20.2 电生磁（学案）人教版（2024）九年级全册

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【学习目标】
1. 知道是哪位科学家首先发现了电流的磁效应
2. 知道电流的磁效应对应的现象
3. 知道通电螺线管周围磁场的特点
4. 能利用安培定则判断通电螺线管的磁极方向
【自主学习】
一、电流的磁效应
在历史上相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的。到了19世纪初，一些哲学家和科学家意识到，各种自然现象之间应该存在着相互联系。基于这种思想，丹麦物理学家 长时间用实验寻找这种联系。在多次失败之后，1820年，奥斯特在做实验时终于发现：当导线中通过电流时，它下方的磁针会发生偏转。
这个发现令奥斯特极为兴奋，他怀着极大的兴趣又继续做了许多实验，终于证实 ，在世界上 个发现了电与磁之间的联系。
实验还表明，当电路中的电流反向时，小磁针的偏转方向也相反。这说明电流产生的磁场方向跟电流的方向有关。
即通电导线周围存在与电流方向 的磁场，这种现象叫作电流的 。
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 ）。通电后各圈导线产生的磁场 在一起，磁场就会 。通电螺线管的磁场分布与 相似。当通电螺线管的电流方向改变时，通电螺线管的N、S极正好 。通电螺线管的极性与电流方向有关。
三、安培定则
通电螺线管的两端相当于条形磁体的 。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：如图所示，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中 的方向，则 那端就是螺线管的N极。
通电螺线管的绕法可能不同，电流流入的端点可能不同，但只要环绕螺线管的电流方向相同，通电螺线管两端的极性就相同。通电螺线管的极性与电流方向有关，与绕线方向无关。如下图所示：
【例1】图是“探究通电直导线周围是否存在磁场”实验的示意图，当有电流通过时小磁针会发生偏转。下列说法正确的是（　　）
A．最早做这个实验的是欧姆
B．这个实验说明小磁针周围存在磁场
C．小磁针的作用之一是检验通电直导线周围是否存在磁场
D．当电流方向改变时，小磁针的偏转方向不变
【例2】电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
(1)如图甲所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验。通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
(2)小雨又将直导线绕成螺线管形状，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及铁屑的排列情况，如图乙所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 的磁场一样；
(3)如图丙是小磁针在通电螺丝管右端静止时的情形，其中黑色端为极，则图中电流表的下端为 （选填“正”或“负”）接线柱。
【例3】磁悬浮陀螺在航天、航空、电子和机械制造等领域有广阔的应用前景。图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，其悬浮原理如图乙所示。请在“括号”内标出陀螺的磁极，并标出O点处的磁场方向。
【例4】请根据磁感线的方向，在“（ ）”中标出静止小磁针的N极或S极和电源的正极或负极。
【课后巩固】
1．关于电磁学的知识，下列说法错误的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应 B．通电导体周围存在真实的磁感线
C．磁极间的相互作用都是通过磁场发生的 D．司南能指南北是因为受到地磁场的作用
2．关于电与磁，下列说法正确的是（ ）
A．同名磁极靠近时会相互吸引 B．奥斯特实验证实了电流周围存在磁场
C．螺线管通电时，电流越大其磁性越弱 D．在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向
3．如图所示，开关闭合后，下列判断正确的是（　　）
A．可自由转动的小磁针不发生偏转
B．通电螺线管右端为N极
C．通电螺线管中可以将铜棒磁化
D．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场相似
4．如图所示，将一根通电直导线放在静止的小磁针正上方，且与小磁针平行。闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．如果将导线沿东西方向放置，小磁针最容易发生偏转
