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(共38张PPT)
人教版物理(新教材)九年级全册
第2节 电生磁
第二十章 电与磁
核心素养目标
1.物理观念
2.科学思维
①能通过对比实验现象，归纳出电流方向改变导致磁场方向反转的规律；②能运用类比法(如牵牛花茎缠绕)建立“右手螺旋关系”，并提炼安培定则的逻辑结构。
3.科学探究
能设计并实施探究通电螺线管外部磁场分布的实验方案，合理使用小磁针和铁屑。通过实验、分析、比较等方法，认识电流周围的磁场分布特点。
4.科学态度与责任
①能体会奥斯特发现电与磁联系的科学精神，理解科学探索需要坚持与创新；②能认识到电磁现象在现代科技中的广泛应用，增强技术应用的社会责任感。
①知道电流周围存在磁场，知道直线电流磁场的特点；②认识通电螺线管周围磁场的特点；③了解安培定则可表示通电螺线管磁场的方向与电流方向的关系。
教学重点01①通电导线周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关。②通电螺线管外部磁场分布与条形磁体相似，其极性与电流环绕方向有关。教学难点02①理解通电螺线管磁场方向与电流方向之间的空间关系，克服空问想象困难。②掌握安培定则的使用方法，实现从“右手动作”到“磁场指向”的准确转化。教学重点难点课堂导入
N
S
N
S
N
S
同名磁极相互排斥
异名磁极相互吸引
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
知识回顾
电现象和磁现象之间是否存在某种联系呢？
探究新知
电流的磁效应
　　1820年丹麦物理学家奥斯特在做实验时终于发现：当导线中通过电流时，它下方的磁针会发生偏转。这个发现令奥斯特极为兴奋，他怀着极大的兴趣又继续做了许多实验，终于证实电流的周围存在着磁场，
在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。
1. 奥斯特的发现
　　他的发现，揭示了电与磁的联系，打开了电磁学领域的一扇大门，使人类对磁与电现象的研究进入了一个新的发展时期。
探究新知
　　将导线沿南北方向水平架设在可自由转动的小磁针上方附近，当小磁针静止时，让导线中通有短时间的强电流，
你看到了什么现象？改变导线中的电流方向，
你又看到了什么现象？这些现象说明了什么？
演示实验
【实验】电流对小磁针的作用
当电路闭合时，小磁针发生偏转；
改变电流方向，小磁针发生反向偏转。
说明通电导线周围产生了磁场。
说明通电导线产生的磁场方向与电流方向有关。
探究新知
【学习任务一】奥斯特实验
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．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
B．该实验说明电流周围存在磁场
C．利用该实验原理可以指成发电机
D．最早发现该实验现象的科学家是法拉第
解：A、奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关，故改变电流方向，小磁针偏转方向改变，故A错误；
B、该实验说明电流周围存在磁场，故B正确；
C、利用该实验原理即电流的磁效应可以制成电磁铁、电磁继电器等，故C错误；
D、最早发现该实验现象的科学家是奥斯特，故D错误。故选：B。
B
探究新知
　　大量实验表明，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。
2. 电流的磁效应
电流的磁场方向跟电流方向有关。
通电
断电
改变电流方向
磁针发生转动
磁针反向转动
探究新知
【学习任务二】电流的磁效应
如图所示，将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明____________________。
改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，
表明___________________________________。
解：将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明通电导体周围存在磁场；
改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明产生的磁场方向也改变，即表明通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
故答案为：通电导体周围存在磁场；通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
通电导体周围存在磁场
通电导体周围的磁场方向与电流方向有关
探究新知
奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场。
通电直导线周围磁场强弱的影响因素是什么呢？
其周围的磁场是怎么分布的呢？
探究新知
演示实验
【实验1】通电直导线周围磁场强弱的影响因素
通电直导线周围磁场强弱与到直导线的距离有关，距离越近，磁场越强。
通电直导线周围磁场强弱与通电直导线的电流大小有关，电流越大，磁场越强。
探究新知
　　如图所示，让直导线坚直穿过水平纸面并通电，可以用放在水平纸面上可自由转动的小磁针静止时N极的指向，研究导线周围各点的磁场方向；　　　　
　　在导线周围的水平纸面上均匀地
撒上一些铁屑，轻敲纸面，观察铁屑
的分布情况，从而可以看出直线电流
周围磁场的分布情况。
演示实验
【实验2】直线电流周围的磁场
探究新知
　　由实验可以看出，通电直导线周围的磁场，在垂直于通电直导线的平面内呈环形分布；改变电流的方向，小磁针的指向也发生变化，说明磁场的方向也发生了改变。
探究新知
I
通电直导线周围磁场是以直导线上一点为圆心的一组同心圆。
这些同心圆位于与直导线垂直的平面上。（环形磁场）
探究新知
通电螺线管的磁场
