第十六章 课题2《奥斯特的发现》教案
【教学目标】
1.知识与技能
（1）知道电与磁有密切的联系，电流周围存在着磁场。
（2）知道通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。
（3）会用安培定则确定通电螺线管的极性或螺线管中的电流方向。
2.过程与方法
观察和体验通电导体与磁体间的相互作用，初步了解电和磁之间有某种联系；探究通电螺线管的磁场是什么样的。21教育网
3.情感态度和价值观
通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥秘。
【教学重点】
奥斯特实验；用安培定则确定通电螺线管的极性或螺线管上的电流方向。
【教学难点】
用安培定则确定通电螺线管的极性或螺线管上的电流方向。
【教学方法】
观察引导、课上交流、巩固总结。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
物理学是研究力、热、光、声、电、磁等现象的 ( http: / / www.21cnjy.com )科学。我们对这几类物理学的分支都有学习，那么它们之间是否存在联系呢？电与磁之间是否有相互作用，是否能够相互转换呢？这是一个非常重要的哲学思想，本节课我们将学习电与磁之间的联系。
二、新课学习
1．电流的磁场
【过渡】在学习新课之前，我们先复习一下电和磁的基本特征。
电荷能吸引轻小物体，磁体能吸引钢铁类物质；电荷有正负两种，磁极有南北之分；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。它们之间有巨大的相似之处。21cnjy.com
【提问】电与磁之间有何关系？是哪位科学家首先研究这种关系？
历史上有不少的科学家认为电与磁之间存在着联 ( http: / / www.21cnjy.com )系，而丹麦科学家奥斯特经过多年的研究，于1820年首先发现了电流的磁效应，揭示出了电与磁之间的第一个重要联系。
【思考】在学习电流的磁效应之前，同学们如何设计实验去研究电流的磁效应呢？
首先研究电流的磁效应就需要 ( http: / / www.21cnjy.com )有电流通过导线，与此同时也需要通过磁铁去验证。这就说明在试验时需要电流，也需要磁铁。请大家想象一下怎么通过实验去验证电流的磁效应？
我们来看活动1，将小磁针放置在桌子上， ( http: / / www.21cnjy.com )然后在其上方平行放置一段导线，如图16-14所示。然后在导线上通过电流，观察小磁针的偏转。然后将电流方向反向，观察小磁针转动方向是否发生变化。21·cn·jy·com
【实验】根据刚才的分析，请同学们进行实验，验证实验结果，写出得到的结论。
教师指导学生完成上述实验。
【教师指出】我们发现，在导体中施加 ( http: / / www.21cnjy.com )电流，小磁针发生了偏转，这说明电流产生了磁场，处于磁场中的小磁针发生了偏转。改变电流方向，小磁针发生偏转，这说明电流方向的改变使电流产生的磁场方向改变，也即电流方向影响其产生的磁场方向。
2．通电螺线管的磁场
【过渡】电流能够产生磁场，那么是否可以将导线制备出与条形磁铁类似的磁体呢？
我们将导线缠绕在圆柱形空心筒上，这样的线圈产生的磁场与直导线产生的磁场有什么区别呢？它的极性和通电直导线的磁场有何区别？www.21-cn-jy.com
我们来看活动2，探究通电螺线管外磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场的方向。首先我们来观察通电螺线管的磁场分布，如何来观察呢？利用上节课我们学习的方法——铁屑。我们将铁屑撒在嵌有有机玻璃的螺线管周围，通电后观察铁屑的分布。2·1·c·n·j·y
【教师演示实验】同学们观察铁屑分布的变化，这种分布与哪种磁铁类似？并指出为什么会呈现出这样的变化。
教师根据学生回答补充：在通电后，铁屑的分布不 ( http: / / www.21cnjy.com )再杂乱无章，而是具有取向性，铁屑分布如图16-15所示，这说明通电螺线管周围存在磁场。磁场分布与条形磁铁类似，通电螺线管的两端为磁场的两极。【来源：21·世纪·教育·网】
【引导学生思考】请同学们试着画出通电螺线管的磁感线，在画磁感线时想一想缺乏什么条件？