B．实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场
C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会发生偏转
D．实验中改变电源的正、负极，小磁针的偏转方向不会发生改变
5．小玲用铁屑、小磁针、条形磁体、蹄形磁铁、通电螺线管进行探究，实验现象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的相似 B．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的相似
C．每个磁体周围的铁屑都是磁感线 D．丙图中通电螺线管的右端为S极
6．如图为实验小组在探究“通电螺线管的外部磁场方向”时，他们将通电螺线管插入玻璃中，在玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，发现铁屑分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．该实验可以说明通电螺线管的外部磁场与蹄形磁铁周围的磁场相似
B．将小磁针靠近通电螺线管，小磁针的极所指的方向即为该点磁场方向
C．根据铁屑的排列方式，不能判断出磁体哪一端是极
D．用金属铜屑代替铁屑进行实验，也可以研究磁体周围的磁场情况
7．如图所示，A端为通电螺线管的 （选填“N”或“S”）极，B端为电源的 （选填“正”或“负”）极。
8．当小磁针自由静止时，它的极总是指向 （选填“南”或“北”）方，这是因为小磁针受到 的作用。如图甲所示，当给导线通电时，其下方的小磁针的N极向纸内偏转；如图乙所示，如果大量电子沿着水平方向由左向右飞过小磁针正上方，则小磁针的极将向纸 （选填“内”或“外”）偏转。
9．如图所示，在通电螺线管的左边有一枚小磁针，当图中箭头表示流入螺线管电流的方向，则小磁针的N极将
转动（填“不会”、“顺时针方向”或“逆时针方向”）。
7题图 8题图 9题图
10．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。
11．如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是 ；地球周围也有磁场，地磁南极大致在地理的 极方向，根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列图中符合他假说的模型是 。
A． B． C．
12．在探究电流与磁场的关系实验中：
(1)如图甲，闭合开关的瞬间，观察到小磁针会偏转，该实验说明 周围存在磁场；
(2)如图乙，在玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针，闭合开关后， 玻璃板，由铁屑分布情况可知，通电螺线管外部磁场与 磁体周围的磁场相似；
(3)图乙中将电源正负极对调，小磁针偏转方向发生改变，铁屑分布情况 （选填“会”或“不会”） 改变；小磁针N极指向相反说明通电螺线管的磁极极性与 方向有关。
13．下列是探究通电螺线管外部的磁场方向的实验。
(1)通电螺线管周围的小磁针会发生偏转，说明小磁针受到 （选填“磁力”或“重力”）的作用；
(2)如图所示，在玻璃板上均匀撒满铁屑，并在螺线管两端各放一个小磁针；
①记录小磁针 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；
②轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。由此判断，通电螺线管外部的磁场分布与
磁体的磁场分布相似，图中通电螺线管左端相当于条形磁体的 极；
(3)将连接螺线管的电路开关断开，把电路电源正负极对调。闭合开关后，观察小磁针静止时的指向是否会发生改变，这是为了探究通电螺线管外部的磁场方向是否与
有关。
14．某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究通电螺线管外部磁场的方向，进行的实验操作如下：
(1)在嵌有螺线管的有机玻璃（未画出）上均匀地放置小磁针，连接好电路后闭合开关，小磁针的分布如图乙所示，小磁针在 的作用下发生偏转；
(2)根据图乙通电螺线管旁边小磁针的指向可知此时通电螺线管的左端为 极（小磁针黑色端为N极）；
(3)接下来该实验小组的同学将电源的正负极对调，目的是 ；
(4)闭合开关前，把小磁针放在水平桌面上，发现小磁针静止时总是指向南北方向，这是因为 ；
(5)如图丙，闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在 ；同时发现小磁针的N极与通电螺线管的右端相互 ；
(6)将小铁球换成小铝球，闭合开关后，小铝球将 （选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”）。
