第2节+电流的磁场（教学课件）物理教科版2024九年级上册

第2节 电流的磁场九年级物理上册 •教科版2024年第七章　磁与电①通电导线周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关。②通电螺线管外部磁场分布与条形磁体相似，其极性与电流环绕方向有关。教学重点同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引电现象和磁现象之间是否存在某种联系呢？奥斯特的发现　　1820年丹麦物理学家奥斯特正在课堂上给学生讲课。当他接通电路时，导线附近的一个小磁针动了，改变了指向。　　难道是电流产生了磁场？他怀着极大的兴趣继续做了许多实验后，终于证实电流的周围存在着磁场。　　奥斯特的发现，揭示了电与磁的联系，打开了电磁学领域的一扇大门，使人类对磁与电现象的研究进入了一个新的发展时期。下面，让我们来重复奥斯特所做的实验吧！　　①将一枚磁针放置在直导线下，使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。改变电流方向，重复实验，观察小磁针的变化。【实验】探究电与磁是否存在联系模拟奥斯特实验当电路闭合时，导线中有电流通过，小磁针发生偏转；断开电路，导线中无电流通过，小磁针恢复到原来的指向，不再发生偏转。说明通电导线周围产生了磁场。说明通电导线产生的磁场方向与电流方向有关。改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向改变（反向偏转）【学习任务一】奥斯特实验如图所示，将一根直导线架在静止小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行，接通电路，发现小磁针偏转。关于该实验说法正确的是（　　）A．改变电流方向，小磁针偏转方向不变B．该实验说明电流周围存在磁场C．利用该实验原理可以指成发电机D．最早发现该实验现象的科学家是法拉第B解：A、奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关，故改变电流方向，小磁针偏转方向改变，故A错误；B、该实验说明电流周围存在磁场，故B正确；C、利用该实验原理即电流的磁效应可以制成电磁铁、电磁继电器等，故C错误；D、最早发现该实验现象的科学家是奥斯特，故D错误。故选：B。电流的磁效应通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流的磁场方向跟电流方向有关。磁针发生转动磁针反向转动　　　　进一步研究发现，直线电流产生的磁场中，通电直导线周围磁场是以导线为圆心排列的一系列同心圆。这些同心圆位于与直导线垂直的平面上。【学习任务二】电流的磁效应解：将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明通电导体周围存在磁场；改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明产生的磁场方向也改变，即表明通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。故答案为：通电导体周围存在磁场；通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。如图所示，将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明____________________。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，表明___________________________________。通电导体周围存在磁场通电导体周围的磁场方向与电流方向有关通电螺线管的磁场是怎样分布的呢？　　奥斯特的发现激励了科学家们的探索热情。他们让电流通过弯成各种形状的导线，研究电流产生的磁场。其中，用导线绕成的通电螺线管，应用非常广泛。通电螺线管的磁场从直线电流的磁场到通电螺线管的磁场　　螺线管是用导线绕成的。借助计算机，我们可以直观的模拟从直线电流的磁场到通电螺线管的磁场的演化过程。通电螺线管的磁场究竟有何特点呢？通过计算机模拟，可以发现通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场很相似。【实验】探究通电螺线管的磁场特点实验目的1. 探究通电螺线管外部磁场分布的特点。2. 探究通电螺线管外部磁场的方向。实验思路首先观察通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似，然后找出通电螺线管的极性与环绕电流方向之间的关系。实验器材螺线管、电源、开关、导线、有机玻璃板、铁屑和小磁针等。实验步骤1. 在一块玻璃板上安装导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑。2. 按照你设计的电路图，将螺线管等器材连接起来，然后闭合开关，给螺线管通电，轻轻敲击玻璃板面，观察玻璃板面上铁屑的分布情况。结论一：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。与计算机模拟结果一致3. 把小磁针放在螺线管附近的不同位置，螺线管通电后，根据小磁针静止时N极的指向画出该位置的磁场方向。改变通过螺线管的电流方向，重新记录通电螺线管周围各位置的磁场方向。根据实验，在小圆内画出通电螺线管周围的磁场方向。结论二：通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。通过上面的实验可以得出以下结论：①通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。②通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。总结归纳交流与合作　　在前面实验中，如果改变螺线管的缠绕方式，并先后改变导线中电流的环绕方向，螺线管的N极和S极是否会有变化呢。螺线管的N极和S极再次发生变化【学习任务三】探究通电螺线管的磁场特点为了研究通电螺线管外部的磁场分布情况，可在螺线管的两端放上小磁针，在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板，小磁针的指向和铁屑的排列情况，如图所示。请回答下列问题：（1）通电后小磁针静止时的分布如图所示，此时，小磁针____（填“N”或“S”）极的指向就是该点的磁场方向。（2）改变螺线管的绕线方向，发现小磁针南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管的______方向有关。（3）实验结论：通电螺线管外部的磁场和______条形磁体的磁场相似。