在画磁感线时，我们唯一不能确定的是磁感线的方向。与通电直导线类似，通电螺线管的电流方向是否与磁场方向有关呢？这就需要我们通过实验来验证。21·世纪*教育网
【思考】如何确定通电螺线管 ( http: / / www.21cnjy.com )的磁场方向与电流方向的关系？需要用到什么实验器材？请大家想一想，然后和图16-16的实验器材进行对比，并指出相应器材的作用。
【教师演示实验，并指出】 ( http: / / www.21cnjy.com )将小磁针放置在通电螺线管的不同位置，在固定电流方向时观察小磁针的偏转方向，找出磁场的S极和N极；然后改变电流方向，观察相应位置的小磁针偏转方向是否发生变化，确定磁场方向是否发生变化。www-2-1-cnjy-com
教师讲解：通电螺线管能够产生磁场，并且 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场方向与电流方向有关，电流方向改变，磁场方向改变。那么电流方向与磁场方向有着什么样的关系呢？我们可以用右手螺旋定则来判断：用右手握住螺线管，四指方向指向电流方向，大拇指所指方向即为产生磁场的N极方向。21*cnjy*com
【归纳总结】电流存在磁效应，产生的磁场方向与电流方向有关。电流方向与磁场方向可以通过右手螺旋定则来判断。【来源：21cnj*y.co*m】
三、课堂练习：
1．关于磁现象，下列说法中正确的是（ B ）
A．磁铁能够吸引所有的金属物品
B．通电导丝周围和磁铁周围一样存在磁场
C．磁体周围的磁感线是真实存在的
D．通电螺线管内部不存在磁场
2．下面所做的验证性实验中，说法正确的是（ C ）
A．在温度计的玻璃泡上擦上酒精，温度计的示数下降，说明蒸发放热
B．在探究影响动能大小因素实验中，使同一小球从斜面不同高度自由滑下，来研究动能与质量的关系
C．将小磁针放在通电导体旁，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场
D．探究焦耳定律实验中，在电流和通电时间相同时，电阻越小，电阻产生的热量越多
3．如图所示，一个可以自由转动的小磁计放在螺线管内部．当开关S闭合且小磁针静止不动后，下列说法正确的是（ B ）2-1-c-n-j-y
A．小磁针左端为N极 B．小磁针右端为N极
C．小磁针的极性无法判断 D．螺线管的左端为N极
课堂小结：
【师生交流】通过这节课，谈一下我们学习了哪些内容？
【总结】
16.2 奥斯特的发现
1．电流的磁效应
丹麦物理学家奥斯特于1820年首先发现了电流的磁效应。
在导体中施加电流，小磁针发生了偏转，这说明电流产生了磁场。改变电流方向，小磁针偏转方向变化，这说明电流方向的改变使电流产生的磁场方向改变。
2．通电螺线管的磁场
将导线缠绕在圆柱形空心筒上，这样的线圈称为螺线管。通电螺线管周围存在磁场，磁场分布与条形磁铁类似，通电螺线管的两端为磁场的两极。21世纪教育网版权所有
通电螺线管产生的磁场方向与电流方向有关 ( http: / / www.21cnjy.com )，可以用右手螺旋定则阐述：用右手握住螺线管，四指方向指向电流方向，大拇指所指方向即为产生磁场的N极方向。
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第十六章 课题2《奥斯特的发现》一课一练
一、选择——基础知识运用
1、如图所示，下列说法中错误的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com / )
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磁场
C．将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变
D．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁的北极
2、关于磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A．磁铁能够吸引所有的金属物品
B．通电导丝周围和磁铁周围一样存在磁场
C．磁体周围的磁感线是真实存在的
D．通电螺线管内部不存在磁场
3、奥斯特实验证明了（ ）
A．磁极之间的相互作用规律
