第20章 第2节 电生磁 ----2024-2025学年人教版物理九年级下学期

第二十章 电与磁 第2节 电生磁 一、电流的磁效应 在历史上很长一段时间里，人们都认为电现象和磁现象是互不相关的。直到之后科学家们发现了电流与磁场之间的关系。 奥斯特实验 1820年，丹麦物理学家奥斯特在做实验时偶然发现：当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转。 这一现象可以说明，通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。 奥斯特实验的意义： 这个实验看上去非常简单，但在当时这一重大发现轰动了科学界，因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，在世界上第一个把电现象与磁现象两种不同的现象联系在一起，这一发现有力地推动了电磁学的研究和发展。 奥斯特实验 当导线通电时，磁针发生偏转→出现磁场 切断电流时，磁针又回到原位→磁场消失 这说明通电导线周围存在磁场，即电流的磁场。 实验还表明，当电流方向改变时，磁场方向也改变。 这说明电流的磁场方向与电流方向有关。 奥斯特实验 比较甲、乙可知通电导线周围有磁场。 实验中注意： （1）通电时间要短。 （2）要让导线与小磁针均处于南北方向。 （确保通电前只受地磁场作用） 比较甲、丙可知电流的磁场方向跟电流方向有关。 奥斯特实验 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。 既然通电导体周围存在磁场，可实际生活中我们为什么感受不到？ 有两种方法： （1）增大电流 奥斯特实验中，短路就是为了增大电流，获得强的磁场。 磁场太弱了。 有什么办法可以让电流的磁场变强吗？ （2）将导线绕成螺线管 让导线集中起来绕成管状，各导线产生的磁场叠加在一起。 如图： 螺线管（也叫线圈）：通过把导线绕在绝缘圆筒上得到，也叫线圈。 各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。 二、通电螺线管的磁场 演示 在螺线管两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地洒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板观察铁屑的排列情况。改变电流情况，再观察一次。 转换法→小磁针用来观察磁场的方向， 铁屑用来观察磁场的分布情况和各位置的磁场强弱。 探究：通电螺线管外部磁场的分布 问题1：通电螺线管外部的磁场可能和什么磁体的磁场相似？ 问题2：通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？ 问题1：通电螺线管外部的磁场可能和什么磁体的磁场相似？ 在硬纸板上均匀地撒满铁屑,螺线管通电，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况与哪种磁体相似。 通电螺线管的磁场与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。 把小磁针放到螺线管四周不同的位置， 在图上记录磁针N极的方向，N极方向就是 该点的磁场方向。(螺线管中放入铁棒：增强磁场) 问题2：通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有什么关系？ 不同螺线管导线中电流的方向怎么看/怎么表示？ 试试找不同 + + - - 螺线管的两种绕法 问题2：通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有什么关系？ + + - - 不同螺线管导线中电流的方向怎么看/怎么表示？ 试试找不同 螺线管的两种绕法 （看上下）看得见的这一面电流是向上还是向下 甲 乙 丙 丁 电流方向向上 问题2：通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有什么关系？ 电流方向向下 电流方向相同的时候，磁场两端极性也相同。 （看上下）看得见的这一面电流是向上还是向下 三、安培定则 用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。 ▲常用来表述通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系： 甲 乙 丙 丁 电流方向向上 电流方向向下 三、安培定则 用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。 安培定则的应用： (1)依据绕线确定的螺线管中电流的方向，判断它的磁极； (2)给出通电螺线管的磁极，判断线圈中的电流方向； (3)由螺线管两端导线的电流方向及磁极，对螺线管绕线。 用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。 三、安培定则 请根据图中线圈电路标出螺线管的N极和静止时小磁针的N极指向。 拓展补充：螺线管内部的磁场方向与外部磁场不同 在如图所示的电路中，根据内部小磁针静止时的指向可知___端是通电螺线管的N极，____端是电源正极。 螺线管外部磁感线从N极到S极。 螺线管内部(相反), 磁感线从S极到N极。 N c a N 如果条形磁铁的磁性减弱了，你能用电流来使它增强吗？应该怎么办？ 想想议议 答：能用电流来增强它的磁性。 只要在条形磁铁外面绕上导线，给导线通电即可。在绕制导线时， 要注意通电螺线管的极性要与条形磁铁的极性相同。 1.小磁针静止时的指向如图所示，由此可知(　　) A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极 C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极 D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极 B 巩固练习 2.通电螺线管和磁体A附近的磁感线分布如图所示，小磁针处于静止，则(　　) A．小磁针的b端为N极 B．通电螺线管左端为N极 C．电源正极为c端 D．电源正极为d端 C 3.根据下图所示的小磁针的指向和电源的正、负极，标出磁体的极性， 并画出螺线管导线的绕法。 3.根据通电螺线管周围的磁感线分布，可确定磁极甲、乙、丙、丁的极性依次为( 　 )。 A．N、N、S、N B．S、N、S、S　 C．S、S、N、N　　 D．N、S、N、N D 1.根据通电螺线管周围的磁感线分布，可确定磁极甲、乙、丙、丁的极性 依次为___、 ___、 ___、 ___、 。 课作： 2.请标出图中磁感线方向及静止小磁针的 N 极。 答图： N S N N Lavf55.34.100 $$