16.2电流的磁场 2023-2024学年苏科版物理九年级下册

第二节 电流的磁场 第十六章 电磁转换 学习目标 知识点 通电直导线周围的磁场 知1－讲 1 1. 探究通电直导线周围的磁场(奥斯特实验) (1)设计实验 ① 如图16-2-1 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. 实验技巧： 奥斯特实验的基本要求: ①实验时导线需沿南北方向放置，且导线要平行放置在静止小磁针的正上方，从而减小地磁场的影响. ②导线与小磁针间的距离不能太远. 因为磁场的强弱与距离有关，若导线与小磁针距离太远，现象就会不明显. ③导线要用铜线或铝线，不能用铁线，防止磁体吸引铁导线而对实验产生干扰. 感悟新知 知1－讲 感悟新知 知1－讲 ②用开关控制电路的通断，观察电路通电和断电时小磁针的偏转情况. ③改变直导线中的电流方向，观察小磁针偏转方向的变化. 将电源的正、负极对调. 感悟新知 知1－讲 (2)实验现象 ① 接通电路，导线中有电流通过，小磁针发生偏转；断开电路，导线中无电流通过，小磁针恢复到原来的指向，不再发生偏转. 说明通电导线周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用而发生偏转. ② 改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向发生变化. 说明直导线中的电流方向改变时，磁场方向也发生了变化. (3)实验结论 通电导线周围存在磁场，且磁场方向与电流方向有关. 小磁针反向偏转. 感悟新知 知1－讲 2. 电流的磁效应 (1)内容：电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应. (2)发现者：电流的磁效应是由丹麦物理学家奥斯特在1820 年首先发现的. (3)奥斯特实验的意义：揭示了电与磁之间的联系；使人们进入了电与磁这个长期闭锁的研究领域，为实现物理学的第一次大综合开辟了广阔的道路. 3. 通电直导线周围的磁场分布 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. 感悟新知 知1－讲 例 1 [实验探究题] 如图16-2-2 所示是奥斯特实验的示意图，分别做图甲和图乙实验，说明_______________ _______；分别做图甲和图丙实验，说明__________ ________________ ________________. 通电导线周围存 在磁场 通电导线 产生的磁场方向 与电流方向有关 感悟新知 知1－讲 特别提醒: 做奥斯特实验应注意： ①实验时要让导线和小磁针均处于南北方向：因为通电前小磁针在地磁场作用下会处于南北方向，这样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，因为为了使实验现象更明显，实验中采用了短路的形式获得瞬间的强电流. ③对比图甲和丙归纳结论时，注意找出这两步实验操作中的不同之处，即只改变了什么因素从而导致现象发生改变. 感悟新知 知1－讲 解题秘方：分别对比甲与乙和甲与丙现象的不同，归纳结论. 感悟新知 知1－讲 解析：甲实验中，导线中有电流，小磁针偏转；乙实验中，导线中无电流，小磁针不偏转. 可见，是通电导线周围的磁场使小磁针受力而发生偏转的，这里用到的物理方法是转换法. 甲、丙两实验中，导线中电流方向不同，小磁针偏转方向不同，说明通电导线中电流方向不同，导线周围的磁场方向就不同. 感悟新知 知2－讲 知识点 通电螺线管周围的磁场 2 1.螺线管的构成 把导线绕在圆筒上就做成了螺线管，通常把螺线管称为线圈. 2. 探究通电螺线管的外部磁场 (1)提出问题：通电螺线管周围的磁场分布有什么特点，怎样判断通电螺线管周围各点的磁场方向？ (2)进行实验 感悟新知 知2－讲 (2)进行实验 ① 用铜导线穿过硬纸板，绕成螺线管. 在硬纸板上均匀撒上一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击纸板，观察铁屑的排列情况. 现象分析：铁屑的分布情况如图16-2-3 所示，可以看出通电螺线管外部磁感线的形状和条形磁铁的相似. 感悟新知 知2－讲 ② 在螺线管的周围均匀摆放小磁针，包括螺线管的内部. 给螺线管通电后，观察各小磁针N 极的指向. 通电螺线管内部的磁场方向为由S 极指向N 极. 感悟新知 知2－讲 现象分析：通电螺线管周围各个小磁针的N 极指向如图16-2-4 所示，可以看出通电螺线管外部的磁感线是从螺线管一端出来，回到另一端， 内部的磁感线是从一端进入，从 另一端出来. 这表明通电螺线管 有两个磁极，且在螺线管两端. 感悟新知 知2－讲 拓展延伸 通电螺线管的磁场比通电直导线(电流相等)的磁场强的原因：各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多. 感悟新知 知2－讲 ③ 改变电流方向，对照上一次实验中的现象，观察小磁针N 极的指向与原来是否相同. 现象分析：小磁针N 极的指向与上次实验中小磁针N 极的指向相反，说明磁感线方向改变了，即通电螺线管两端磁极的极性改变了，由此可知，通电螺线管周围磁场的方向与电流方向有关. 感悟新知 知2