B．地球是一个巨大的磁体
C．电流周围存在着磁场
D．电流周围存在着磁感应线
4、为了判断一段导体中是否有方向不变的电流通过，手边有下列几组器材．其中较理想的一组（ ）
A．被磁化的缝衣针和细棉线
B．小灯泡和导线
C．蹄形磁铁和细棉线
D．带电的泡沫塑料球和细棉线
5、下列有关电磁现象的说法中正确的是（ ）
A．丹麦物理学家奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场
B．指南针能够指南北是因为受到地磁场的作用
C．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针静止时N极指向决定的
D．我国宋代学者沈括是世界上最早记录磁偏角的人
6、某同学为了增强通电螺线管的磁性，下列做法错误的是（ ）
A．增加通电螺线管的匝数
B．在通电螺线管中插入铁芯
C．增大通电螺线管中的电流
D．改变通电螺线管中的电流方向
7、当开关S闭合后小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（ ）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．a 端是通电螺线管的N极，c 端是电源正极
B．a 端是通电螺线管的N极，c 端是电源负极
C．b 端是通电螺线管的N极，d 端是电源负极
D．b 端是通电螺线管的N极，d 端是电源正极
二、解答——知识提高运用
8、根据图1、图2中给出的条件画出螺线管的绕线．
( http: / / www.21cnjy.com / )
9、如图所示，当弹簧下端不挂重物时， ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧的长度为l0，当弹簧上挂一重物时，弹簧伸长到l1，当S闭合时，接通电路，将螺线管放在铁块的正下方，弹簧的长度将 ，当滑动变阻器向右移动时弹簧将变长 ．（填“变长”“变短”或“不变”）21世纪教育网版权所有
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10、请根据图中电流表的连接，（1）在 ( http: / / www.21cnjy.com )括号中用“+”和“-”标出电源正负极；（2）在通电螺线管的左右两侧标出相应的N、S极；（3）将小磁针静止时的N极涂黑．21教育网
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《奥斯特的发现》参考答案
一、选择——基础知识运用
1、【答案】D
【解析】解：A、据图可知，该实验是用于模 ( http: / / www.21cnjy.com )拟奥斯特实验的一个场景，故A正确；B、该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，故B正确；C、由于磁场的方向与电流的方向有关，所以将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变，故C正确；D、将图中导线断开，小磁针由于地磁的缘故，即N极将指向地理的北极，而不是地磁的北极，故D错误；故选D．21·cn·jy·com
2、【答案】B
【解析】A、磁铁能够吸引磁性材料， ( http: / / www.21cnjy.com )而很多金属不属于磁性材料，如铜、铝等金属，故A错误；B、奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，因此通电导丝周围和磁铁周围一样存在磁场，故B正确；C、人们为了研究方便引入了磁感线，磁感线并不存在，故C错误；D、通电螺线管的内外都有磁场，故D错误．故选B．www.21-cn-jy.com
3、【答案】C
【解析】奥斯特将通电导线放于小磁针上方时发现小磁针发生了偏转，说明了通电导线周围存在着磁场．故选C．2·1·c·n·j·y
4、【答案】A
