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九年级物理全一册 人教版
第二十章 电与磁
第2节 电生磁
教学目标
通过实验了解电流周围存在着磁场。
1
探究通电螺线管外部磁场的方向，了解通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
2
会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。
3
教学重点
教学难点
教学重点与难点
会正确使用安培定则，判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
①电流的磁效应；②通电螺线管的磁场。
复习
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？
电现象 磁现象
带电体能吸引轻小物体 磁体能吸引磁性物体
电荷有两种电荷 磁体有两个磁极
同种电荷相排斥， 异种电荷相吸引 同名磁极相排斥，
异名磁极相吸引
电荷不接触就能互相作用 磁体不接触就能互相作用
科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的联系。
电现象和磁现象的相似之处
复习
电与磁之间有着怎样的联系？今天一起学习—电生磁。
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。
一
电流的磁效应
一、电流的磁效应
如图所示，奥斯特将一小磁针放在直导线下方，把导线接在电源两极上。闭合开关，通过观察小磁针的转动情况，来研究周围磁场的情况。
奥斯特实验
1
模拟奥斯特实验
提示
一、电流的磁效应
①如图所示，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。
小磁针发生转动
①通电以前，要让导线和小磁针均处于南北方向，减少地磁场的影响。
②给导线通电时间要短。因为实验时采用短路的形式获得瞬间的较大电流，使实验现象更明显。
②如图乙所示，把电源切断后，观察小磁针的变化。
断电后，小磁针又回到原位置。
电路连通瞬间，小磁针发生了转动。
通电导线的周围存在磁场
结论
③如图丙所示，改变导体中电流的方向，观察小磁针的转动有什么变化？说明了什么？
电流的磁场方向跟电流方向有关
小磁针N极逆时针转动
小磁针N极顺时针转动
结论
结论
①电流周围存在着磁场；②磁场方向跟电流方向有关。
分析三次实验，归纳结论。
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，这种现象叫做电流的磁效应。
物理学家
1820年，奥斯特在课堂上做实验时发现了电和磁之间的联系。
在化学领域，他发现了铝元素。
十九世纪后期，他创建了“思想实验”这名词，他是第一位明确地描述思想实验的现代思想家。
汉斯·克海斯提安·奥斯特（1777年8月—1851年3月），丹麦物理学家、化学家和文学家。
人物介绍
主要成就
汉斯·克海斯提安·奥斯特
奥斯特塑像矗立于奥斯特公园
视频欣赏——《奥斯特实验》
二
通电螺线管的磁场
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？
二、通电螺线管的磁场
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。
1
通电螺线管的磁场
①几种螺线管（也叫线圈）
螺线管示意图
将导线绕在圆筒上
二、通电螺线管的磁场
我们已经通过磁感线的分布了解了条形磁铁、蹄形磁体周围的磁场，那么通电螺线管的磁场是怎样分布的，也可以用同样的方法来研究。
②实验探究：通电螺线管的磁场特点
实验器材：
螺线管、电源、开关、许多小磁针、导线。
二、通电螺线管的磁场
②实验探究：通电螺线管的磁场特点
把螺线管接在电源上，在螺线管的周围放上许多小磁针，通过开关控制电流的通断。
通电后观察小磁针的转动，观察小磁针北极的指向情况。
二、通电螺线管的磁场
通电螺线管周围存在磁场
通电后，小磁针北极的指向发生改变
通电前，小磁针北极指向一定
通电螺线管周围存在磁场
通过开关的接通与断开，观察小磁针N极的指向是否发生变化。
二、通电螺线管的磁场
N极
N极
在螺线管周围透明的硬板上均匀地撒满铁屑（或放上小磁针）。通电后轻敲纸板，观察细铁屑的排列情况。
探究通电螺线管外部磁场的分布情况
通电螺线管周围细铁屑的排列情况与条形磁体的情况相似
二、通电螺线管的磁场
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个磁极。
结论
二、通电螺线管的磁场
通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系
二、通电螺线管的磁场
在螺线管周围透明的硬板上放上小磁针。通电后，观察小磁针的转动情况：
注意观察小磁针N极所指的指向。
改变螺线管的电流方向，螺线管周围小磁针的指向也发生改变
通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系
“+”极
“-”极
二、通电螺线管的磁场
“+”极
“-”极
电流方向
改变通电螺线管的电流方向，螺线管的极性也发生改变
通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系
通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有关
结论
二、通电螺线管的磁场
实验结论
2
通电螺线管的磁场
通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样，它的两端相当于条形磁体的两个磁极。
通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
视频欣赏《通电螺线管的磁场》
二、通电螺线管的磁场
通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有关，那么怎么判定通电螺线管的磁场呢？
二、通电螺线管的磁场
下面学习判断通电螺线管磁场的方法——安培定则。
三
安培定则
把一条导线绕在螺线管上，有几种不同的绕法？
通电螺线管的导线有两种不同环绕方向，所以就会出现有两种可能的电流方向。
三、安培定则
通电螺线管的极性与螺线管中电流方向的关系
取绕向不同的螺线管，向螺线管内通入不同方向的电流，用小磁针验证它们的N、S极。
乙
甲
丙
丁
实验结果
根据实验现象，发现什么规律？
