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17.2 电流的磁场
一、选择题（共5题）
1. 如图是一种温度自动报警器原理示意图，制作水银温度计时，插入一根金属丝，当温度升高到水银与金属丝相接触时
A．电铃响，绿灯亮 B．电铃响，绿灯灭
C．电铃不响，绿灯亮 D．电铃不响，绿灯灭
2. 如图所示，闭合开关，通电螺线管周围小磁针指向正确的是
A． B．
C． D．
3. 如图所示，用细线将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，当给导线通电时发生的现象是
A．螺线管静止不动
B．蜾线管转动，最后 端指向地理的北方
C．螺线管转动，最后 端指向地理的南方
D．蜾线管转动，最后 端可能指向任何方向
4. 如图所示，利用电磁继电器控制电动机工作，下列说法正确的是
A．开关 断开时，电动机 、 都不工作
B．开关 闭合时，电动机 、 都工作
C．开关 闭合时，只有电动机 工作
D．开关 闭合时，只有电动机 工作
5. 如图所示，电磁铁左侧的 为条形磁铁，右侧的 为软铁棒 、 是电源的两端，下列判断正确的是
A．若 为电源正极，则 、 都被吸引
B．若 为电源正极，则 被吸引 被排斥
C．若 为电源正极，则 、 都被排斥
D．若 为电源正极，则 被排斥， 被吸引
二、填空题（共4题）
6. 年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做试验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，证实了通电导线周围存在 ；实验还表明，电流的磁场方向跟 有关。
7. 导线中的电流方向如图所示，则通电螺线管的 端是 极。（选填“”或“”）
8. 小明自制了—个带有电磁铁的木船模型（如图所示)。将它放入水中漂浮，船头指向东。闭合开关 ，电磁铁的 端为 极；电磁铁由于受到 的作用，船头会指向 。
9. 图甲实验说明了 ；
图乙是一种磁悬浮地球仪的示意图，这种装置是根据 的原理来工作的。
三、实验题（共3题）
10. 用图所示的实验装置，探究“电流产生的磁场方向与电流方向是否有关”。请回答如下问题：
(1) 闭合开关前，首先使导线方向与小磁针静止时指向一致，其目的是为了避免 对实验产生的影响，使实验现象便于观察。
(2) 实验过程中，需要改变的是 。
(3) 电流产生的磁场方向是否改变是通过 是否改变来反映的。
11. 小红同学在探究通电螺线管外部磁场的方向时，使用的实验装置如图所示。
(1) 闭合开关后，螺线管周围可自由转动的小磁针静止时的指向如图所示，根据此时螺线管周围小磁针的指向可知，电源的 端为 极（选填“正”或“负”）。
(2) 当电源的正负极对调后再闭合开关，发现螺线管周围的小磁针的 极、 极的指向也发生对调，由此可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向 （选填“有关”或“无关”）。
12. 在探究“电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关”的实验中，某班同学提出了以下猜想：
猜想一：电磁铁磁性的强弱可能与电流的大小有关；
猜想二：电磁铁磁性的强弱可能与线圈的匝数有关。
为了验证上述猜想是否准确，同学们用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简易电磁铁，另外准备小铁钉若干，请你解答下列问题。
(1) 如图1所示为验证某猜想时的情形。
i 此次探究中，电磁铁磁性的强弱可通过 来显示；
ii 通过比较 、 两次实验结果，可得出的结论是 ；
(2) 为了验证猜想二，同学们将乙、丙两个电磁铁按图2所示连入电路，其目的是 。
四、作图题（共2题）
13. 请根据小磁针静止时的情况，在图中给通电螺线管绕线，并给磁感线画上方向。
14. 图中，请根据小磁针静止时的指向画出 点的电流方向并标出螺线管的 极。
答案
一、选择题（共5题）
1. 【答案】B
【解析】温度自动报警器的工作过程是这样的，当温度升高时，玻璃泡中的水银膨胀，水银液柱上升，当升高到警戒温度即金属丝下端对应的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，从而使触点与上面断开，与下面连通，此时电铃响，绿灯灭，发出报警信号。
2. 【答案】A
3. 【答案】C
【解析】A、由图知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则，可以判断通电螺线管的 端是 极， 端是 极，通电螺线管受到地磁场的作用会发生转动，故 A 项错误。
BCD、通电螺线管受到地磁场的作用发生转动， 端是 极， 端要和地磁场的 极相吸引，且地磁场的 极在地理南极附近，所以最后螺线管的 端要指向地理的南方，故C正确，BD错误。
故选：C。