　　奥斯特的发现激励了科学家们的探索热情。他们让电流通过弯成各种形状的导线，研究电流产生的磁场。其中，将导线沿一个方向绕成螺线管，应用非常广泛。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，就能起到增强磁场的效果。
1. 螺线管
螺线管示意图
通电螺线管的磁场分布规律又是怎样的呢
探究新知
演示实验
【实验】探究通电螺线管外部磁场的方向
实验目的
1. 探究通电螺线管外部磁场分布的特点。
2. 探究通电螺线管外部磁场的方向。
实验思路
首先观察通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似，
然后找出通电螺线管的极性与环绕电流方向之间的关系。
探究新知
实验器材
螺线管、电源、开关、导线、有机玻璃板、铁屑和小磁针等。
实验步骤
1. 在一块玻璃板上安装导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑。
2. 按照你设计的电路图，将螺线管等器材连接起来，然后闭合开关，给螺线管通电，轻轻敲击玻璃板面，观察玻璃板面上铁屑的分布情况。
探究新知
通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。
探究新知
3. 仔细观察螺线管的结构，把螺线管用导线跟电源连接，弄清螺线管导线中电流的环绕方向。在螺线管的一端放一个小磁针，用小磁针判断通电螺线管的N极和S极。改变螺线管导线中电流的环绕方向，再次判断螺线管的N极和S极。
S
N
S
N
N
S
N
S
S
N
S
S
N
N
通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
S
N
通过上面的实验可以得出以下结论：
①通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。
②通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
探究新知
总结归纳
探究新知
【学习任务三】探究通电螺线管的磁场特点
为了研究通电螺线管外部的磁场分布情况，可在螺线管的两端
放上小磁针，在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板，
小磁针的指向和铁屑的排列情况，如图所示。请回答下列问题：
（1）通电后小磁针静止时的分布如图所示，此时，小磁针____（填“N”或“S”）极的指向就是该点的磁场方向。
（2）改变螺线管的绕线方向，发现小磁针南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管的______方向有关。
（3）实验结论：通电螺线管外部的磁场和______条形磁体的磁场相似。
N
电流
条形
探究新知
解：（1）将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向；
（2）改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动发生改变，可以说明：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；
（3）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后轻轻敲动玻璃板，细铁屑的排列如图所示，铁屑受到磁场力的作用而有规律地排列，与磁感线的形状相似，所以可以判断：通电螺线管外部磁场的分布与条形磁体相似；
故答案为：（1）N；（2）电流；（3）条形。
探究新知
【变式训练】探究通电螺线管的磁场特点
如图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向；
对调电源正负极，重复上述操作。下列说法不正确的是（　　）
A．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B．闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
C．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变
D．通过实验可总结出通电螺线管的磁极性和电流方向的关系
解：A、小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向，故A正确；
B、闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向是不同的，因为a点小磁针N指向左下；b点小磁针N指向左上，磁场方向不同，故B错误；
C、对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变，故C正确；
D、通过实验可总结出通电螺线管的磁极性和电流方向的关系，故D正确。故选：B。
B
探究新知
　　人们在发现和表述物理规律的同时，常常采用一些科学、巧妙的方法来帮助我们方便地记忆和运用这些物理规律。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？
蚂蚁：我沿着电流方向绕螺线管爬行时，N极就在我的左边。
猴子：我用右手把螺线管夹在腋下，如电流沿我手臂所指的方向流动，N极就在我前方。
N
S
N
S
牵牛花：
如果电流沿着我的卷须向上的缠绕方向流动，N极就沿我的生长方向。
S
N
探究新知
安培定则
1.内容：通电螺线管外部的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。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：
　　用右手握住螺线管，让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。
探究新知