比较甲与丙（或乙与丁），发现：
螺线管的绕法不同，电流环绕方向相同，螺线管两端的极性相同
比较甲与乙（或丙与丁），发现：
螺线管的绕法相同，电流环绕方向不同，螺线管两端的极性不同
三、安培定则
通电螺线管正面电流向上，螺线管左端为N极；
通电螺线管正面电流向下，螺线管右端为N极。
初步
判断方法
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？
三、安培定则
三、安培定则
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。
三、安培定则
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。
三、安培定则
看看蚂蚁与猴子的描述，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？
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。
如果电流沿着我猴子右臂所指的方向，N 极就在我的前方。
同学们… …
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。
三、安培定则
安培定则
1
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。
使用安培定则时，右手的两种握法，你看懂了吗？
三、安培定则
视频欣赏《安培定则》
①已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性
安培定则的应用
2
标出螺线管上的电流方向；
用右手握住螺线管，让弯曲四指指向螺线管中电流的方向；
大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
三、安培定则
②已知通电螺线管两端的极性，判断通电螺线管中电流的方向
先用右手握住螺线管，大拇指指向N极；
弯曲四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；
按照四指弯曲的方向在螺线管上标出电流方向。
三、安培定则
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。
② N 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。
三、安培定则
条形磁体 通电螺线管
不同点 磁场 磁极不变 N极和S极随电流方向改变
磁性 是永磁体且磁性不变 只有通电才有磁性，且随电流强弱变化
相同点 磁场 磁场分布相同，有N极和S极
磁性 具有吸铁性、指向性、两极磁性最强
通电螺线管与条形磁体对比
3
三、安培定则
【典例1】
判断下面螺线管中的N极和S极：
S
N
N
S
右手握住螺线管
四指指向电流方向
拇指指出螺线管的N极
解析
三、安培定则
判断螺线管中的电流方向：
N
解析
右手握住螺线管
拇指指向其N极
四指指向
电流方向
标出
电流方向
【典例2】
三、安培定则
判断螺线管中的电流方向：
S
【典例3】
解析
右手握住螺线管
拇指指向其N极
四指指向
电流方向
标出
电流方向
三、安培定则
四
课堂总结
奥斯特实验
通电螺线管的磁场
安培定则
与条形磁体磁场相似
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。
电流周围存在与电流方向有关的磁场
电流的磁效应
电生磁
四、课堂小结
五
课堂练习
1. 如图所示是奥斯特实验的示意图，分别做图甲和乙所示实验，说明__________________________；分别做图甲和丙所示实验，说明________________________________________。
通电导体产生的磁场方向与电流方向有关。
通电导体周围存在磁场
五、课堂练习
五、课堂练习
2. 如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A．这是模拟奥斯特实验的一个场景
B．图示实验说明通电导线周围存在着磁场
C．将电池的正负极对调后，重新闭合电路，
小磁针的偏转方向改变
D．将图中导线断开，小磁针的N极指向地磁的北极
D
3．根据标出的电流方向，判断下面螺线管中的N极和S极。
S
N
N
S
五、课堂练习
4．判断下图甲、乙中螺线管中的电流方向。
甲
乙
五、课堂练习
5. 请在图中小磁针左侧的括号中标出N极或S极，并标出磁感线的方向。
①标出螺线管中电流方向；
②用安培定则判断通电螺线管的左端为S极，
右端为N极；
③根据磁极间的相互作用规律，可标出
小磁针的磁极；
④根据磁体外部磁感线从N极出发回到
S极的规律可标出磁感线的方向。
S
五、课堂练习
6．根据图中小磁针的N极，标出通电螺线管的N极和磁感线方向，并在括号内标出电源的正、负极。
①根据磁极间的相互作用规律，可标出通电螺线管的右端为S极，左端为N极；
②用安培定则判断通电螺线管电流的环绕方向是正面向上，可以得到电源的正负极；
④根据磁体外部磁感线从N极出发回到S极的规律可标出磁感线的方向。
五、课堂练习
7．根据图中给出的条件画出螺线管的绕线。
①根据磁极间的相互作用规律，可标出通电螺线管的右端为N极，左端为S极；
②用安培定则判断通电螺线管电流的环绕方向是正面向下；
④根据电流从电源正极流到负极可画出导线的环绕方向。
五、课堂练习
8．小明做实验“探究通电螺线管外部磁场分布”。他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)实验中小磁针的作用
是用来判断通电螺线管的________。
磁极
五、课堂练习
(2)实验中轻敲纸板的目的是减小铁屑与纸板的摩擦，使铁屑受________的作用力而有规则地排列。通过铁屑的排列情况可知：
通电螺线管外部的磁场和___________的磁场相似。
(3)接下来，他改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动且南北极所指方向发生了改变，小明所探究的问题是
_______________________________。
(4)人们很形象地用“蚂蚁爬”或“猴子抱”来描述通电螺线管的电流方向与N极位置关系，物理学上通常用____________来判断通电螺线管的极性。
磁场
条形磁体
磁场的方向和电流方向是否有关
安培定则
五、课堂练习
9．如图所示的电源正、负极、电流方向和通电螺线管N极三者关系正确的是 ( )
D
五、课堂练习
