初中物理人教版九年级全册第2节 电生磁备课ppt课件

第20.2节  电生磁（导学案）（解析版）

【学习目标】

1.知道电流周围存在着磁场；

2. 认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间的联系；

3.知道通电螺线管外部的磁场与条形磁铁相似；

4. 会用安培定则判定磁极和通电螺线管的电流方向。

【学习重点】

过奥斯特实验认识电流的磁效应；通电螺线管的磁场的特点。

【学习难点】

通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系。

【自主学习】

预习课本第124-第128页，回答下列问题：

1.丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中有电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他做了许多实验终于证实电流周围有磁场存在。

2.通电导体的周围有磁场，磁场的方向跟电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。

3.通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，它的极性跟电流方向有关，可以用安培定则来判定。判定方法是：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端即为螺线管的N极。

4.通电导线的周围存在磁场，磁场方向跟电流方向有关。

5.把导线绕在圆柱形骨架上，做成线圈，也叫螺线管，通电后各条导线的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。

6. 安培定则：

（1）作用：可以判定磁场与电流方向的关系。

（2）判定方法：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。

【合作探究】

分组进行以下探究活动，最后归纳总结：

探究一：奥斯特实验（电流的磁效应）

在磁针上面有一条直导线，当直导线通电时，你能看到什么现象？改变电流的方向，你又能看到什么现象？

问题 1：通电时磁针会转动吗？

实验现象：通电时小磁针会发生偏转(填会或不会)；断电时小磁针恢复到原状态；

问题:2：磁针转动说明了什么？小磁针处产生了磁场；

问题 3：改变电流的方向，磁针会转动吗？

实验现象：通电电流方向相反，小磁针偏转方向发生改变；

问题 4：这说明了什么？通电导线周围产生的磁场方向与电流方向有关。

总结：第一个发现电流磁效应的物理学家是奥斯特。

奥斯特实验的意义：这一重大发现轰动了科学界。因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现有力地推动了电磁学的研究和发展。

探究二：通电螺线管的磁场

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，在我们所熟悉的各种磁场中，通电螺线管的磁场与哪种磁体相似？

结论1：通电螺旋管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样。通电螺线管的两端就相当于条形磁铁的两个磁极。

2.（1）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。

（2）切断电源，将上图螺线管中的电流方向改变（如图2），观察发生什么现象？判断并标出通电螺线管的N、S极。

结论 2：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，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。其关系可用安培定则来判定。

探究三：安培定则

通过图甲，我们能判断出螺线管的右端是N极；若改变电流方向，其磁极方向发生改变。

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，这就是著名的安培定则，如图乙所示。

甲　　　　　　　乙

【课堂检测】

1.如图所示的通电螺线管的N、S极标注正确的是（   ）。

A．     B．

C．  D．

【答案】C。

【解析】

A.电流由螺线管的右端流入，由安培定则可知，螺旋管的左端为N极，故A正确；

B.电流由螺线管的左端流入，由安培定则可知，螺旋管的右端为N极，故B错误；

C.电流由螺线管的左端流入，由安培定则可知，螺旋管的左端为N极，故C正确；

D.电流由螺线管的右端流入，由安培定则可知，螺旋管的右端为N极，故D错误。

故选C。

2.如图所示的装置中，当开关S闭合后，下列判断正确的是（   ）。

A．通电螺线管外A点的磁场方向向左；

B．通电螺线管的左端为S极；

C．向左移动滑片P，通电螺线管的磁性增强；

D．小磁针静止后，其N极的指向沿水平向右

【答案】C。

【解析】AB、由于右端是电源的正极，所以电流从右端流入，故据安培定则判断可知，该螺线管的左端是N极，右端是S极，所以磁感线的方向应该从左向右，故通电螺线管外A点的磁场方向向右，故AB错误；