【解析】A、用细棉线悬吊被磁化的缝衣 ( http: / / www.21cnjy.com )针相当于可以自由转动的小磁针，通电导线周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，所以把缝衣针放到导线周围，发现偏转则说明导线中有电流，故通过观察缝衣针的方向变化判断电流是否变化即可，故A符合题意；B、使用小灯泡及导线，还需要重组电路，比较麻烦，故B不符合题意；C、蹄形磁铁太重，所以在微弱磁场的作用下，现象不明显，故C不符合题意；D、带电的小泡沫塑料球是静电，和磁场没有直接的联系，不能利用该器材进行判断，故D不符合题意．故选A．【来源：21·世纪·教育·网】
5、【答案】ABD
【解析】A、丹麦物理学家奥斯特首先发现 ( http: / / www.21cnjy.com )通电导线周围存在磁场，所以A正确；B、指南针在地磁场的作用下指南北，所以B正确；C、磁场中某点的磁场方向和该点的小磁针静止时N极指向是一致的，在磁铁的外部磁感线从磁体的N极指向磁体的S极，但不能说磁场的方向由放在该点的小磁针静止时N极指向决定，所以C错误；D、我国宋代学者沈括是世界上最早记录磁偏角的人，所以D正确．故选ABD．21·世纪*教育网
6、【答案】D
【解析】A、在相同条件下，增 ( http: / / www.21cnjy.com )加螺线管的匝数，磁性增强，A做法正确；B、在相同条件下，插入铁芯，磁性增强，B做法正确；C、在相同条件下，增大电流，磁性增强，C做法正确；D、改变电流的方向，只能改变通电螺线管的磁极，D做法错误．故选D．2-1-c-n-j-y
7、【答案】A
【解析】据题目可知，小磁针 ( http: / / www.21cnjy.com )左端是N极，右端是S极，所以电磁铁的左端，即a端为N即，右端为S极，据安培定则可知，电流从c端流出后进入电磁铁，故c端是电源的正极．故选A．
二、解答——知识提高运用
8、【答案】（1）据图可知，电流从螺线管的 ( http: / / www.21cnjy.com )左端流入，从右端流出，且螺线管左端是N极，右端是S极，故结合安培定则可知，第一匝线圈绕在外边，如下图：21*cnjy*com
（2）小磁针的左端是N极，据磁极间的作用规律 ( http: / / www.21cnjy.com )可知，故螺线管的左端是S极，其右端是N极；且电流从左端流入，右端流出，故结合安培定则可知，第一匝线圈绕在里边，如下图：
( http: / / www.21cnjy.com / )
9、【答案】变长；变长.
【解析】（1）当S闭合时，接通电路，螺旋管具 ( http: / / www.21cnjy.com )有磁性，吸引铁块，弹簧伸长．（2）当滑动变阻器向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，通电螺旋管的磁性增强，对铁块的吸引力增强，弹簧再次伸长．故答案为：变长；变长．21cnjy.com
10、【答案】根据电流表的电 ( http: / / www.21cnjy.com )流是从正接线柱流入，从负接线柱流出，得出电流是由螺线管的左边流入的，所以电源的左端为正极，右端为负极．根据右手定则，伸出右手四指弯曲指向电流的方向，大拇指所指的方向--通电螺线管的右端为N极，左端为S极．根据磁极间的相互规律，靠近通电螺旋管左端（S极）的为小磁针的N极，涂黑．故答案为：www-2-1-cnjy-com
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沪粤版 九年级下册
第十六章 电磁铁与自动控制
课题2 奥斯特的发现
导入新课
电与磁之间是否有相互作用，是否能够相互转换呢？
本节课我们将探究这些问题
电场与磁场比较相似
新课学习
电流的磁效应
想一想：电与磁有什么相似之处？
电荷能吸引轻小物体，磁体能吸引钢铁类物质；电荷有正负两种，磁极有南北之分；
同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
——它们之间有巨大的相似之处。
奥斯特给导线通电时，导线附近的磁针发生轻微偏转。电流产生了磁场。
电与磁这么多的相似能给我们什么启示呢？
丹麦物理学家奥斯特认为电与磁之间存在联系，他首先发现了电流能产生磁场。
【活动1】思考下列问题：
（1）电流能否产生磁场？
（2）如何去验证能否产生磁场？
（3）电流方向与磁场方向有何规律？
探究思路：
（1）观察通电直导线周围的磁场
通电后，小磁针的角度发生偏转