N电流条形解：（1）将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向；（2）改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动发生改变，可以说明：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；（3）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后轻轻敲动玻璃板，细铁屑的排列如图所示，铁屑受到磁场力的作用而有规律地排列，与磁感线的形状相似，所以可以判断：通电螺线管外部磁场的分布与条形磁体相似；故答案为：（1）N；（2）电流；（3）条形。安培定则1.内容：为了便于记忆， 安培总结出判断通电螺线管的磁极性跟电流方向的关系的方法：　　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。右手螺旋定则2.安培定则的应用①根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性。②由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向（及电源正负极）。a. 决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的方向，电流的方向一致则通电螺线管两端的极性就相同。 b. N极和S极一定在通电螺线管的两端。c. 判断时必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致。③温馨提示【学习任务四】利用安培定则判断磁极如图是小米同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。则该点处的磁场方向为__________，若将图中小磁针置于A点处，小磁针N极指向______（选填“改变”或“不变”）。水平向右不变解：根据小磁针N极指向与磁场方向相同，故该点的磁场方向为水平向右；根据磁感线从N出发进入S极；A点处的磁场方向为水平向右；小磁针N极指向不变。故答案为：水平向右；不变。　　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小磁针。每个环形电流都可看作一个微型小磁针物体磁性从哪里来在大部分物体中，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，物体就具有了磁性。让具有磁性的物体接触不显磁性的物体会发生什么呢？在一支试管中倒入铁屑，留出一定空隙，请按下面的顺序操作，有什么发现？说明铁屑获得磁性。原来没有磁性的铁屑能够吸引悬挂的订书钉。磁化1.磁化现象：使没有磁性的物体获得磁性的过程叫作磁化。2.磁化的方法 ②用一个磁体在磁性物体上沿一个方向摩擦，就可使这个物体变成磁体;①接触或靠近磁体；③利用充磁机对磁性材料充磁。钢被磁化后能长时间保持磁性，铁则不能。人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。3. 磁化的应用能被磁化的物质大多数是含铁、钴、镍的合金或氧化物，叫作磁性材料。磁性材料应用广泛，它的研制是现代科技的一个重要领域。磁带和磁盘上都含有磁性物质，利用它上面的磁性物质可以存储声音、图像和文字信息。4. 磁化的影响日常生活中，磁化会对生活用品产生一些不利的影响。通电螺线管的磁场　　在一块硬纸板上打两排孔，用漆包线绕成一个螺线管，在板面上均匀地撒满铁屑。给螺线管通以电流，并轻轻敲击板面，观察板面上铁屑的分布情况。电生磁电流的磁效应电螺线管的磁场奥斯特实验安培定则电流的磁效应1.电流周围存在磁场2.磁场的方向与电流方向有关1.与条形磁场相似2.极性与电流方向和绕法有关物体磁性从哪里来磁化【解析】丹麦物理学家奥斯特首先通过实验证明了电流的周围存在磁场，托里拆利实验最先测出大气压的值，阿基米德实验得出了浮力的大小与排开液体所受重力的关系，马德堡半球实验有力证明了大气压的存在，故ABC错误，D正确。故选：D。1.（2024•港南区一模）下列实验中，最先证实电流的周围存在着磁场的实验是（　　）A．托里拆利实验B．阿基米德实验C．马德堡半球实验D．奥斯特实验D【解析】解：A、若通电导体周围磁场磁性太弱，小磁针是不会有明显偏转，A错。B、只要小磁针发生转动，则说明一定有磁场存在，故导线中一定通有电流，B对。C、只要小磁针发生转动，则说明导线中一定通有电流，C错。D、若通电导体周围磁性太弱，小磁针是不会有明显偏转，D错。故选：B。2.（2022•长沙模拟）一根长直铜导线在靠近一个原来静止的小磁针的过程中，下列说法正确的是（　　）A．小磁针不动，导线不可能有电流通过B．小磁针发生转动，导线一定通有电流C．小磁针发生转动，导线不一定通有电流D．小磁针不动，导线一定没有电流通过B【解析】解：A．根据异名磁极相互吸引，小磁针左侧是N极，通电螺线管的左侧是S极，故A错误； B．根据螺线管右侧为N极，电流从右侧流入，故电源N为正极，水果电池M端为负极，故B正确； C．把小磁针取走，磁场依然存在，则通电螺线管周围的磁场不会消失，故C错误； D．改变电流方向，通电螺线管的方向改变，小磁针偏转方向改变，故D错误。故选：B。3.（2025•绵阳模拟）科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒A上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是（　　）A．通电螺线管的左侧是N极B．水果电池M端为负极C．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变B4. （2023秋•青白江区期末）如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。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磁场相似B．改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强D．减少铁钉上线圈的匝数，保持电流一定时，电磁铁的磁性强弱不变A【解析】解：AB．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，磁场的方向与电流的方向有关，改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向会发生改变，故A正确、B错误；CD．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越弱，电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性变弱，故CD错误。故选：A。1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。2.拓展性作业：同学可以尝试做一做，将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电。想一想会发生什么现象？看看你的判断是否正确。根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以确定螺线管的A端为N极，B端为S极。在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，螺线管的N极（A端）指向北，螺线管的S极（B）指向南。综上分析，故选C。分析思路