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。
N
S
探究新知
②由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向（及电源正负极）。
N
S
N
S
探究新知
a. 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。
b. N极和S极一定在通电螺线管的两端。
c. 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。
③温馨提示
探究新知
【学习任务四】利用安培定则判断磁极
如图是小米同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，
小磁针静止时N极的指向如图所示。则该点处的磁场方向为__________，
若将图中小磁针置于A点处，小磁针N极指向______
（选填“改变”或“不变”）。
解：根据小磁针N极指向与磁场方向相同，故该点的磁场方向为水平向右；根据磁感线从N出发进入S极；A点处的磁场方向为水平向右；小磁针N极指向不变。
故答案为：水平向右；不变。
水平向右
不变
探究新知
【学习任务五】利用安培定则判断电流方向
请在图中括号中标出静止在磁场中的电源左侧极性、小磁针的右侧磁极和磁感线的方向。
解：根据图示可知，通电螺线管的左端为S极、右端为N极，由磁极间的相互作用规律得出小磁针的左端为S极、右端为N极；
磁体周围的磁感线都是从N极出来回到S极的；
由安培定则可知电流由左侧流入，即电源左侧为正极，因电磁铁外部磁感线由N极指向S极，故磁感线方向向左，如图所示：
N
＋
课堂小结
电生磁
电流的磁效应
电螺线管的磁场
奥斯特实验
安培定则
电流的磁效应
1.电流周围存在磁场
2.磁场的方向与电流方向有关
1.与条形磁场相似
2.极性与电流方向和绕法有关
1.（2024 港南区一模）下列实验中，最先证实电流的周围存在着磁场的实验是（　　）
A．托里拆利实验
B．阿基米德实验
C．马德堡半球实验
D．奥斯特实验
课堂练习
D
解：丹麦物理学家奥斯特首先通过实验证明了电流的周围存在磁场，托里拆利实验最先测出大气压的值，阿基米德实验得出了浮力的大小与排开液体所受重力的关系，马德堡半球实验有力证明了大气压的存在，故ABC错误，D正确。
故选：D。
点评：此题考查了物理学史，比较简单，属基础题。
2.（2022 长沙模拟）一根长直铜导线在靠近一个原来静止的小磁针的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小磁针不动，导线不可能有电流通过
B．小磁针发生转动，导线一定通有电流
C．小磁针发生转动，导线不一定通有电流
D．小磁针不动，导线一定没有电流通过
B
课堂练习
解：A、若通电导体周围磁场磁性太弱，小磁针是不会有明显偏转，A错。
B、只要小磁针发生转动，则说明一定有磁场存在，故导线中一定通有电流，B对。
C、只要小磁针发生转动，则说明导线中一定通有电流，C错。
D、若通电导体周围磁性太弱，小磁针是不会有明显偏转，D错。故选：B。
点评：小磁针在磁场中如果与磁感线平行，也不会产生明显的偏转。
3.（2025 绵阳模拟）科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒A上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是（　　）
A．通电螺线管的左侧是N极
B．水果电池M端为负极
C．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失
D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
课堂练习
解：A．根据异名磁极相互吸引，小磁针左侧是N极，通电螺线管的左侧是S极，故A错误；
B．根据螺线管右侧为N极，电流从右侧流入，故电源N为正极，水果电池M端为负极，故B正确；
C．把小磁针取走，磁场依然存在，则通电螺线管周围的磁场不会消失，故C错误；
D．改变电流方向，通电螺线管的方向改变，小磁针偏转方向改变，故D错误。故选：B。
点评：本题考查通电螺线管的磁场与安培定则，属于中档题。
B
4. （2023秋 青白江区期末）如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，
用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B．改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变
C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强
D．减少铁钉上线圈的匝数，保持电流一定时，电磁铁
的磁性强弱不变
课堂练习
解：AB．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，磁场的方向与电流的方向有关，改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向会发生改变，故A正确、B错误；
CD．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越弱，电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性变弱，故CD错误。
故选：A。
点评：本题考查了通电螺线管的磁场和影响电磁铁磁性强弱的因素，属于基础题。
A
布置作业
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：
同学可以尝试做一做，将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电。想一想会发生什么现象？看看你的判断是否正确。
