课时20.2 电生磁【帮课堂】2022-2023学年九年级物理全一册同步精品讲义（人教版）

课时20.2 电生磁（帮课堂）（原卷版） 【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。 【知识导图】 【基础知识】 知识点一、电流的磁效应 1.奥斯特实验 实验探究 在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。 现象分析 （1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场→小磁针是否发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场； （2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。 研究归纳 （1）通电导线周围存在着磁场； （2）电流的磁场方向与电流方向有关。 2.电流的磁效应 通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。 特别提醒： 1.实验时，导线要处于南北方向，与小磁针保持平行，这样在给导线通电时，小磁针由南北指向变为东西指向，偏转最为明显，便于比较通电后小磁针的偏转情况。 2.实验中，宜采用“触接”的方式给导线通电，即给导线通电时间要短，因为用电源短路的形式虽然可以获得较大的电流，但也容易烧坏电源。 特别提醒：带电体和磁体的相似性 带电体 磁体 带电体能够吸引轻小物体 磁体能吸引铁、钴、镍等磁性物质 电荷有两种：正电荷和负电荷 磁极有两个：北（N）极和南极（S） 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 电荷间不接触就能发生相互作用 磁极间不接触就能发生相互作用 摩擦可以使物体带电 磁化能使物体具有磁性 正是带电体和磁体有如此多相似的性质，激励着无数科学家一次又一次地寻找电与磁的联系。 【典例1】（2021·青海中考真题）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是（ ）。 A．牛顿发现了杠杆平衡条件； B．伽利略最早测出了大气压强的值； C．奥斯特发现了电流的磁效应； D．阿基米德最早揭开了光的颜色之谜 知识点二、通电螺线管的磁场 1.螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2.探究通电螺线管外部的磁场分布 实验探究1：通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系 （1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向； （2）改变电流方向，再次观察实验现象。 实验现象 （1）通电后小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不同，如图所示； （2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。 现象分析 （1）从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说明通电螺线管有两个磁极且在两端。 （2）小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由此可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 实验探究2：通电螺线管外部的磁场的分布特征 在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。实验现象如图所示。 现象分析 从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 归纳总结 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关； （2）通电螺线管外部磁场跟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个磁极； （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。 3.探究通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向的关系 实验探究 去绕向不同的螺线管，依次设计并进行实验：给螺线管通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极。 实验现象 现象分析 （1）两个螺线管的绕向相同，电流不同，它的螺线管两端的极性不同。 （2）调换螺线管左右位置，绕向发生改变，即便电流方向相同，螺线管两端极性也不同。 实验结论 通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 辨析比较： 通电螺线管 条形磁体 不同点 通电时有磁性，断电时无磁性 永磁体 N、S极与电流方向有关 N、S极固定不变 相同点 （1）磁场分布相似，磁极都在两端； （2）都具有吸引磁性物质的性质 （3）悬挂起来自由转动，静止后