C、滑片向左移动，接入电路的电阻变小，故电路的电流变大，磁性变强，故C正确；

D、据上面的分析可知，该螺线管的右端是S极，所以小磁针的左端应该是N极，故N极的指向沿水平向左，故D错误。

故选C。

3.如图所示的实验说明　　，最早发现这一现象的是丹麦物理学家　　。如果移走小磁针，该结论　　（选填“成立”或“不成立”）。

【答案】通电导体周围存在磁场；奥斯特；成立。

【解析】此现象最早是丹麦物理学家奥斯特发现的，实验中，通电时，小磁针发生偏转，说明了通电导线周围存在磁场．如果移走小磁针，磁场依然存在，所以该结论成立。

故答案为：通电导体周围存在磁场；奥斯特；成立。

4.小林将导线绕在一根铁钉上，制成电磁铁，与电池接通后，如图所示，铁钉的尖端为______（选填“N”或“S”）极。

【答案】N。

【解析】由图可知，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，由安培定则可知电磁铁的右端是N极，左端是S极，铁钉的尖端为N极。

5.图中，静止在通电螺线管周围的小磁针，其中指向错误的是______（填标号）｡

【答案】①。

【解析】由图示知，电流从通电螺线管的右边流入，据安培定则知，通电螺线管的N极在左端，而名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以①号小磁针的N极应指向左边。

6.小明在课堂上给同学们展示了一个装置如图所示的实验。请完成下列问题：

(1)闭合开关后，标出通电螺线管的N、S极及磁感线的方向（）；

(2)闭合开关后，螺线管右侧的小磁针将______（选填序号）

①顺时针旋转90°②逆时针旋转90°③顺时针旋转180°④逆时针旋转180°

(3)要增强此螺线管的磁性，可采用______方法（写出一条即可）。

【答案】 (1)如图；(2)① ；(3)增大电路电流。

【解析】(1)根据安培定则可判断出，螺线管上电流方向向上，螺线管的左端为N极，右端为S极，磁体外部的磁感线由磁体的N极出发，回到S极，如图所示

(2)已判断出螺线管右端为S极，根据磁极间异名磁极相互吸引的作用规律可知，小磁针顺时针旋转90°，故应选择①。

(3)题干中要增强此螺线管的磁性，说明螺线管已经固定，不可改变螺线管的匝数，若改变匝数就不是此螺线管了，故可采用增大电路电流的方法来增强螺线管的磁性。

7.如图所示，开关闭合的瞬间，位于螺线管右侧的小磁针发生顺时针旋转。请在图中合适的位置标出通电螺线管的“N”、“S”极和电源的“+”、“﹣”极。

【解析】已知开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针顺时针旋转。根据磁极间的相互作用可知，螺线管左端为N极，右端为S极，由右手螺旋定则可得，电流由电源的右侧流出，故电源右侧为正极，左侧为负极；如下图所示：

8.如图所示，请根据通电螺线管的磁感线方向标出螺线管的N极和A处导线中的电流方向。

【解析】由图可知，磁感线在磁体的外部是从N极出发回到S极，则通电螺线管的上方是N极，根据安培定则，电流从A处流入，如图所示：

9.1820年，奥斯特发现了电生磁.进而，人们把导线绕在圆筒上，做成螺线管。今天，我们一起探究“通电螺线管产生的磁场”，实验设计如下：

（1）在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀的撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示；

（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时指向如图乙所示；

（3）通过实验，画出了通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状，我们发现，通电螺线管外部的磁场与________（选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似；

（4）如果我们把地球磁场比作一个通电螺线管产生的磁场，赤道比作其中一条环绕导线，则导线中电流流向应该是_______（选填“自西向东”或“自东向西”）；

（5）法国科学家安培认为，磁体是由许许多多小磁针定向排列构成，其宏观体现就是N极和S极，我们规定：磁场中小磁针静止时N极的指向为磁场方向，则乙图中，通电螺线管内部的磁场方向应该是_______（选填“自左向右”或“自右向左”）。

【答案】条形；自东向西；自右向左。

【解析】（3）通电螺线管外部的磁场和条形磁体磁场相似。在磁体外部，磁感线是由北极出发回到南极。

（4）地磁场由南向北，根据安培定则可知，赤道这一通电圆环的电流方向为由东向西。

（5）由小磁针N极指向可知，螺线管外部磁感线由N指向S，因为要形成闭合曲线，所以内部磁感线由S指向N，即通电螺线管内部的磁场方向应该是自右向左。