根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以确定螺线管的A端为N极，B端为S极。
在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，螺线管的N极（A端）指向北，螺线管的S极（B）指向南。
综上分析，故选C。
分析思路
谢谢聆听/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
第2节 电生磁（教学设计）
年级 九年级 学科 物理 教师
课题 第2节 电生磁
教学 目标 物理观念 通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。能利用安培定则判断通电螺线管中电流的方向或两端的极性。
科学思维 经历分析通电螺线管外部磁场方向的过程，发展归纳推理能力。
科学探究 通过探究通电螺线管外部磁场方向的实验，培养根据证据进行解释的科学探究能力。
科学态度 与责任 通过电生磁的学习，感悟自然现象之间的普遍联系，激发学习热情。
教材 分析 本节主要包括电流的磁效应、通电螺线管的磁场、安培定则三部分内容，本节是电磁学的重要内容，在学习了磁体、磁场后，通过奥斯特实验，使学生认识电流周围存在磁场。电流的磁效应揭示了电和磁之间的联系，为后续学习奠定了基础。 本节教学的重点是通电螺线管的磁场，教学中应让学生通过实验探究总结其特点。先引导学生总结出通电螺线管外部磁场分布与条形磁体的磁场相似，再让学生用自己的语言描述通电螺线管外部的磁场分布情况，通电螺线管两端的极性与电流方向之间的关系，最后通过师生交流，得出安培定则。 难点是运用安培定则判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管中电流的方向。教师可举例说明安培定则的使用方法，以此突破难点。
学情分析 1. 知识储备分析：学生在之前的学习中已经接触过磁场、磁感线、磁极等基本概念，对磁现象有了一定的了解。同时，学生也学习了电流、电路等电基础知识，为学习电生磁打下了基础。 九年级学生已经具备了一定的抽象思维能力和逻辑推理能力，能够理解和分析较为复杂的物理现象和规律。然而，对于电生磁这种相对抽象且需实验验证的概念，部分学生可能仍会感到有一定的难度。 2. 学习难点分析：对于电流的磁效应，虽然学生已经了解了电流和磁场的基本概念，但将两者联系起来，理解电流能够产生磁场这一效应，对学生来可能是一个难点。安培定则是判断通电螺线管磁场方向的重要工具，但学生往往不容易记住安培定则的使用，或者在应用时出错。
教学重点 通电螺线管的磁场。
教学难点 运用安培定则判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管中电流的方向。
教学 器材 小磁针，螺线管、铁屑，电源、直导线、小磁针、开关、漆包线等。多媒体ppt，包含视频《奥斯特实验》、《探究螺线管周围的磁场》。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 【回忆电磁现象并提问】电现象与磁现象有许多相似之处，例如，电荷有两种，磁极有两个；同种电荷相互排斥，异种电荷相吸引；同名磁极相排斥，异名磁极相吸引等。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？ 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。电与磁之间有着怎样的联系？ 回忆电与磁的相似之处，思考它们间有没有一定的联系，进入情景。
学习新课 一、电流的磁效应 1. 奥斯特实验 （1）探究电与磁是否存在联系 【演示实验】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。 小磁针受到了磁场力的作用，这个磁场与电流有什么关系？ 【实验现象】如果导线在小磁针上方并且两者平行，当导线通电时，小磁针发生偏转；切断电流时，小磁针又回到原位。 【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。 【实验结论】 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。 2. 电流的磁效应 通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的磁效应。 奥斯特实验揭示了电和磁之间存在着联系，即“电生磁”。 【播放视频】——《奥斯特实验》 【例题1】如图所示，将一根通电直导线放在静止的小磁针正上方，且与小磁针平行。闭合开关后，下列说法正确的是（ B ） A．如果将导线沿东西方向放置，小磁针最容易发生偏转 B．实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场 C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会发生偏转 D．实验中改变电源的正、负极，小磁针的偏转方向不会发生改变 【解析】A．如果将导线沿东西方向放置，小磁针处的磁场沿南北方向，而小磁针静止时指南北方向，这样操作小磁针不易发生偏转，故A错误； B．磁场看不见，不方便观察其是否存在，实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场，采用了转换法，故B正确； C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针仍会发生偏转，且偏转的方向与原来不同，故C错误； D．实验中改变电源的正、负极，电流方向改变，小磁针的偏转方向会发生改变，故D错误。故选B。 进行实验或观察实验，分析实验现象，归纳结论，知道电流周围存在着磁场，磁场方向跟电流的方向有关。 观看视频。 做例题1，加深理解奥斯特实验。
