20.2 电生磁 课件(共34张PPT) 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

(共34张PPT)
电生磁
第2节
第二十章　电与磁
1.磁铁周围有 ，其方向是这样规定的：小磁针静止时北(N)极所指的方向就是该点的 ；可以用带箭头的曲线来描述磁场，这样的曲线叫做 。
2.条形磁体周围的磁场情况如图所示，则条形磁体的左端是 极。
磁场
磁场方向
磁感线
N
3.地球本身是一个天然的巨大磁体，地球周围的磁感线如图所示，A为地磁 极，B为地磁 极。
S
N
一、电流的磁效应
奥斯特实验：①如图甲所示，将一枚转动灵活的小磁针放置在直导线下方并且两者平行。然后使导线和电池触接，电路连通瞬间，观察小磁针有什么变化。
②如图乙所示，把电源断开后，观察小磁针有什么变化。
③如图丙所示，改变导线中电流的方向，观察小磁针有什么变化。
一、电流的磁效应
奥斯特实验：
现象与分析：导线通电时小磁针发生偏转，说明小磁针受到力的作用，表明通电导线和磁体一样，周围存在 。切断电流后，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 的方向有关。
总结：通过导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做 。最早发现电流磁效应的是丹麦物理学家 。 揭示了电和磁之间存在着联系，即“电生磁”。
磁场
电流
电流的磁效应
奥斯特
奥斯特实验
思考　(1)导线通电时间为什么要很短(触接)
提示　导线通电时，处于电源短路状态，时间长了，会损坏电源。
(2)为什么直导线一定要沿南北方向和小磁针平行放置？
提示　避免地磁场影响实验结果。
二、通电螺线管的磁场
阅读教材第125页，思考既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？
提示　它的磁场太弱了。
1.螺线管
如果将导线绕在圆筒上，就做成了 (也叫 )。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。
螺线管
线圈
2.通电螺线管的磁场
在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。如图所示。
3.实验探究：通电螺线管外部的磁场特点
(1)在螺线管中通入电流，把小磁针放到螺线管四周不同的位置，观察小磁针所指的磁场方向。
(2)如图将通电螺线管靠近已知磁极的小磁针，观察小磁针的偏转方向，判断并标出通电螺线管的N、S极。
提示
(3)切断电源，如图将螺线管中的电流方向改变，观察发生什么现象？判断并标出通电螺线管的N、S极。
提示
总结：通电螺旋管外部的磁场和 磁体的磁场一样。通电螺线管的两端就相当于条形磁体的两个 。当电流的方向改变时，通电螺线管的N、S极正好对调，这说明：______________________________________
_____。
条形
磁极
通电螺线管的极性跟螺线管中电流的方向
有关
4.条形磁体与通电螺线管的比较
项目 条形磁体 通电螺线管
不同点 磁性长期保持，是永磁体 通电时有磁性，断电时无磁性
N、S极是固定不变的 N、S极与电流方向有关，能够改变
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 ①它们都具有吸铁性 ②它们都具有指向性 ③它们周围的磁场分布相似 ④它们都有两个磁极，且都具有同名磁极相斥、异名磁极相吸的特点
三、安培定则
阅读教材第127页，完成以下内容。
1.通过图甲，我们能判断出通电螺线管的右端是 极；若改变电流方向，其磁极方向 。
2.根据该现象，我们可以通过螺线管中的电流方向判断螺线管的磁极：用 握住螺线管，让四指指向螺线管中 的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的 极，这就是著名的 ，如图乙所示。
N
发生改变
右手
电流
N
安培定则
3.安培定则应用的三个方面：
(1)由通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管的N、S极。
(2)已知通电螺线管的N、S极，判定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，画出螺线管的绕线方向。
例1　如图所示是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是(　　)
A.小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场
B.移去小磁针后，通电导线周围磁场消失
C.断开开关，直导线周围磁场不会立即消失
D.通电导线周围的磁场方向由小磁针的指向决定
A
解析　因为通电导线周围有磁场，所以通电导线
周围的小磁针发生偏转，故A正确；
通电导线周围的磁场与小磁针无关，小磁针是用
来检验通电导线周围是否存在磁场的，故B错误；
断开开关，导线中无电流通过，直导线周围磁场会立即消失，故C错误；
通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，小磁针的指向只能用来表示通电导线周围的磁场方向，故D错误。
