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物理九年级全一册 人教版2024
第2节 电生磁
第二十章 电与磁
学习目标
01
02
03
04
物理观念
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。
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。
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。
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。
重点难点
教学
重点
教学
难点
①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。
①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。
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。
　　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？
探究新知
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
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
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
　　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”）。
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。
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.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
2.一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
3.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
B
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
谢谢聆听
Thanks!
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