第2节 电流的磁场（表格式教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

该初中物理教学设计聚焦电流的磁场核心知识，涵盖奥斯特实验揭示电流磁效应、通电螺线管磁场特征及右手螺旋定则应用。通过“螺丝吸引订书钉”现象提问导入，衔接学生对电与磁的初步认知，搭建从生活现象到物理原理的学习支架。 特色在于融合科学探究与科学思维，通过奥斯特实验视频观察、通电螺线管磁场探究等实验活动培养科学探究能力，结合例题训练右手定则应用提升科学推理能力。物理学史介绍渗透科学态度，丰富例题与实验设计助力教师高效教学，帮助学生夯实电磁学基础。

第2节 电流的磁场（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第2节 电流的磁场 教学 目标 物理观念 知道电流的磁效应，了解奥斯特实验；知道通电螺线管外部磁场与条形磁体相似，会用安培定则判断螺线管极性与电流方向关系 科学思维 · 通过分析奥斯特实验现象，初步建立电与磁联系的认知；通过类比条形磁体磁场，培养模型建构能力。 科学探究 经历探究通电螺线管磁场的实验，提升观察、分析及归纳能力；通过操作改变电流方向，理解磁场方向与电流方向的关系 科学态度 与责任 · 学习奥斯特坚持探索的科学精神，养成严谨求实的态度；认识电与磁联系的发现对科技发展的意义。 教材 分析 本节内容揭示电与磁的联系，核心是电流的磁效应及安培定则，属于电磁学的入门知识，与后续电磁现象、电磁力等内容紧密衔接，体现物理规律的统一性。知识体系由奥斯特实验引入，通过小磁针偏转说明电流周围存在磁场，进而探究螺线管磁场分布，类比条形磁体，建立“电生磁”的基本观念。重点为电流方向与磁场方向的关系，难点在于空间想象与右手判断的结合。教学应以实验为主线，采用观察、操作、类比等方法，引导学生从现象归纳规律。学习活动包括小磁针探测磁场、铁屑显磁感线、改变电流方向观察极性变化等，帮助学生形成直观认识。目标定位为理解电流磁效应、掌握安培定则的应用，通过牵牛花类比促进认知转化。目标达成可通过判断通电螺线管极性、解释简单电磁装置原理等方式检验，体现科学思维与探究能力的培养。 学情 分析 1. 知识储备分析：学生此前已学习磁体基本性质、磁场概念及磁感线描述方法，掌握简单电路连接和电流方向判断。 2. 思维能力分析：初中阶段学生抽象思维逐步发展，对实验探究兴趣浓厚，但对电与磁的转化及空间磁场分布的理解存在困难，易混淆电流方向与磁场方向的关系。教材重点为电流磁效应的发现意义、通电螺线管磁场分布特点及安培定则的应用 3. 学习兴趣与态度分析：养成严谨求实的态度，认识电与磁联系的发现对科技发展的意义。 教学 重点 用右手螺旋定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向 教学 难点 奥斯特实验，通电螺线管外部的磁场，右手螺旋定则。 教学 器材 PPT, 小磁针，干电池，导线，通电螺线管。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】 螺丝能吸引订书钉可能与是什么因素有关？这是什么原理呢？ 【回答】让我们开启本节课的学习。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、奥斯特实验 电流的磁效应（奥斯特实验） 【问题提出】如图，将导线AB沿南北方向水平平行架设在小磁针的上面，然后在短时间内让导线中有强电流通过，观察小磁针的指向是否发生了偏转。此现象说明了什么？ 【实验现象】1、接通电路，导线中有电流,小磁针发生偏转； 2、断开电路，导线中无电流 , 小磁针恢复到原来的指向，不再发生偏转. 3.磁针转动方向，相反电流的磁场方向跟电流方向有关 结论：通电导体周围存在磁场。 【注意事项】1.导线与磁针平行摆放。 2. 导线要用铜、铝线，不能用铁线 3. 导线与磁针平行摆放,通电时间不易太长。 物理学史 在历史上,人们最初认为电和磁是互不相关的两种现象。 19世纪初,一些哲学家和科学家开始认识到自然界各种现象之间应该是互相联的。基于这种思想,丹麦物理学家奥斯特开始用实验方法寻找电和磁之间的联系。奥斯特是丹麦物理学家，他从小聪明好学，1794年以优异的成绩考入哥本哈根大学学习，后来成为这所大学的物理教授。 他相信各种自然现象间存在联系。经过长时间用实验寻找，在多次失败后，1820年，奥斯特在课堂上做实验时发现了电和磁之间的联系。这个发现令奥斯特极为兴奋，他怀着极大的兴趣又继续做了许多实验，终于证实了电流的周围存在着磁场，在世界上第一个发现了电与磁的联系。 【例题1】如图所示，M，N两个线圈套在一根光滑绝缘杆 ab上，它们受力时都能自由移动.当闭合开关S后，M，N两线圈将 (　　) A．互相靠拢 B．互相离开 C．静止不动 D．先靠拢后分开 【答案】A 【解析】假设电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知，M线圈的左侧为N极，右侧为S极；N线圈左侧为N极，右侧为S极；由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，两线圈应相互靠拢；同理假设电流由右侧流入，结果相同。 故选A。 【例题2】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 【答案】C 【解析】A项，阿基米德发现了杠杆平衡条件，故A项错误。 