学习新课 二、通电螺线管的磁场 【提问】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？ 1. 螺线管 这是因为它的磁场太弱了。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。 螺线管演示器 螺线管 2. 探究通电螺线管外部磁场的方向 【实验思路】我们已经通过磁感线的分布了解了条形磁体、蹄形磁体周围的磁场，也可以用同样的方法来研究通电螺线管外部的磁场是怎样分布的。 首先观察通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似，然后找出通电螺线管的极性与环绕电流方向之间的关系。 提问：要研究通电螺线管外部磁场的方向，需要哪些器材？ 需要的器材：螺线管、电源、小磁针等。 【实验过程】 （1）按照图布置器材。为使磁场增强，可以在螺线管中插入一根铁棒。把小磁针放到螺线管四周不同的位置，观察并记录各个点小磁针N极的指向，这个方向就是该点的磁场方向。 实验现象与分析：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，如图所示。 实验结论：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 （2）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。 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与条形磁体的磁场相似。 （3）仔细观察螺线管的结构，把螺线管用导线跟电源连接，弄清螺线管导线中电流的环绕方向。用小磁针判断通电螺线管的N极和S极。改变螺线管导线中电流的环绕方向，再次判断螺线管的N极和S极。 不同的小组可以用不同绕线方式的螺线管进行实验。 根据你的实验，判断电流方向和图中的哪个相吻合。在图上分别标出通电螺线管的N极和S极。 通电螺线管有两种可能的电流方向 实验现象与分析：改变螺线管导线中电流的环绕方向，发现小磁针的N极指向也随之改变，通电螺线管的N、S 极正好对调，这说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。 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。 3. 探究通电螺线管的极性跟环绕电流方向的关系 （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。 （3）探究结论：通电螺线管的极性与电流方向有关，与绕线方向无关。 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。 【播放视频】——《探究通电螺线管的磁场》 【例题2】探究通电螺线管周围的磁场，做了如下实验。 （1）把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图所示，说明通电螺线管周围的磁场跟______磁体的磁场相似，图中_____（选填“左”成“右”）端是螺线管的N极； （2）对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反。说明通电螺线管的极性跟__________有关，断开开关后，小磁针静止时______极指向南方。 【答案】条形；右；电流方向；S。 【解析】（1）由小磁针的分布情况可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，磁极在通电螺线管的两端。 根据安培定则可判断出，图中右端是通电螺线管的N极。 （2）对调电源的正负极，则螺线管中电流的方向发生变化，此时小磁针的指向与之前相反，则通电螺线管磁场发生了变化，由此可说明通电螺线管的极性跟电流方向有关。 断开开关后，小磁针不再受螺线管磁力的作用，根据磁体南北极的定义可知，小磁针的S极指向南方，N极指向北方。 知道螺线管及其构造。 与老师一起设计实验方案。 分别用小磁针和铁屑进行实验，观察现象，通过分析实验现象，得出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 进行实验，观察现象，通过分析实验现象，逐步得出通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向有关。 观看视频，进一步理解探究的完整过程。 做例题2，归纳出通电螺线管外部的磁场特点。
学习新课 三、安培定则 【提问】通过前面的学习，知道通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向有关。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？ 1. 安培定则——判断通电螺线管两端极性的方法 （1）蚂蚁的方法：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。 （2）猴子的方法：如果电流沿着我猴子右臂所指的方向，N极就在我的前方。 我们应该怎样判断呢？ （3）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。 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N、S极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线. （4）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。 ②N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。 【例题3】如图所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。 【答案】见右图。 【详解】根据电源的正负极可以确定电流从螺线管的右端流入，左端流出，结合安培定则即可确定螺线管的左端为S极，右端为N极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极，如图所示。 通过比较蚂蚁与猴子的判断方法，得出人们判断通电螺线管两端极性的方法常用的方法——安培定则。 知道安培定则的应用。 做例题3，会应用安培定则解决有关问题。