例2　小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强
B.若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱
C.若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变
D.若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变
C
解析　由图可知通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集，由此可以确定Q点的磁场比P点强，故A不符合题意；
只改变电流方向，则磁场方向发生改变，但通电螺线
管的磁场强弱不变，故B不符合题意，C符合题意；
只增大螺线管中的电流，则磁场的强弱发生改变，但
磁场方向不变，故D不符合题意。
例3　关于通电螺线管的磁感线，下列图示中正确的是(　　)
D
解析　通电螺线管的电流方向与磁极之间的关系可用安培定则来判定：右手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟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；通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似，其磁感线从N极出发回到S极，故A、B、C错误，D正确。
1.(2022·邢台月考)关于如图所示的奥斯特实验，以下结论正确的是(　　)
D
①该实验证明了地球周围存在磁场
②该实验证明了磁极间的相互作用规律
③甲、乙两图的实验说明电流的周围存在着磁场
④甲、丙两图的实验说明电流的磁场方向与电流的方向有关
A.②③ B.①③ C.②④ D.③④
解析　小磁针在磁场中受力的作用而偏转。甲图导线中有电流，小磁针偏转；乙图导线中无电流，小磁针不偏转；比较甲、乙两图说明通电导线周围存在磁场。甲、丙两图导线电流方向不同，小磁针偏转方向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同，比较甲、丙两图说明通电导线产生的磁场方向与电流方向有关，则③④正确，故A、B、C错误，D正确。
2.如图所示，一螺线管的左端放着一个可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针处于静止，闭合开关S后，小磁针的N极将(　　)
A.向左偏转 B.向右偏转
C.仍然静止 D.无法判断
解析　电源的右端是正极，电流从螺线管的右端进入，左端流出，根据安培定则可以判断出螺线管的右端是N极，左端是S极，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可以判断出小磁针的N极向右偏转，故B符合题意，A、C、D不符合题意。
B
3.一同学设计了一种判断电源 “＋”“－”极的方法：在水平桌面上放一枚小磁针，在小磁针的西面放一个螺线管，如图所示，接通开关后，小磁铁的N极向东偏转，则下列判断中正确的是(　　)
A.电源a端是正极，在电源外部电流由b流向a
B.电源a端是正极，在电源外部电流由a流向b
C.电源b端是正极，在电源外部电流由a流向b
D.电源b端是正极，在电源外部电流由b流向a
D
解析　闭合开关后，小磁针的S极向西偏转，N极向东偏，说明螺线管的左端为S极，右端为N极。用右手握住螺线管，使大拇指指向螺线管的N极，四指环绕的方向就是电流的方向。由此可知，电流从螺线管左端流入、右端流出，因此，电源的b端为正极，a端为负极，在电源外部，电流由b流向a，故D正确，A、B、C错误。
4.(2023·恩施州)如图所示，学习奥斯特，探究通电导体周围的磁场。
(1)当闭合开关的瞬间，会观察到小磁针_____；通过改变电池_________的连接，可以改变电路中的电流方向。
解析　接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在磁场；将电池的正、负极对调，可以改变电路中的电流方向。
偏转
正、负极
(2)此现象说明，电流方向会影响电流所产生磁场的______。
解析　电流方向改变，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与电流方向有关。
方向
5.(2023·泸州)如图所示，请根据通电螺线管上方小磁针静止时的指向，在虚线框内用箭头标出相应的电流方向和磁场方向。
答案　
解析　小磁针静止时，N极向左，因同名磁极相互
排斥，异名磁极相互吸引，由此可知，通电螺线管
左侧为S极，右侧为N极，根据磁体外部的磁场方向
由N极出发进入S极标出磁感线的方向，则由安培定
则可知电流由左侧流入，即虚线框内电流方向应向下。
6.(2022·凉山)如图所示，根据磁体及周围磁场分布情况，在图中标出通电螺线管的N极及电源的正极。
答案　
解析　通电螺线管外部磁场方向由N极指向S极，由图可知通电螺线管左侧为S极，右侧是N极，由安培定则可知，通电螺线管正面电流方向向下，背面电流方向向上，可知电源正极在左侧。