16.2 奥斯特的发现-【教材解读】2023秋九年级下册初三物理（沪粤版)

１６．２　奥斯特的发现 奥斯特 奥斯特是丹麦物理学家、化 学家,同时也是童话作家安 徒生的挚友,以发现电流的 磁效应闻名于世.他的发 现 开 辟 了 科 学 的 新 领 域———电磁学. 电流能够产生磁场. 知识点一　电流的磁场　【重点】 奥斯特实验 (１)奥斯特的实验过程 项目 实验一 实验二 实验三 实 验 器 材 及 设 计 甲　通电 NS 乙　断电 丙　改变电流方向 实 验 现 象 及 分 析 通电时小磁针 发生偏转,说明 有磁场对小磁 针作用,即电流 周围存在磁场 电路断开,小磁 针不发生偏转, 说明小磁针没 有受到其他磁 场的作用,没有 电流也就没有 磁场 改 变 电 流 方 向, 小磁针的偏转方 向和图甲中小磁 针的偏转方向相 反,说 明 电 流 方 向改 变 时,磁 场 的方向也改变 结论 ①通电导体周围存在磁场 ②通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关 (２)实验注意事项 ①实验时要让导线和小磁针均处于南北方向,因为通 电前小磁针只受地磁场的作用,静止在南北方向,便 于比较通电前后小磁针的偏转情况. ②给导线通电时间要短,因为实验时为使实验现象更 明显采用的是短路的方法获得瞬间较大的电流. 电流的磁效应 (１)概念: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. ２１ (２)发现:电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过 实验首先发现的.奥斯特实验是第一个揭示电和磁 联系的实验. 【例１】如图所示,下列说法错误的是(　　) A．这是模拟奥斯特实验的一个场景 B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场 C．将电池正、负极对调后,重新闭合电 路,小磁针偏转方向改变 D．将图中导线断开,小磁针 N极将指向地磁的北极 解析:接通电源后,小磁针指向发生偏转,说明通电导 线的周围存在磁场,将电池的正、负极对调后,重新闭 合电路,导线中电流的方向与原来相反,小磁针的偏 转方向与原来相反,这就是著名的奥斯特实验的基本 过程,故 A、B、C都正确;地球是一个大磁体,地磁的北 极在地理的南极附近,小磁针在地磁场的作用下 N极 会指向地磁的南极(或地理的北极附近),故D错误. 答案:D 知识点二　通电螺线管的磁场　【重点】 螺线管 实验:探究通电螺线管的磁场特点 【提出问题】 通电导线周围存在磁场,通电螺线管的周围也应该存 在磁场,那么通电螺线管周围的磁场是如何分布的? 用什么方法可以显示磁场的分布? 【猜想与假设】 螺线管与条形磁体的形状类似,它周围的磁场可能也 与条形磁体周围的磁场类似. 【进行实验】 　 通电螺线管周围的磁场和 条形磁体的磁场相似 条形磁体周围的铁屑分布. 通电螺线管周围的铁屑分布. ３１ 在通电螺线管的周围摆上 小磁针,小磁针静止时,可 以显示出各个位置磁场的 方向. 【分析论证】 (１)通电后,观察到放在左端的小磁针的 N极与通电螺 线管的左端相互吸引,右端的小磁针的S极与通电螺 线管的右端相互吸引,说明通电螺线管的两端的极性 不同,根据磁极间相互作用的规律可知,通电螺线管的 左端为S极,右端为 N极.同时发现,铁屑进行了有规 则的排列,其排列情况与放在条形磁体磁场中的铁屑 的排列情况相似. (２)改变电流方向后,发现小磁针的指向发生改变,铁 屑的排列情况仍与条形磁体磁场中的铁屑类似. 【实验结论】 通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似, 其方向受电流方向影响. 实验:探究通电螺线管的极性与电流方向的关系 【提出问题】 通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有 什么关系? 【进行实验】 按如图所示的电流方向给下面四个螺线管通电,观察 螺线管两端小磁针(红色一端为 N 极)的指向并进一 步判断螺线管的极性. 实验 序号 实验现象 语言描述 １ 看得见的一面电流向上, 螺线管左端为 N极 ２ 看得见的一面电流向下, 螺线管左端为S极 ３ 看得见的一面电流向上, 螺线管左端为 N极 ４ 看得见的一面电流向下, 螺线管左端为S极 ４１ 【分析论证】 实验发现不论螺线管的绕法如何,看得见的一面电流 向上时,螺线管的极性都是左端为 N极,右端为S极, 看得见的一面电流向下时,螺线管的极性都是左端为 S极,右端为 N 极,说明通电螺线管两端的极性只与 螺线管的环绕电流方向有关. 【实验结论】 通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极,它们的 极性与通电螺线管中的电流方向有关.当环绕螺线管 的电流方向改变时,通电螺线管的 N、S极正好对调. 【拓展】 １．通电螺线管和条形磁体的辨析 内容 条形磁体 通电螺线管 不 同 点 磁场 磁极不变 磁极极性与电流方向有关 磁性 磁性不变 只有通电时才有磁性,且磁性 强弱与电流大小有关 相 同 点 磁场 磁场分布相似 磁性 具有吸铁性、指向性,能将磁性材料磁化