初中物理苏科版（2024）九年级下册（2024）第十六章 电和磁二、电流的磁场一等奖教学课件ppt

这是一份初中物理苏科版（2024）九年级下册（2024）第十六章 电和磁二、电流的磁场一等奖教学课件ppt，共24页。PPT课件主要包含了通电直导线周围的磁场等内容，欢迎下载使用。
探究通电螺线管外部磁场的方向
1. 学习探究通电直导线周围的磁场；2. 了解奥斯特首先发现电流周围存在磁场；3. 熟悉螺线管的介绍；4. 探究通电螺线管外部的磁场特点；5. 掌握安培定则（右手螺旋定则）；6. 了解电磁铁的概念、工作原理；影响电磁铁磁性强弱的因素；7. 电磁继电器的工作原理及其应用。
1.通电直导线周围的磁场；电流的磁效应； 2.通电螺线管外部磁场的方向； 3.电磁铁、电磁继电器的工作原理及其应用。
1.实验探究通电螺线管外部磁场的分布；2.电磁铁、电磁继电器的综合应用。
我们已经学习了磁和电，那么它们之间有什么联系呢？
电磁继电器被广泛应用于自动控制和通信领域，以实现远程控制和生产自动化。
为什么给绕在铁 钉上的线圈通电后，铁 钉就能吸引大头针?
是因为通电线圈产生了磁场吗?
1.如图16-14所示，先将一根直导线架在静止小磁针的上方，使直导线与小磁针平行。 接通电路，观察小磁针的指向 。2.将小磁针移到直导线的上方，使直导线与静止的小磁针平行。接通电路，观察小磁针 的指向 。3.改变直导线中的电流方向，观察小磁针指 向的变化 。
小磁针的指向发生改变。
小磁针的指向发生改变，且与1中的指向不同。
相比改变电流方向前，小磁针指向再次发生改变。
活动16.4探究通电直导线周围的磁场
通电后，小磁针偏转说明了什么?改变电流方向，小磁针指向改变说明了什么?
其磁场的方向与电流方向有关
上述实验表明，通电导线周围存在磁场，其方向与电流方向有关。
电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应 。
1820年，丹麦物理学家奥斯特(1777—1851) 通过实验首先发现了电流周围存在磁场，从而将原来认为毫无关联的电与磁联系起来，这是科学史上具有重大意义的事件。
研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图16-15所示，在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。
奥斯特首先发现电流周围存在磁场
探究通电螺线管外部磁场的方向
电流磁效应的发现进一步激发了科学家们的探索热情，他们让电流通过不同形状的导线，研究电流周围产生的磁场。如图所示，把导线绕在圆筒上就做成了螺线管，通电螺线管周围的磁场会强得多。
思考：通电螺线管周围磁场的分布有什么特点呢?
1.观察图16-16所示的螺线管，看看它是怎样绕制的。2.想一想：给螺线管通电，其中的电流方向将会是怎样的?
电流方向是（类）环形的。
学生实验 探究通电螺线管外部磁场的方向
3.为了探究通电螺线管外部的磁场方向，你打算怎样做实验?需要哪些器材?
我们可以再次深入分析活动16.4，并以此得到启发。
活动16.4探究通电直导线周围的磁场
探究通电螺线管外部的磁场方向
实验装置或器材也可以参考活动16.4，将电路中间一段直导线换成螺线管，并增加小磁针的数量，方便探究磁感线的分布。
那么前面即是我们从通电直导线导线周围有无磁场（磁感线），到探究通电螺线管的磁感线分布（或确定磁场方向）是怎样的，一个分析思路。
实验方案，实验器材同学们可以展开自己的思路进行阐述。
1.如图16-17所示，连接电路。
2. 接通电路，将小磁针放在通电螺线管周围的不同位置。根据小磁针静止时N极的指向，在图16-18(a) 中标出通电螺线管周围各点的磁场方向。3. 如图16-18(b) 所示，把电池的正负极对调，再重复上述步骤。
注：图（c）为 备用图
思考与讨论1. 通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关吗?依据是什么?
有；依据：把电池的正负极对调，小磁针静止时N极的指向也发生改变。
小磁针静止时N极的指向改变
通电螺线管外部的磁场方向改变
4. 如图16-19所示，在固定通电螺线管的玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。
思考与讨论2.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场有相似之处吗?你的依据是什么?