将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中。
结论：通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场。断开开关后小磁针回复原来位置，这说明通电导体周围的磁场是由电流产生的。
思考：上述实验说明了什么现象？
观察电流的磁场视频
（2）通电导体产生磁场的方向与电流方向有关吗？
比较A与C：电路中的电流方向改变时，小磁针的偏转方向不一样，电流的磁场方向与电流方向有关。
A
C
B
电流方向与小磁针偏转方向的关系
想一想：直导线周围的磁场有什么特点？
通电直导线周围的铁屑分布与磁场分布
撒上铁屑后铁屑按同心圆排布，这说明直线电流产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的同心圆。
【思考】通电直导线周围存在磁场，如果将导线弯曲成螺线状，通电后其周围是否也会产生磁场呢？
我们猜测可以产生磁场
【思考】利用怎样的方法可以简便的观察到磁场的分布情况？
通电螺线管的磁场
仍然是利用铁屑
想一想：为何打开的手电筒不能吸引大头针？
因为磁场太弱了，因此通常将导线绕在圆柱空心筒上绕成的螺纹状线圈，做成螺线管（也叫线圈）
螺线管
活动2：探究通电螺旋管外部磁场的方向。
首先观察通电螺线管的磁场分布
观察通电螺线管的磁场与哪种磁铁类似？
需要用到什么实验器材？
通电螺线管周围存在着磁场，磁场的极性与螺线管中的电流方向有关。
通电螺线管周围存在磁场，磁场的磁感线分布与条形磁铁相同。
通电螺线管周围
的铁屑分布
注意事项：
铁屑要少且尽量撒的均匀。
要轻敲玻璃板。
观察通电螺线管的磁场分布视频
思考：通电螺线管的极性与电流方向的关系是什么？
把小磁针放在通电螺线管的两端，观察小磁针静止时N极的指向。
改变电流方向，观察小磁针的指向是否发生变化。
观察通电螺线管的磁场视频
改变电流方向，小磁针指向发生变化，这说明磁场的极性与螺线管中的电流方向有关。
【思考】通电螺线管的磁感线怎么画呢？
通电螺线管的磁感线
【思考】通电螺线管的电流方向与磁场方向有什么联系呢？
N
S
N
S
不同电流方向的磁场方向
可以用右手螺旋定则来说明
阐明通电螺旋管的磁极性与电流方向的关系
——右手螺旋定则
右手螺旋定则
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。
【思考】大家来判断一下图示中电源的正负极？
解释：按照右手螺旋定则一步步判断。
电源
S
N
电源
S
N
N
S
N
S
S
N
N
N
S
S
甲
乙
丙
丁
通电螺线管的四种情况
应用右手螺旋定则的方法和顺序：
1：查清螺线管的绕线方向。
2：标出电流在螺线管中的方向。
3：用右手螺旋定则确定螺线管的磁极方向。
通电螺线管内部的磁场方向与外部相反，构成了一个循环。
想一想：通电螺旋管内部的磁场方向？
通电螺线管的磁场方向
用右手握住导线，让大拇指指向电流的方向，则四指弯曲的方向就是通电直导线磁场的方向。
想一想：安培定则适用于直导线么？
直导线的磁场方向
1.如图所示，一个可以自由转动的小磁计放在螺线管内部．当开关S闭合且小磁针静止不动后，下列说法正确的是（ ）
课堂练习
B
A．小磁针左端为N极 B．小磁针右端为N极
C．小磁针的极性无法判断 D．螺线管的左端为N极
A．增加通电螺线管的匝数
B．在通电螺线管中插入铁芯
C．增大通电螺线管中的电流
D．改变通电螺线管中的电流方向
课堂练习
D
2.某同学为了增强通电螺线管的磁性，下列做法错误的是（ ）
A
课堂练习
A．电铃 B．电烙铁 C．绕线电阻 D．电炉子
3.下列用电器中利用电流磁场的是（ ）
课堂小结
我们都学了什么？
课堂小结
16.2 奥斯特的发现
1．电流的磁效应
丹麦物理学家奥斯特于1820年首先发现了电流的磁效应。
在导体中施加电流，小磁针发生了偏转，这说明电流产生了磁场。改变电流方向，小磁针偏转方向变化，这说明电流方向的改变使电流产生的磁场方向改变。
2．通电螺线管的磁场
将导线缠绕在圆柱形空心筒上，这样的线圈称为螺线管。通电螺线管周围存在磁场，磁场分布与条形磁铁类似，通电螺线管的两端为磁场的两极。
通电螺线管产生的磁场方向与电流方向有关，可以用右手螺旋定则阐述：用右手握住螺线管，四指方向指向电流方向，大拇指所指方向即为产生磁场的N极方向。