B项，托里拆利最早测出了大气压强的值，故B项错误。 C项，奥斯特发现了电流的磁效应，故C项正确。 D项，牛顿最早揭开了光的颜色之谜，故D项错误。 综上所述，本题正确答案为C。 【例题3】如图所示，通电螺线管周围的小磁针静止时，小磁针 极指向正确的是 A． 、 、 B． 、 、 C． 、 、 D． 、 、 【答案】A 【解析】根据电源的正负极在图上标出通电螺线管的电流方向，根据电流方向，利用安培定则判断螺线管的磁极。 根据磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致，所以 点磁针北极指向左端； 点磁针北极指向左端； 点磁针北极指向左端； 点磁针北极指向右端。综上分析，小磁针 极指向正确的是 。 故选A。 学生在认真观察的同时，完成填空。老师及时回收，并发现问题。 学生 总结: (1)通电导线周围存在磁场。 (2)电流的磁场方向与电流方向有关。 学生阅读的同时，老师可补充些有关奥斯特的生平材料 通过典型例题来帮助学生理解运用知识 学习新课 二、通电螺线管的磁场 【问题思考】 将导线绕在圆筒上，可做成一个螺线管（也叫线圈）。 下面，我们探究一下通电螺线管的磁场是什么样的？ 1. 螺线管 将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻敲玻璃板，观察铁屑分布情况。 【问题提出】 如图，用铜导线穿过一块硬白纸板绕成螺线管，给螺线管通入电流。将小磁针放在不同的位置，在白纸上记录下小磁针N极的指向。螺线管内外的磁感线各有什么特征？ 【回答】螺线管外部的磁感线各个位置磁场方向均不相同，磁感线呈现一条曲线形状;螺线管内部的磁感线各个位置磁场方向均相同，磁感线呈现一条直线形状。 【实验探究】——《通电螺线管的磁场》 如图所示，在实验中，改变电流的方向。观察在原来的记录点上小磁针N极的偏转方向。你看到了什么现象？这种现象说明了什么？ 小磁针N极的偏转方向与实验二中偏转的方向相反，磁感线的方向与电流的方向有关系。 螺线管的a端和小磁针的N极___相吸___（选填“相吸”或“排斥”）； 螺线管的b端和小磁针的S极___相吸___（选填“相吸”或“排斥”）； 这说明通电螺线管周围存在着___磁场____，a端为___S___极，b端为___N___极。 【例题4】首先发现“电流周围存在磁场”的科学家是 A．欧姆 B．牛顿 C．阿基米德 D．奥斯特 【答案】D 【解析】奥斯特首先在实验中发现电流的周围存在磁场，结合各个科学家的成就进行答题． A.欧姆研究了电流与电压、电阻的关系，发现了欧姆定律，故A错误。 B.牛顿在力学中的贡献非常大，其发现并总结了牛顿第一运动定律，故B错误。 C.阿基米德发现了阿基米德原理，故C错误。 【例题5】在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针. （1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与　 　的磁场相似. （2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南、北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中　 　方向有关. （3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a 换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了　 　，从而探究　 　的关系. 【答案】（1）条形磁体周围 （2）电流 （3）控制两次实验的电流大小不变；通电螺线管磁场强弱与线圈匝数 【解析】【解答】探究通电螺线管的外部磁场的实验中， （1）图甲中，将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时的指向和放在条形磁铁周围相同，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极；实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似； （2）改变螺线管中的电流方向，小磁针指向转动180°，南北极方向发生了改变，可知，通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关； （3）图乙实验中，将开关S从a换到b上时，线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制电流大小不变，观察吸引的回形针数目，可探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。 通过实验的视频帮助学生更好的理解与接受知识 说明了通电螺线管的磁场与电流方向有关。 帮助学生区别几个物理学家的实验。 实验中的注意事项作为例题是不错的选择。 学习新课 三、安培定则（右手螺旋定则） 1. 安培定则 定义：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。 2. 电磁铁 定义：电磁铁是一个带有铁芯的螺线管 工作原理 电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。