有；依据：铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
通电螺线管的磁感线如图16-20所示。可以看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似。
通电螺线管磁极的极性可以这样来判断：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图16-21所示。这种判断方法称为安培定则，也叫右手螺旋定则。
电磁铁及其应用
特点：通电后能产生磁性。
电磁铁由线圈和铁芯组成，铁芯一般由铁或铁的合金制成。在铁芯上用漆包线密绕成线圈，就做成了一个简单的电磁铁，通电后能产生磁性。
与通电螺线管的磁极相同； 当电流方向改变时，磁极也发生改变。
匝数不同的两个电磁铁、电源、开关、导线、圆铁片、 滑动变阻器、电流表。
可能与电流的大小、线圈的匝数有关。
1.如何判断电磁铁磁性的强弱？
根据吸引铁片的多少来判断螺线管的磁性强弱。
2.如何让匝数不同的电磁铁通过的电流相等？
让不同的线圈(内含铁芯)串联起来
实验探究 影响电磁铁的磁性强弱的因素
（1）探究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响按照电路图，把滑动变阻器、电流表和一定匝数的线圈（内有铁芯）串联起来，调整变阻器，改变电路中的电流。观察电流大小不同时，电磁铁吸引铁片数目有什么变化。
结论：匝数一定时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
现象：电流越大，能吸引的铁片数越多
结论：电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（2）探究线管匝数对电磁铁磁性强弱的影响按照电路图，把匝数不同的两个线圈串联起来，闭合开关，观察比较A、B吸引铁片的数量。
现象：匝数多的电磁铁B，能吸引的铁片数越多
（1）同一个电磁铁，通过的电流越大，磁性越强。 （2）电流一时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，磁性越强。
实验表明，电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和线圈中的电流大小有关。线圈匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。
与永磁体相比，电磁铁具有以下几个优点：（1）电磁铁磁性的有无可以由通电、断电来控制。电磁起重机(图16-22)、电铃以及电磁继电器都是根据这一特点工作的 。
（2）电磁铁磁性的强弱可以通过调节电流的大小来控制。有些设备如发电机、 加速器等，需要非常强的磁场才能工作。 但是由于材料的限制，人们很难制造出磁性非常强的永磁体，而通有强电流的电磁铁则能产生很强的磁性。
（3）电磁铁的N 、S 极是由线圈中的电流方向决定的，便于人工控制。
电磁继电器是一种用电磁铁控制电路的开关。它的构造及工作电路如图16-23所示。 电磁继电器的工作电路可分为控制电路和受控电路两部分。控制电路包括电磁铁A 、衔铁B 、 低压电源 U₁ 、开关S。受控电路包括高压电源U₂, 电动机M, 电磁继电器的动触点D、 静触点E。
生活•物理•社会 电磁继电器
电磁继电器的工作原理：闭合控制电路中的开关S，电流通过电磁铁A 的线圈产生磁性，把衔铁B吸下来，使动触点 D 与静触点E接触，受控电路闭合，电动机工作。断开开关S，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在复位弹簧C的作用下与电磁铁A分离，使触点D 、E脱开，受控电路断开，电动机停止工作。 利用电磁继电器不仅可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的受控电路，而且能通过各种传感器代替开关控制电路通断，因此被广泛应用于自动控制(如电冰箱、汽车、电梯、 机床里的控制电路)和通信领域，以实现远程控制和生产自动化。
1 ．首先发现电流周围存在磁场的是 ( )A ．安培 B ．伏特 C ．托里拆利 D ．奥斯特
2 ．如图所示是根据螺线管中电流的方向判断螺线管的极性，其中正确的是 ( )
3 ．下列关于电磁铁的说法中，正确的是 ( )A ．电磁铁的磁性强弱只与线圈匝数有关B ．电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关C ．电磁铁的磁性有无可以通过通断电来控制D ．电磁铁的磁极不能改变
4 ．在一块有机玻璃板上，安装一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后铁屑的分布如图所示。如果小磁针黑色端是 N 极，则通电螺线管的右端是 （N/S）极。实验中 （能/不能）用铝屑代替铁屑显示磁场分布。
5 ．如图所示是奥斯特实验的示意图。实验能证明：通电导线周围存在 ，如果移走小磁针，该结论 （选填“仍成立”或“不成立”）。通电直导线周围的磁感线分布如右图所示，磁感线是以直导线为中心的一系列的同心圆，从图可看出小磁针的 a 端是 极。
6 ．电磁继电器是一种电子控制器件，被广泛应用于航空、航天、船舶、家电等领域。如图所示，在工作电路中， 电磁继电器相当于 （填电路元件名称）；指示灯和电动机是 （选填“串联”或“并联”）的。
A ．闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力B ．闭合开关后，电磁铁的左端为 N 极，右端为 S 极C ．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力D ．闭合开关后，滑片由b 向 a 移动过程中，条形磁铁受到的摩擦力变大
7．如图，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁固定于条形磁铁附近并正对条形磁铁。开关闭合前后，条形磁铁均处于静止状态。下列说法中正确的是 ( )
1．一个通电螺线管中的电流方向和螺旋管周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是( )
A ．只提高电源电压B ．只将滑片 P 向左移动C ．只增加螺线管线圈的匝数D ．只将铁芯换成同规格的铜芯
2 ．如图所示，下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是 ( )
3 ．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，小磁针 极的指向就是该点的磁场方向，由此 可知通电螺线管的右端是 极。把电池的正负极对调，再进行实验，目的是探究通电螺 线管外部磁场方向与 方向是否有关。
4 ．如图所示为小明做的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”电流和磁场的判断方法如图，如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上 A 点的磁针（黑色端为 N 极）静止时，下列图中磁针指向正确的是 ( )
B ． D．