4. 【答案】C
【解析】【分析】掌握电磁继电器的工作原理，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，衔铁被吸下；
当控制电路断开时，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，结合实际情况进行分析。
【解析】解：开关 断开时，控制电路断开，电磁铁无磁性，此时衔铁被弹簧拉起，电动机 所在电路接通， 工作， 不工作， 错误；
当开关 闭合时，电磁铁有磁性，吸引衔铁， 所在电路接通，电动机 所在电路断开，电动机 工作， 不工作，所以 错误， 正确。
故选：。
5. 【答案】D
【解析】由于 是铁棒，一定会被吸引，故 、 错；根据安培定制，当 为电源正极时，螺线管左端为 极右端为 极，由于同名磁极互相排斥。
二、填空题（共4题）
6. 【答案】磁场；电流方向
7. 【答案】
【解析】电流由左前方流入，则用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向左，故左端为 极， 端是 极；如图所示：
8. 【答案】；
【解析】由右手螺旋定则可知螺线管右侧为 极，左侧为 极；因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的 极，地球北极处为地磁场的 极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故船头指向北方。
9. 【答案】通电导线周围存在磁场；同名磁极相互排斥
【解析】图甲中，给导线通电能使小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场；
因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的。
三、实验题（共3题）
10. 【答案】
(1) 地磁场
(2) 电流的方向
(3) 小磁针的偏转方向
【解析】
(1) 由于地磁场的作用，小磁针会位于南北方向，要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁场而发生偏转，通电直导线不能放在东西方向，应将导线南北方向放置，并且平行放在小磁针的正上方。
(2) 根据控制变量法知：本实验要探究“电流产生的磁场方向与电流方向是否有关”需要改变电流的方向。
(3) 电流产生的磁场方向是否改变不能直接观察，实验中通过小磁针偏转方向是否改变来反映的，这用到了转换法。
11. 【答案】
(1) 正
(2) 有关
12. 【答案】
(1) i 吸引铁钉多少
ii 匝数一定时，电流越大磁性越强
(2) 控制电流相等
【解析】
(1) i 磁性的强弱是直接看不出来的，由于电磁铁的磁性强弱不同，吸引的铁钉的数目不同。通过电磁铁吸引铁钉的多少来认识其磁性强弱，这就是一种转换法。
ii 通过比较 、 两次实验结果可知， 中的电流要小于 中的电流，线圈匝数相同，电流越大，吸引的铁钉越多，磁性越强；
(2) 验证电磁铁磁性的强弱可能与线圈的匝数有关时应控制电流相同；将乙、丙两个电磁铁按图2所示连入电路，该电路为串联电路，电流是相同的。
四、作图题（共2题）
13. 【答案】如图所示：
【解析】（1）靠近条形磁铁的小磁针自由静止时，相互靠近的是异名磁极，所以条形磁铁的右端为 极，左端为 极；
（2）磁感线在磁体的周围是从 极流出回到 极，由此可以确定左边两条磁感线的方向指向 极，根据磁感线的形状可知，螺线管左端与条形磁铁的右端相互排斥，由于条形磁铁的右端为 极，根据磁极间的作用规律可以确定螺线管的左端为 极。靠近螺线管左端的磁感线方向指向 极；
（3）电源的左端为正极，右端为负极，所以电流从螺线管的左端流入右端流出，再结合螺线管的左端为 极，右端为 极，利用安培定则可以确定螺线管的绕向。
14. 【答案】
【解析】图中小磁针 极向右，因异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，所以通电螺线管的左侧为 极，右侧为 极。
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《电流的磁场》教案
【教学目标】
1、知识与技能
(1) 知道奥斯特实验;
(2) 知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似;
(3) 会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向;
2、过程与方法
通过观察和体验导体和磁体之间的相互作用；初步了解电和磁之间有某种联系。
3、情感态度和价值观
通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然奥秘.
【教学重点】
通电螺线管的磁场；安培定则
【教学难点】
科学探究通电螺线管的磁场及磁极与电流方向的关系.
