人教版（2024）新教材九年级物理全一册第二十章导学案：第2节 电生磁（含答案）.docVIP

第2节电生磁（导学案）

【学习目标】

1.通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。能利用安培定则判断通电螺线管中电流的方向或两端的极性。

2.经历分析通电螺线管外部磁场方向的过程，发展归纳推理能力。

3.通过探究通电螺线管外部磁场方向的实验，培养根据证据进行解释的科学探究能力。

4.通过电生磁的学习，感悟自然现象之间的普遍联系，激发学习热情。

【学习重点】通电螺线管的磁场。

【学习难点】运用安培定则判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管中电流的方向。

【自主预习】阅读教材，完成以下问题：

1.奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的效应，该现象在1820年被丹麦的物理学家发现。奥斯特实验说明：通电导线周围存在，磁场方向与方向有关。

2.通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和的磁场一样，其两端的极性跟螺线管中的方向有关。

3.安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的极。

【课堂探究】

探究一、电流的磁效应

1.奥斯特实验

（1）探究电与磁是否存在联系

【演示实验】如图所示，将一枚小磁针置于桌面上，在小磁针上方放一条直导线，使导线与电池触接，然后断开，看看电路连通时和断开后小磁针有什么变化。

对调电池的正、负极，再做一次实验，继续观察小磁针的变化。

小磁针受到了磁场力的作用，这个磁场与电流有什么关系？

【实验现象】如果导线在小磁针上方并且两者平行，当导线通电时，小磁针发生；切断电流时，小磁针又回到。

【实验分析】小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场力的作用，表明通电导线和磁体一样，周围存在。小磁针又回到原位，说明导线周围的磁场消失，表明导线周围的磁场是由产生的。

电流方向改变时，小磁针的偏转方向发生改变，说明磁场方向发生了改变。进一步说明电流的磁场方向跟的方向有关。

【实验结论】

①电流周围存在着磁场；②电流的磁场方向跟电流的方向有关。

2.电流的磁效应

通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的。奥斯特实验揭示了电和磁之间存在着联系，即“电生磁”。

【例题1】如图所示，将一根通电直导线放在静止的小磁针正上方，且与小磁针平行。闭合开关后，下列说法正确的是（）

A．如果将导线沿东西方向放置，小磁针最容易发生偏转

B．实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场

C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会发生偏转

D．实验中改变电源的正、负极，小磁针的偏转方向不会发生改变

探究二、通电螺线管的磁场

【想一想】既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？怎样才能使电流的磁场变强呢？

1.螺线管

手电筒在通电时连一根大头针都吸不动，这是因为它的磁场太弱了。如果将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会增强得多。

螺线管演示器螺线管

2.探究通电螺线管外部磁场的方向

【实验思路】我们已经通过的分布了解了条形磁体、蹄形磁体周围的磁场，也可以用同样的方法来研究通电螺线管外部的磁场是怎样分布的。

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。

想一想：要研究通电螺线管外部磁场的方向，需要哪些器材？

需要的器材：等。

【实验过程】

（1）按照图布置器材。为使磁场增强，可以在螺线管中插入一根铁棒。把小磁针放到螺线管四周不同的位置，观察并记录各个点小磁针N极的指向，这个方向就是该点的磁场方向。

实验现象与分析：从小磁针N极指向来看，通电螺线管外部的磁感线是从通电螺线管一端出来回到另一端，如图所示。

实验结论：通电螺线管外部的磁场与的磁场相似。

（2）如图所示，用铜导线穿过硬纸板，绕成螺线管（或用螺线管演示器），在纸板上均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。

实验现象与分析：如图所示，可以看到小铁屑有规则地排列起来。从铁屑的分布情况来看，通电螺线管外部的磁场与的磁场相似。

（3）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。用小磁针判断通电螺线管的N、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、S极。