电流
相同
不同
不同
相同
视频演示——《探究通电螺线管的磁场》
安培定则
1. 安培定则——判断通电螺线管两端极性的方法
（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？
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。
（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。
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？
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。
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。
（4）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 的方向， 的方向一致则通电螺线管两端的极性就 。
② 通电螺线管的N极和S极一定在通电螺线管的 。
③判断时必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中 的方向一致。
请标出通电螺线管的N、S极
电流
电流
相同
电流
两端
课堂总结（1）
课堂总结（2）
通电螺线管与条形磁体的磁场对比
课堂总结（3）
电
生
磁
安培定则
通电螺线管的磁场
电流的磁效应
奥斯特实验：通电导体的周围存在磁场
电流的磁效应：通电导线周围存在与电流方 向有关的磁场
与条形磁体的磁场相似
磁场方向与电流的方向有关，与绕线方向有关
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。
课堂练习
1.如图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的正、负极.
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.
磁场
N
电流方向
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
C
4.请你根据图中通电螺线管中的电流方向判定螺线管的极性.
5.如上右图所示，开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针的指向将怎样变化
下 课
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