【教学方法】
实验探究
【课前准备】
电池、开关、滑动变阻器、螺线管，小磁针、导线若干.
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、 导入新课
在图中所示电器设备中，它们均利用了磁性。磁跟电有什么关系呢？电会产生磁吗？
二、讲授新课
（一）、奥斯特实验
奥斯特
丹麦物理学家奥斯特是第一个成功揭开电与磁之间奥秘的物理学家。
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磁场,在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。
1820年4月的一天，丹麦物理学家奥斯特在课堂上演示物理实验当他给导线通电时．导线附近的磁针发生轻微偏转。21教育网
演示奥斯特实验
（1）磁针会转动吗？
如右图所示，将一枚磁针放置在直导线下，使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。
（2）磁针转动说明了什么？
（3）改变电流的方向，观察磁针的变化。
（4）磁针偏转方向改变说明什么？
3、通电直导线周围的磁场视频
4、结论
奥斯特实验表明：
①通电导线周围存在着磁场；
②电流磁场的方向与导线上电流的方向有关。
实验中注意：导线与磁针平行摆放通电时间不易太长。
进一步的研究发现，直导线产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的一层一层的同心圆。
j·y
（二）、通电螺线管的磁场
将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。
下面，我们探究一下通电螺线管的磁场是什么样的？
视频：用铁屑研究通电螺线管外部的磁场。
由实验可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端相当于条形磁体的两极。
实验探究二：通电螺线管的磁场方向
( http: / / www.21cnjy.com )
②闭合开关，观察小磁针的偏转情况；
③改变电流方向，观察小磁针的偏转情况，
并把观察到的现象和分析的结论记录下来.
3、实验探究：通电螺线管的磁场方向
( http: / / www.21cnjy.com )
4、螺线管的a端和小磁针的N极（相吸）螺线管的b端和小磁针的S极（相吸）（选填“相吸”或“排斥”）
通电线圈的极性跟电流方向的关系可以用安培定则来判定。
5、(1)、安培定则(右手螺旋定则)
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。
判断通电螺线管的磁极
注意：1、用右手；
2、四指弯向螺线管电流的方向；
3、大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
练习：见课件
（三）、电磁铁
1、定义：内部带有铁心的通电螺线管称为电磁铁。
你知道电磁铁的磁性跟什么因素有关吗？
2、与电磁铁的磁性有关的因素
电磁铁通电时 磁性，断电时 磁性；在线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越 ，电磁铁的磁性 ；当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多，磁性 。
3、电磁铁的应用
信息窗
电磁继电器
电磁继电器是一种电子控制器件，是用较小的 ( http: / / www.21cnjy.com )电流、较低的电压去控制较大电流、较高电压的一种“自动开关” 电磁继电器通常应用于自动控制电路中，可以实现远距离控制和自动化控制。21世纪教育网版权所有
电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成，其工作电路包括低压控制电路和高压工作电路两个部.
电磁继电器工作原理视频
迷你实验室
自制一个电磁铁视频
三、课堂练习
1、如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A．这是著名的奥斯特实验
B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极
D．将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变
2、小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S时，通电螺线管磁感线方向如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的右端为N极
B．电源的右端为正极
C．小磁针一直保持静止
D．小磁针N极逆时针转动
3. 如图画出了磁感线的分布情况，由此可知（ ）
A．A端为磁铁的N极，c端是电源正极
B．A端为磁铁的N极，c端是电源负极
C．A端为磁铁的S极，d端是电源正极
D．A端为磁铁的S极，d端是电源负极
4. 如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（ ）
A．在圆筒中插入一根铁芯
B．减少线圈匝数
C．滑动变阻器的滑片P向右滑动
D．将电源正负极互换
四、课堂小结
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、通电螺线管周围存在磁场;
通电螺线管周围的磁感线的分布与条形磁铁的十分相似;
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。
【板书设计】
电流的磁场
一、 奥斯特实验
奥斯特实验表明：
通电导线周围存在着磁场；电流磁场的方向与导线上电流的方向有关。
二、通电螺线管的磁场
1、通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，通电螺线管也有N极和S极。
2、通电螺线管的磁场方向
3、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。
三、电磁铁
1、内部带有铁心的通电螺线管称为电磁铁。
