人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 电生磁教学ppt课件

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 电生磁教学ppt课件，共42页。PPT课件主要包含了教学重点，教学难点，电流的磁效应，奥斯特的发现，通电导体周围存在磁场，通电螺线管的磁场，螺线管，实验目的，实验思路，实验器材等内容，欢迎下载使用。
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。
①理解通电螺线管磁场方向与电流方向之间的空间关系，克服空问想象困难。②掌握安培定则的使用方法，实现从“右手动作”到“磁场指向”的准确转化。
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？
　　1820年丹麦物理学家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，终于证实电流的周围存在着磁场，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。
　　他的发现，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。
　　将导线沿南北方向水平架设在可自由转动的小磁针上方附近，当小磁针静止时，让导线中通有短时间的强电流，你看到了什么现象？改变导线中的电流方向，你又看到了什么现象？这些现象说明了什么？
【实验】电流对小磁针的作用
当电路闭合时，小磁针发生偏转；
改变电流方向，小磁针发生反向偏转。
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。
【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
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。
　　大量实验表明，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。
【学习任务二】电流的磁效应
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___________________________________。
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。
通电导体周围的磁场方向与电流方向有关
奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场。通电直导线周围磁场强弱的影响因素是什么呢？其周围的磁场是怎么分布的呢？
【实验1】通电直导线周围磁场强弱的影响因素
通电直导线周围磁场强弱与到直导线的距离有关，距离越近，磁场越强。
通电直导线周围磁场强弱与通电直导线的电流大小有关，电流越大，磁场越强。
　　如图所示，让直导线坚直穿过水平纸面并通电，可以用放在水平纸面上可自由转动的小磁针静止时N极的指向，研究导线周围各点的磁场方向；　　　　　　在导线周围的水平纸面上均匀地撒上一些铁屑，轻敲纸面，观察铁屑的分布情况，从而可以看出直线电流周围磁场的分布情况。
【实验2】直线电流周围的磁场
　　由实验可以看出，通电直导线周围的磁场，在垂直于通电直导线的平面内呈环形分布；改变电流的方向，小磁针的指向也发生变化，说明磁场的方向也发生了改变。
通电直导线周围磁场是以直导线上一点为圆心的一组同心圆。这些同心圆位于与直导线垂直的平面上。（环形磁场）
　　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，将导线沿一个方向绕成螺线管，应用非常广泛。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，就能起到增强磁场的效果。
通电螺线管的磁场分布规律又是怎样的呢?
【实验】探究通电螺线管外部磁场的方向
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。
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。
螺线管、电源、开关、导线、有机玻璃板、铁屑和小磁针等。
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。
通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。
3. 仔细观察螺线管的结构，把螺线管用导线跟电源连接，弄清螺线管导线中电流的环绕方向。在螺线管的一端放一个小磁针，用小磁针判断通电螺线管的N极和S极。改变螺线管导线中电流的环绕方向，再次判断螺线管的N极和S极。
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。
【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。
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。
【变式训练】探究通电螺线管的磁场特点
如图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。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磁极性和电流方向的关系
解：A、小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向，故A正确；B、闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向是不同的，因为a点小磁针N指向左下；b点小磁针N指向左上，磁场方向不同，故B错误；C、对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变，故C正确；D、通过实验可总结出通电螺线管的磁极性和电流方向的关系，故D正确。故选：B。
　　人们在发现和表述物理规律的同时，常常采用一些科学、巧妙的方法来帮助我们方便地记忆和运用这些物理规律。你能用一个巧妙的方法把通电螺线管两端的极性与其中的电流方向的关系表述出来吗？
1.内容：通电螺线管外部的磁场和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极。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：
　　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。
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。
【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”）。
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。
【学习任务五】利用安培定则判断电流方向
请在图中括号中标出静止在磁场中的电源左侧极性、小磁针的右侧磁极和磁感线的方向。
解：根据图示可知，通电螺线管的左端为S极、右端为N极，由磁极间的相互作用规律得出小磁针的左端为S极、右端为N极；磁体周围的磁感线都是从N极出来回到S极的；由安培定则可知电流由左侧流入，即电源左侧为正极，因电磁铁外部磁感线由N极指向S极，故磁感线方向向左，如图所示：
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
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
解：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。
点评：此题考查了物理学史，比较简单，属基础题。
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
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。
点评：小磁针在磁场中如果与磁感线平行，也不会产生明显的偏转。
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
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。
点评：本题考查通电螺线管的磁场与安培定则，属于中档题。
4. （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
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。
点评：本题考查了通电螺线管的磁场和影响电磁铁磁性强弱的因素，属于基础题。
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。