电磁铁通电后，铁芯在螺线管的磁场中被磁化，两磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。 影响因素 1.同一个电磁铁，流过的电流越大，磁性越强。 2.当电磁铁的线圈匝数和电流一定时，有铁芯的电磁铁磁性越强。 3.当电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，磁性越强。 3. 电磁继电器 （1） 组成部分：电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁。 衔铁： 和动触点组成一个绕支点转动的杠杆，带动动触点上下运动。 弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁。 触点：相当于被控制电路的开关。 （2）工作原理:当开关S1闭合时，电磁铁通电生 磁性 ，将____衔铁____吸下,开关S的触点__接通___，工作电路中有___电流____通过，电动机便转动起来 （3）优点：①用低电压、弱电流控制高电压、强电流 ②实现自动控制。 ③实现远距离控制 【例题6】如图所示是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁上端为S极，触点 B．与C 断开，汽车启动B.电磁铁上端为S极，触点B 与C 接通，汽车启动 C．电磁铁上端为 N极，触点B 与C 断开，汽车启动 D．电磁铁上端为 N极，触点B 与C 接通，汽车启动 【答案】D 【解析】（1）当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中的电流是从下边导线流入的，根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极； （2）当电磁铁电路接通时，电磁铁具有磁性，将上边的触点A吸下，使BC触点接通，电动机工作，进而汽车启动。 故D正确，而ABC错误。 故选D。 安培定则是重难点，上海会考察实验，选择，作图等。 注意区分与电磁继电器的区别。 电磁继电器的工作原理要求必须掌握，是很多学生的难点，特别是选择题的最后一题。 通过例题呈现考情。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 在探究“通电螺线管外部磁场”的实验中，开关断开时小磁针甲、乙的指向如图所示，当开关闭合时，通电螺线管有磁性，则下列说法正确的是 A．小磁针甲偏转，乙不偏转 B．小磁针乙偏转，甲不偏转 C．小磁针甲、乙均发生偏转 D．当滑片 从右向左滑动时，通电螺线管和磁性逐渐增强 【答案】B 【解析】（1）由图可知电流从左端流向右端，则螺线管中电流应该是从左前方流入，右后方流出，故由右手螺旋定则可知，螺线管右端应为 极； 因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，则甲小磁针 将向螺线管靠近， 极远离螺线管，故甲小磁针不转动；小磁针乙沿顺时针方向偏转，故AC错误，B正确。 （2）滑动变阻器滑片 从右向左滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，则由欧姆定律可得电路中电流减小，则通电螺线管的磁性将减弱，故D错误。 2.硫化镉(CdS)晶体是一种光敏材料，其电阻随光照强度增大而减小．如图所示，用它和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮．下列说法错误的是 A．白天流过 CdS的电流比夜晚大 B．给路灯供电的电源应接在a、b两端 C．将电阻R调小些可缩短路灯点亮时间 D．夏天夜暮降临晚些，要保证在相同日照条件下打开路灯，应将电阻R调大些 【答案】D 【详解】A、在白天，因光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，由可知，白天流过CdS的电流比夜晚大，故A正确，不符合题意； B、光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，控制电路中的电流大，电磁铁将衔铁吸下，路灯不亮；晚上时光线暗，光敏电阻的电阻值大，控制电路中的电流值小，所以衔铁与上面触点接通，路灯发光，则给路灯供电的电源应接在ab之间．故B正确，不符合题意； C、要缩短路灯点亮时间，即应让路灯在更低的光照强度下发光，则光敏电阻的阻值将会变大，要保持电磁铁释放衔铁的电流值不变，应减小电阻R的阻值．故C正确，不符合题意； D、要保证在相同日照条件下打开路灯，则光照强度不变，光敏电阻的阻值不会改变，所以R的电阻值不用改变，故D错误，符合题意． 故选D． 3.如图所示，闭合开关S，下列说法正确的是 A．如果电源的a端是正极，则通电螺线管的左端是N极 B．如果电源的a端是正极，则小磁针的B端是S极 C．如果滑动变阻器的滑片向右移动，通电螺线管的磁性会增强 D．如果滑动变阻器的滑片向左调节，电流表示数会变小 【答案】B 【详解】AB．如果电源的a端是正极，电流从左端流入，右端流出，根据安培定则知道，此时通电螺线管的右端是N极，左端是S极，由磁极间的相互作用规律知道，小磁针的B端为S极，故A错误，B正确； C．如果滑动变阻器的滑片向右移动，连入电路的电阻变大，电流变小，通电螺线管的磁性会减弱，故C错误； D．滑动变阻器的滑动片P向左端移动，连入电路的电阻变小，电流变大，即电流表示数会变大，故D错误． 