20.2电生磁 课件(共42张PPT)人教版（2024）物理九年级下册

(共42张PPT)
第2节　电生磁
第二十章 电与磁
知识点
电流的磁效应
知1－讲
1
1. 电流的磁效应的发现—奥斯特实验
(1)内容：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场。
(2)发现者：丹麦物理学家奥斯特。
(3)实验的意义 揭示了电和磁之间的联系。使人们进入了电与磁这个长期闭锁的研究领域，为实现物理学的第一次大综合开辟了广阔的道路。
知1－讲
2. 奥斯特实验的基本要求
为了让实验现象明显，能完成实验探究，实际操作中，要注意两点：①实验前先让水平面内能自由转动的小磁针静止；②导线与小磁针平行，且导线与小磁针间距离较小。
通电导线周围的磁场强弱与距离有关，若导线与小磁针距离太远，现象就会不明显。
知1－讲
深度理解
地球周围存在地磁场，由于受到地磁场的作用，小磁针最终有固定的指向，若小磁针没有静止前就进行实验，将影响实验现象的观察。
知1－练
例 1
[母题 教材P152图20.2-1] 如图1 所示是奥斯特实验的示意图，分别做图甲和乙实验，说明______________
_______；分别做图甲和丙实验，说明_____________
________
________
________
__。
通电导体周围存
在磁场
通电导体产生
的磁场的方向与电流方向有关
知1－练
解题秘方：分别对比图甲与图乙和图甲与图丙现象的不同，来归纳结论。
解析：甲实验中，导线中有电流，小磁针偏转；乙实验中，导线中无电流，小磁针不偏转。可见，是通电导体周围的磁场使小磁针受力而偏转的，这里用到的物理方法是转换法。甲、丙两实验中，导线中电流方向不同，小磁针偏转方向不同，说明通电导体中电流方向不同，导体周围的磁场方向就不同。

知1－练
1. [中考·湖北] 欧姆当年研究电流跟电阻和电压关系时，电流大小还不能准确测量。他巧妙设计了如图所示的装置来测量电流，用一根细丝悬挂磁针，平行放置在导线上方，当电路中有电流时，导线周围产生
_____，因为力能改变物体的_________ ，
所以磁针发生偏转，偏转角度就能反映
电流大小。
磁场
运动状态
知2－讲
知识点
通电螺线管的磁场
2
1. 螺线管的构成：把导线绕在圆筒上，日常生活中，通常把螺线管称为线圈。
2. 探究通电螺线管外部的磁场分布特点
(1)通电螺线管外部的磁场分布
知2－讲
实验设计 实验现象 实验分析 实验结论
把小磁针放在螺线管四周不同的位置， 在图上记录小磁针N 极的指向，这个方向就是该点的磁场方向 从小磁针N 极的指向看，通电螺线管外部磁感线应该是从通电螺线管的一端出来回到另一端 通电螺线外部的磁场与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个磁极
知2－讲
实验设计 实验现象 实验分析 实验结论
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 从铁屑的分布情况可以看出，通电螺线管外部的磁感线形状和条形磁体相似 通电螺线外部的磁场与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个磁极
知2－讲
特别提醒
条形磁体的磁场与通电螺线管的磁场对比如下：
比较项目 通电螺线管 条形磁体
磁性有无 可通过电路的通断控制 不方便控制
磁性强弱 由电流大小和线圈匝数决定 短时间内基本不变
磁极 由电流方向和绕线方向决定 短时间不易改变
知2－讲
(2)通电螺线管外部的极性与环绕螺线管电流方向的关系
实验设计 分别按照甲、乙、丙、丁所示的螺线管的结构和电流的方向来连接电路，用小磁针来验证通电螺线管的极性
实验现象 甲螺线管左端为N 极，右端为S极，而乙螺线管与之相反；丙螺线管左端为N 极，右端为S极，而丁螺线管与之相反
实验分析 对比甲、乙(或丙、丁)可知，通电螺线管的极性与电流方向有关
实验结论 通电螺线管的磁场方向与螺线管中通过的电流方向有关，电流方向改变， 磁场方向也改变
知2－讲
深度理解
知2－练
例 2
[中考·河南]在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中。
解题秘方：本实验通过转换法来认识磁场。通过控制变量法探究通电螺线管的极性与电流的方向是否有关。


