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第2节 奥斯特的发现
九全 物理
沪粤版
新课引入
观察与思考
带电体和磁体有怎样的性质呢?
带电体 能够吸引轻小物体 有正、负电荷之分 同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
磁体 能够吸引铁、钴、镍等物质 有N、S极之分 同名磁极相互排斥
异名磁极相互吸引
带电体和磁体这些相似的性质是一种巧合呢?还是它们之间存在着某些联系呢?
科学家们基于这种想法,一次又一次地寻找电与磁的联系。
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着磁场。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。
1.通过实验了解电流周围存在磁场
2.探究通电螺线管外部的磁场方向,了解通电螺线管外部磁场与条形磁铁的磁场相似
3.会用安培定则判断相应磁体的磁体和通电螺线管的电流方向
学习目标
重点
难点
新知学习
一、电流的磁场
把小磁针放在水平桌面上,在地磁场的作用下自然的南北指向,将一根直导线平行架在小磁针的上方,然后把导线的两端接入电路
活 动 1
观察通电直导线周围的磁场
①闭合开关,导线中有电流通过时,观察小磁针有什么变化?断开开关,导线中无导线电流时,观察小磁针的变化
②再把接入电路的导线两端对调一下,观察小磁针的变化
结论:
1.通电导体跟磁体一样,周围也存在着磁场
2.磁场的方向跟电流的方向有关
通电时小磁针发生偏转;断电时小磁针恢复指向南北
通电电流方向相反,小磁针偏转方向也相反
现象:
实验步骤:
1.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.图示实验说明了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
针对训练
既然电能生磁,为什么手机在通电时连一根大头针都吸不动?
怎么才能使电流的磁场变强呢?
磁场太弱
思考
一、增大导线中的电流
二、增加导线数
怎么增大通电导线的磁场?
把导线变成线圈
思考
二、通电螺线管的磁场
我们把用导线在圆柱形空心筒上绕成的螺纹状线圈,叫做螺线管。这是一种重要的电磁器件。
?
上节课我们学习了条形磁体和蹄形磁体的磁感线分布,那么通电螺线管外部的磁场应该是怎样分布的呢?
活 动 2
探究通电螺线管外部磁场的方向
A.观察通电螺线管周围的铁屑分布
在嵌有螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,给螺线管通电,并轻敲有机玻璃板,观察螺线管周围的铁屑分布情况。
通电螺线管
条形磁铁
通电螺线管和条形磁铁的磁场
外部磁场分布相似
B.探究通电螺线管的极性与电流方向的关系
用导线把如图所示的器材连接起来,在螺线管接入电路后,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察螺线管两端的小磁针的指向。然后,改变电流方向,记下螺线管中的电流方向和小磁针静止时N极的指向。
A.开关未闭合
B.开关闭合
C.开关断开
D.改变电流方向
实验现象:
(1)螺线管通电之后,周围会产生磁场,断开电源,磁场会消失
实验结论:
A.开关未闭合
B.开关闭合
C.开关断开
D.改变电流方向
实验现象:
(2)螺线管中的电流方向改变之后,通电螺线管产生的磁场方向也发生改变,且方向相反
实验结论:
通电螺线管
条形磁铁
通电螺线管和条形磁铁的磁场方向
磁场方向相同
通电螺线管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场很相似
通电螺线管两端磁性最强
通电螺线管磁场的极性与螺线管中电流的方向有关
结论
通过上述实验,我们知道通电螺线管两端磁极性质与电流方向有关。那么,我们该如何根据电流方向判断通电螺线管两端的极性呢?
?
仔细观察螺线管的绕线方法,并画出示意图,并判断螺线管中电流方向,标示在示意图上。
预想可能的不同种情况,小组间交流
N
S
N
S
N
S
N
S
通过实验,我们可以判断螺线管在不同电流方向时的的N、S极
你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中电流方向的关系表述出来吗?
思考
蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行,说:N 极就在我的左边
通电螺线管的极性跟电流方向间的关系,可以用右手螺旋定则来判定
右手螺旋定则
用右手握住螺线管,让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
注意
这里说的“电流方向”,指的是螺线管中“电流的环绕方向”
N
S
N
S
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
快速判断技巧:
上左下右
上和下是指螺线管上电流方向,左和右是指磁场方向(N)
课堂小结
电生磁
奥斯特实验
电流周围存在磁场
磁场的方向与电流方向有关
通电螺线
管的磁场
与条形磁场相似
极性与电流方向和绕法有关
右手螺旋定则
随堂练习
1.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
+
—
2.在探究通电螺线管的磁场时,如图所示,当闭合开关,小磁针静止后,下面的说法正确的是 ( )
A. 小磁针a、b的左端是N极、小磁针c的右端是N极
B. 小磁针a、c的左端是N极、小磁针b的右端是N极
C. 小磁针b、c的左端是N极、小磁针a的右端是N极
D. 小磁针a、c的右端是N极、小磁针b的左端是N极
D
N
N
3. 根据图中小磁针所指方向,画出通电螺线管的绕线情况。