2、与电磁铁的磁性有关的因素
与线圈的匝数有关、与电流的强弱有关、电磁铁磁性强弱与是否带铁芯有关
【教学反思】
《电流的磁场》这节的教学内容主要有两部分， ( http: / / www.21cnjy.com )即奥斯特实验和通电螺线管外部的磁场，它是我们后续学习电磁感应的基础。本节课的重点就是电流的磁效应，通电螺线管外部的磁场，难点是用右手螺线管判断磁极和电流方向。
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沪科版九年级第十七章第2节
电流的磁场
奥斯特实验
在图中所示电器设备中，它们均利用了磁性。磁跟电有什么关系呢？电会产生磁吗？
丹麦物理学家奥斯特是第一个成功揭开电与磁之间奥秘的物理学家。
奥斯特
奥斯特实验
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磁场,在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。
1820年4月的一天，丹麦物理学家奥斯特在课堂上演示物理实验当他给导线通电时．导线附近的磁针发生轻微偏转。
奥斯特实验
（1）磁针会转动吗？
如右图所示，将一枚磁针放置在直导线下，使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。
磁针发生转动。
（2）磁针转动说明了什么？
通电后磁针转动，说明电流周围有磁场。
演示奥斯特实验
奥斯特实验
磁针转动方向相反。
磁针偏转方向改变说明什么？
改变电流的方向，观察磁针的变化。
改变电流方向
电流的磁场方向跟电流方向有关。
奥斯特实验
通电直导线周围的磁场视频
奥斯特实验
进一步的研究发现，直导线产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的一层一层的同心圆。
奥斯特实验
通电螺线管的磁场
将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。
螺线管
视频：用铁屑研究通电螺线管外部的磁场。
通电螺线管的磁场
通电螺线管的磁场
由实验可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似，它的两端相当于条形磁体的两极。
通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系？
通电螺线管的磁场
实验探究：通电螺线管的磁场方向
通电螺线管的磁场
这说明通电螺线管周围存在着_____a端为____极。b端为____极.
4、螺线管的a端和小磁针的N极_____螺线管的b端和小磁针的S极______ （选填“相吸”或“排斥”）
相吸
相吸
磁场
S
N
N
S
a
S
b
N
通电螺线管的磁场
通电线圈的极性跟电流方向的关系可以用安培定则来判定。
用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,那么大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N)极—安培定则
通电螺线管的磁场
练一练
1．判断下面螺线管中的N极和S极：
2．判断螺线管中的电流方向：
N
S
S
N
N
S
练一练
3．根据小磁针静止时指针的指向，判断出电源的正负极。
电源
S
N
N
S
+
—
电磁铁
电磁铁:内部带有铁芯的通电螺线管
电磁铁的工作原理：
利用电流的磁效应来工作的
电磁铁通电时 磁性，断电时 磁性；在线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越 ，电磁铁的磁性 ；当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多，磁性 。
有
无
大
越强
越强
电磁铁
电磁铁的应用
电铃
电磁阀门
电磁起重机
磁悬浮列车
电磁选矿机
电磁继电器
电磁继电器
电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高电压的一种“自动开关” 电磁继电器通常应用于自动控制电路中，可以实现远距离控制和自动化控制。
闭合开关，电磁继电器开始工作，衔铁被电磁铁吸引，接通高压工作电路，电动机开始工作。当断开开关时，电磁继电器停止工作，衔铁被拉起，电动机停止工作。
电磁继电器
电磁继电器工作原理视频
自制一个电磁铁
迷你实验室
大显身手
1、如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A．这是著名的奥斯特实验
B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极
D．将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变
C
大显身手
2、小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S时，通电螺线管磁感线方向如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的右端为N极
B．电源的右端为正极
C．小磁针一直保持静止
D．小磁针N极逆时针转动
B
大显身手
3. 如图画出了磁感线的分布情况，由此可知（ ）
A．A端为磁铁的N极，c端是电源正极
B．A端为磁铁的N极，c端是电源负极
C．A端为磁铁的S极，d端是电源正极
D．A端为磁铁的S极，d端是电源负极
D
4. 如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（ ）
A．在圆筒中插入一根铁芯
B．减少线圈匝数
C．滑动变阻器的滑片P向右滑动
D．将电源正负极互换
大显身手
A
课堂小结
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、通电螺线管周围存在磁场;
通电螺线管周围的磁感线的分布与条形磁铁的十分相似;
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。
再 见