知2－练
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需_________纸板，观察到铁屑排列成如图2 所示的形状。可见，通电
螺线外部磁场与_________磁体的磁
场相似。
轻敲
条形
解析：通电螺线管周围的铁屑会被磁化，但由于铁屑与纸板间的摩擦力太大，不能自由转动，因此实验中可以轻敲纸板，减小铁屑与纸板间的摩擦，使铁屑在磁场力的作用下有规则地排列。由图中铁屑排列形状可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。
知2－练
知2－练
(2)用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S 极的做法：______________
______________________________________________________________________________________________________________________。
将小磁针放在光
滑的水平桌面上，静止时指向南的一端为S 极，另一端为N 极(或用条形磁体的N 极靠近小磁针的一端，相吸的为S 极，相斥的为N极)
解析：将小磁针放置在光滑的水平桌面上，待其静止时，指向南的一端为S 极，指向北的一端为N 极。
知2－练
(3)对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的_______有关。
解析：对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中的电流方向有关。
方向
知2－练
2.[中考·成都] 如图所示的是小聪和小明同学探究“ 通电螺线管的磁场方向” 实验示意图。实验时， 在小圆圈位置放置小磁针， 闭合开关， 画出不同位置小磁针静止时N 极的指向；对调电源正负极， 重复上述操作。
知2－练
下列说法不正确的是( )
A. 小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B. 闭 合开关，放置在a、b 处的小磁针静止时N 极指向相同
C. 对调电源正负极，闭合开关， 通电螺线管的磁场方向改变
D. 通过实验可总结出通电螺线管的极性和电流方向的关系
B
知3－讲
知识点
安培定则
3
1. 内容：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(图3)。
2. 作用：判定通电螺线管的极性与线圈绕向和电流方向之间的关系。
知3－讲
3. 安培定则三个方面的应用
(1)依据绕线确定螺线管中的电流方向，判断它的磁极；
(2)给出通电螺线管的磁极，判断线圈中的电流方向；
(3)由螺线管两端导线的电流方向及磁极，对螺线管绕线。
可归纳为：已知通电螺线管的绕线、电流方向和磁极这三者中的两个，即可应用安培定则判断出来第三个。即“知二得一”。
知3－讲
知识拓展
应用安培定则可作如下改进：
(1) 伸开右手掌，掌心对着螺线管；
(2) 让四指指向线圈中电流的方向；
(3) 则拇指所指的一端为通电螺线管的N 极。
知3－练
[母题 教材P155T2]请在图4 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。
例 3
知3－练
解题秘方：先正确标出电流方向，再确定磁极。
解析：标出电路中电流方向，用右手握住螺线管，让四指指向电路中电流方向，发现拇指指向螺线管右端，故通电螺线管的左端为S 极，右端为N 极。根据磁极间的相互作用规律，可标出小磁针的N 极或S 极；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。
知3－练
解：如图5 所示。
知3－练
方法点拨：运用安培定则判断通电螺线管极性的“三步法”：
先标—标出螺线管中的电流方向；
后指—用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向；
再确定—根据拇指的指向确定通电螺线管的N、S 极。

知3－练
3. [中考·天津] 如图所示， 通电螺线管的a 端相当于条形磁体的______极；若螺线管中的电流增大， 它的磁性会______ 。
N(北)
增强
知3－练
[母题 教材P156T4]如图6 所示，根据小磁针的指向在括号内标出电源的正负极。
例 4
知3－练
解题秘方：本题实质是判断电流方向，突破口是由磁极间相互作用规律正确判断通电螺线管的磁极。
解析：由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管上端为S 极，用右手握住螺线管，让拇指向下，再根据四指方向标出螺线管中的电流方向，从而确定电源的正负极。
知3－练
解：如图7 所示。
知3－练
方法点拨：运用安培定则判断电源正负极的“三步法”：
先指—用右手握住螺线管，让拇指指向螺线管的N 极；
后标—根据四指指向标出螺线管中电流方向；
再确定—根据电流方向确定电源正负极。

知3－练
4. 磁流体是一种新型功能材料， 其周围如果存在
磁场，就会“模拟”出磁感线的形状。如图所示， 水杯中放有磁流体，左侧为通电螺线管A，右侧为永磁体B，闭合开关S 后的情境如图所示(图中画出了一条磁感线)。已知A 左端为N极，请在括号
内标出电源左端的极性(“+”或
“-”)、B 右端的磁极(“N”或
“S”)，并标出图中磁感线的方向。
知3－练
解：如图所示。
知3－练
请画出图8 中螺线管的绕法。
例 5
知3－练
解题秘方：绕好后可由安培定则判断其磁极是否符合要求。
解析：由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管右端为S 极，用右手握住螺线管，让拇指指向左，再根据四指指向和电源正负极画出螺线管上导线的绕法。
知3－练
解：如图9 所示。
知3－练
5. 图中左侧是条形磁体， 右侧是通电螺线管， 中间实线是磁感线， 请根据静止的小磁针指向， 给磁感线画上方向， 并在通电螺线管上画出绕线。
解：如图所示。
在原子内部，核外电子绕原子核运动会形成一种环形
电流，该环形电流产生的磁场使物质微粒(原子)的两侧相当于两个磁极。若图10 中箭头表示
的是电子绕原子核运动的方向，则环形
电流的右侧应为_____(填“N”或“S”)极。
易错点
不能正确判断电流方向从而导致不能正确运用安培定则
例 6
N
解析：物理学上规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以图中电流的方向与电子绕原子核定向移动的方向相反。利用安培定则，伸开右手让四指弯曲的方向与电流的方向一致，拇指所指的那端为N 极，则环形电流的右侧为N 极。
诊误区：
电子带负电，电子定向移动方向的反方向为电流的方向。运用安培定则判断磁极时，四指要指向电子定向移动方向的反方向。
电生磁
电生磁
奥斯特实验
安培定则
通电直导线
通电螺线管
构成
特点