课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．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法拉第 C．利用该实验原理可以制成发电机 D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变 【答案】A 【详解】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，这是奥斯特最早发现的实验，该实验说明电流周围存在磁场，而且这种磁场的方向跟电流方向有关，第一个发现了电与磁的联系，利用该实验原理可以制成电磁铁、电磁继电器，故A正确，BCD错误。 故选A。 2．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（　　） 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N极的指向 D．螺线管中电流的方向 【答案】D 【详解】根据题图可知，最终决定通电螺线管极性的是螺线管中电流的方向，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 3．如图所示，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的右端为N极 B．电源右端为正极 C．小磁针右端为S极 D．通过小磁针的磁感线方向水平向右 【答案】D 【详解】A．磁体外部的磁感线从磁体N极出发，回到S极。图中螺线管右端磁感线“进入”，说明右端是S极，左端是N极，故A错误； B．螺线管左端是N极，根据安培定则，电流应从螺线管左端流入、右端流出，所以电源右端是负极，左端是正极，故B错误； CD．螺线管左端是N极，右端是S极，磁感线从左端指向右端，所以通过小磁针的磁感线方向水平向右。小磁针的北极与放入改点的磁场方向一致，则小磁针右端为N极，故C错误，D正确。 故选D。 4．如图所示，请在两虚线框内分别标出电源和螺线管的极性。 【答案】见右图。 【详解】根据磁极间的相互作用可知，螺线管左端是S极，右端是N极，由安培定则可知，螺线管上电流的方向向下，则电源左端是正极，作图如图所示。 5. 如图，某同学正确运用右手螺旋定则（安培定则）判断通电螺线管的磁极，请在图中标出流入螺线管的电流方向和通电螺线管的极。 【答案】 见右图。 【详解】右手螺旋定则（安培定则）：用右手握住螺线管，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。根据右手螺旋定则，图中大拇指指向右侧，所以右侧为N极；因为四指弯曲的方向表示电流方向，从图中可以看出，电流从螺线管的左侧流入，如图所示。 6. 在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中： （1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑，闭合开关后 玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转，则说明通电螺线管周围存在 。此时，如果移走小磁针，该结论 （选填“成立”或“不成立”）； （2）如图乙把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。由此判断，通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场分布相似； （3）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后，观察小磁针的指向。此时小明是想要探究通电螺线管的极性与 的关系。 【答案】 轻敲 磁场 成立 N 条形 电流方向 【详解】（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动。磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关，观察到螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用而发生偏转，说明了通电螺线管周围存在磁场。闭合开关后，发现无论小磁针放在螺线管周围的那个位置，均发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，电流周围存在的磁场是真实的，不会由于小磁针的消失而消失。 （2）物理学中规定，自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。在通电螺线管外部多放置一些细铁屑，可以形象的显示出通电螺线管周围的细铁屑的排列与条形磁铁周围的细铁屑排列相似，由此可以判断，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似。 （3）在其它因素不变的情况下，对调电源的正负极，改变通过螺线管的电流方向，观察小磁针的指向有无改变，可探究通电螺线管的极性与电流方向的关系。
板 书 设 计 第2节 电生磁 一、奥斯特实验 电流周围存在着与电流方向有关的磁场；这种现象叫做电流的磁效应。 二、通电螺线管的磁场 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。 三、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。
课 堂 小 结 第2节 电生磁
作 业
教学反思
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