4．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对固定。下列叙述中，错误的是（　　） A．闭合开关后，电磁铁与条形磁铁间有相互吸引力 B．闭合开关后，电磁铁的右端为N极 C．闭合开关后，条形磁铁受到桌面水平向右的摩擦力 D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加 【答案】B 【详解】B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则知道，电磁铁的左端是N极、右端是S极，故B错误，符合题意； AC．闭合开关后，由于电磁铁的左端是N极、右端是S极，而异名磁极相互吸引，所以电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用，故AC正确，不符合题意。 D．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，所以电磁铁与条形磁铁间的相互作用力增加，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．如图所示，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线，用下列甲、乙两个实验来判断导线中是否有电流（　　） A．只有甲实验能实现 B．只有乙实验能实现 C．甲、乙两实验都能实现 D．甲、乙两实验都不能实现 【答案】C 【详解】甲图实验对应的结论是：通电导体在磁场中受到力的作用。据此结论将导线放入磁场中，通过观察导线是否运动来进行判断导线中是否有电流；若导线在磁场中运动说明导线中有电流，若在磁场中不动说明导线没有电流；乙图实验对应的结论是：通电导体周围存在磁场。将导线平行于小磁针的正上方，通过观察小磁针是否发生偏转来进行判断导线中有无电流，若小磁针会发生偏转，就能说明导线中有电流，不偏转，说明导线中无电流；故甲、乙都能完成。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．如图是一个课外兴趣小组自制的“温度自动报警器”原理图．下列说法正确的是 A．减少线圈的匝数可增大通电线圈的磁性 B．减小电源电压能使通电线圈的磁性增强 C．只要温度计内的水银柱升高电铃就发声 D．若a点接电源的正极，通电时通电线圈的左端为S极 【答案】D 【详解】A.线圈的匝数越少通电线圈的磁性越弱，故错误； B.电源电压减小，会造成电流变小，通电线圈的磁性会减弱，故错误； C.温度计内的水银柱需升高的到一定温度才会接通电路，电磁铁有磁性，吸引衔铁，工作电路工作，电铃发声，故错误； D.若a点接电源的正极，根据安培定则可得通电时线圈的右端为N极，左端为S极，故正确 故选D 7．如图所示的奥斯特实验，下面的说法正确的是（　　） A．利用小磁针的转动显示电流的磁场，应用了等效法 B．该实验证明了电流的磁场大小与电流的大小有关 C．甲、丙两图的实验说明电流的磁场方向与电流的方向有关 D．根据此实验原理可以制成发电机 【答案】C 【详解】A．利用小磁针的转动显示电流的磁场，将不便于观察的磁场转换为便于观察的小磁针的转动，应用了转换法，故A错误； BC．该实验只能说明电流可以产生磁场，无法证明电流的磁场大小与电流的大小有关，甲、丙两图的实验电流的方向改变，小磁针的偏转方向也改变，说明电流的磁场方向与电流的方向有关，故B错误，C正确； D．根据此实验原理可以制成电磁铁，无法制成发电机，故D错误。 故选C。 8.指南针能确定地理方位，是由于指南针在 的作用下能够指南北。图所示是同名磁极磁感线分布图，根据磁感线方向判断图中两磁极均为 极。丹麦物理学家 首先发现电流的磁效应。 【答案】地磁场 S（南） 奥斯特 【详解】[1]指南针之所以能指方向，是因为地球本身是一个巨大的磁体，它的南北极在地球两端，根据磁极之间相互作用的规律，指南针的北极和地磁的南极相互吸引，指南针的南极与地磁的北极相互吸引；当指南针静止时，它的北极就指向地球的北端，南极就指向地球的南端，所以指南针能确定地理方位，是由于指南针在地磁场的作用下能够指南北。 [2]由于磁感线是闭合曲线，磁体外部的磁感线是从北极出来，回到磁体的南极，内部是从南极到北极，外部的磁感线为曲线，而内部的磁感线为直线；则图中两磁极均为S极。 [3]首先发现电流的磁效应的物理学家是奥斯特。 9．如图所示，闭合开关S，通电螺线管上方的小磁针静止时，小磁针的N极指向右，则电源的右端为 极。在滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动过程中，通电螺线管的磁性 （选填“逐渐增强”“逐渐减弱”或“始终不变”）。 【答案】正 逐渐增强 【详解】[1]小磁针的N极指向右，说明通电螺线管的左端为N极，伸出右手，四指弯曲，大拇指所指的方向即螺线管的N极，四指弯曲指示电流的方向，故电流从右端流入，故电源右端为正极。 [2]滑动变阻器P从a端向b端滑动过程中，接入电路中的电阻减小，电流变大，通电螺线管的磁性将逐渐增强。 板 书 设 计 第2节 电流的磁场 一，奥斯特的实验 二，通电螺线管的磁场 三，安培定则 四，电磁铁 五，电磁继电器 课 堂 小 结 第2节 电流的磁场 1 / 13 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