15．如图所示是“探究通电螺线管外部磁场分布情况”实验的部分实验装置。
(1)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀地撒满细铁屑，是为了 （选填“判断通电螺线管周围的磁场方向”或“显示通电螺线管周围磁场的分布情况”），图中的细铁屑 （选填“能”或“不能”）用铜屑代替。
(2)根据图中小磁针的指向可以判断出通电螺线管的右端为 极，为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系，接下来应进行的操作是 。
16．探究通电螺线管外部的磁场分布：
(1)图甲中接通电源，下方的小磁针会偏转，说明电流周围存在 ；
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑，闭合开关后轻敲玻璃板，观察到细铁屑的排列如图乙所示，说明通电螺线管周围磁场的形状与 磁体的磁场相似，如果此时移走玻璃板上的铁屑，螺线管周围 （有/没有）磁场；
(3)丙图中闭合开关，小磁针上端会向 （左、右）偏转。
17．物体的磁性从哪里来
(1)物质都是由原子、分子等微粒构成的，在微粒内部，存在着一种环形电流，由于环形电流的存在，使得每一个这样的物质微粒都可以看作一个微型 ；
(2)在大部分物体中，由于大量微型小磁针的指向紊乱，物体不显磁性；而在有的物体中，大量微型小磁针指向较为一致，物体就具有了 性；
(3)磁化的秘密
①磁化：使没有 的物体获得磁性的 叫作磁化；
②物体被磁化的过程，实际上是物体内微型小磁针按顺序“整队”的过程；
③磁性材料：能被磁化的物质大多数是含铁、钴、镍的 或 ，叫作磁性材料。
18．请根据图中的信息，标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极（用“+”“-”号表示）。
19．根据图中小磁针静止时的指向，用箭头在A点标出通电螺线管磁感线的方向和电源左端的极性（“+”或“-”）。
20．根据磁感线方向，标出通电螺线管左端的磁极和P点电流方向。
21．如图所示，请在括号中标出电源的“+”“-”极，并标出磁感线A点的方向。
22．请在图中标出磁感线方向和小磁针的N极，并在括号中标出电源的正负极。
1．科技小组把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关按如图所示电路连接并固定在塑料托盘上，当它漂浮在水面，一个简易的指南针就做成了。闭合开关后，该指南针的：d端是 极，指向地理 方附近。
2．如图，一小磁针的N极被涂黑，它可以自由旋转．当把它放入环形磁铁的中心静止时，它的指针方向如图甲所示；
(1)用磁感线描述环形磁铁的磁场（只画某一平面内的磁感线），则图甲中环形磁铁对应的磁感线应是选项中的 ；
(2)如图乙，不改变环形磁铁的摆放方向，在其右端放一螺线管，在导线 （选填“A”或“B”）端接入电源正极，另一端接入电源负极时，环形磁铁与通电螺线管相排斥；
(3)如图丙，不改变环形磁铁的摆放，在闭合电路中的导线PQ紧贴着环形磁铁的表面，闭合开关后，导线PQ受到磁场的力垂直导线PQ向上；把导线PQ按图丁摆放时，请在图中画出其受到磁场力的方向 。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
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【参考答案】
一、电流的磁效应：奥斯特 电流的周围存在着磁场 第一 有关 磁效应
二、通电螺线管的磁场：线圈 叠加 增强得多 条形磁体 对调
三、安培定则：两极 电流 拇指所指的
【例1】C 【例2】(1)通电导线周围存在磁场；(2)条形磁体；(3)正
【例3】 【例4】
课后巩固
基础过关
1．B 2．B 3．B 4．B 5．A 6．C
7．N 正 8．北 地磁场 外 9．逆时针方向
10．磁场 运动状态 11．异名磁极相互吸引 北 B
12．(1) 电流；(2) 轻敲 条形；(3) 不会 电流
13．(1)磁力；(2) N 条形 S；(3)电流方向
14．(1)通电螺线管的磁场；(2)N；(3)探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关；(4)小磁针受到地磁场的作用
(5) 磁场 吸引；(6)保持静止
15．(1) 显示通电螺线管周围磁场的分布情况 不能；(2) N 把电源正负极对调
16．(1)磁场；(2)条形 有；(3)右
17．(1) 小磁针；(2) 磁；(3) 磁性 过程 合金 氧化物
18． 19． 20．
21． 22．
能力提升
1．S 南
2．(1)C；(2)B；(3)
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