16.2 电流的磁场（教学课件）物理沪粤版九年级下册

沪粤版 九年级下册 第十六章 磁场 电磁铁 16.2 电流的磁场 学习目标 1．科学观念：建立电与磁的关联认知，掌握电流磁效应、螺线管等核心概念，明确电流有无及方向对磁场的影响，理解场的物质性； 2．科学思维：通过实验现象推理磁场存在，归纳螺线管磁场特点及右手螺旋定则，能迁移应用定则判断极性或电流方向，对比分析直导线与螺线管磁场差异； 3．科学探究：提出电与磁的探究问题，规范搭建实验装置，准确观察记录现象，分析数据得出结论，能解决实验异常问题； 4．科学态度与责任：体会奥斯特的探究精神，实验中严守安全规范，感知知识的科技价值，树立用物理知识服务生活的意识。 重点难点 1．掌握电流磁效应、螺线管等概念，牢记通电直导线与螺线管的磁场特点及与电流的关联； 2．规范完成核心实验，通过现象推理结论； 3．理解并应用右手螺旋定则； 感知转换法与控制变量法的应用。 1．具象化理解磁场，建立“电流→磁场→小磁针偏转”的因果链； 2．辨析电流环绕方向，避免定则应用误区； 理解螺线管磁场叠加原理； 3．分析实验异常现象的原因。 双11期间快递分拣中心的智能分拣机，金属快递盒被“无形的手”吸起，精准投放到对应区域；快递员用手持电磁吸盘装卸金属包裹，通电时吸起包裹，断电后包裹平稳放下。 这些高效的分拣设备，核心都依赖一种‘电变磁’的神奇现象——通电时产生磁场吸住金属，断电后磁场消失释放物体。这种‘电生磁’的效应，正是我们今天要探究的核心。 情景引入 01 CONTENTS 电流的磁场 探究新知 02 通电螺线管的磁场 PART ONE 电流的磁场 历史背景铺垫 电与磁的“历史性突破” 19世纪初，科学界普遍认为“电和磁是相互独立的现象”，许多科学家尝试寻找两者联系却无果。但丹麦物理学家奥斯特始终坚信电、热、光、磁之间存在内在关联，他坚持实验研究多年，终于在1820年4月的一次课堂演示中偶然发现：当通电导线靠近小磁针时，小磁针竟然发生了偏转！这一发现被称为“电流的磁效应”，彻底打开了电与磁联系的大门。   展示小磁针（静止时指向南北）和通电导线，提出问题： 不通电时小磁针稳定指向南北，若给导线通电，小磁针会动吗？ 若小磁针偏转，说明通电导线周围可能存在什么？ 小磁针的偏转方向会和电流方向有关吗？ 实验主题 活动——观察通电直导线周围的磁场 探究通电直导线周围是否存在磁场，及磁场方向与电流方向的关系 实验准备 实验器材：小磁针、铜质直导线、低压直流电源、单刀单掷开关、导线若干 实验步骤 步骤1：断开开关，导线中无电流——观察并记录小磁针的初始指向，此时小磁针的指向由什么决定？ 步骤2：闭合开关，导线中有电流——眼睛平视小磁针，观察其是否偏转，记录偏转方向； 步骤3：断开开关，调换电源正负极——重新闭合开关，观察小磁针偏转方向是否与步骤2相反，记录现象。 视频欣赏——奥斯特实验(电流的磁效应) 现象分析 活动——观察通电直导线周围的磁场 步骤2中小磁针偏转，说明通电导体周围存在磁场（若不存在磁场，小磁针应保持南北指向）；步骤3中偏转方向改变，说明磁场方向与电流方向有关 实验结论 通电导体跟磁体一样，周围也存在着磁场；磁场的方向与电流的方向有关。 误区提醒 电流方向”指导线中电荷定向移动的方向（从电源正极流向负极），而非导线的“摆放方向”；小磁针偏转是电流磁场的作用，而非导线本身吸引小磁针（可演示不通电导线靠近小磁针，无偏转，排除“静电吸引”误解） 丹麦物理学家奥斯特在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。 磁性的探索（互动环节） 磁体的基本概念 —— 从性质到分类 请学生用桌上的条形磁铁，尝试吸引身边的物品（如铁钉、铜片、橡皮、镍币），记录 “能吸引” 和 “不能吸引” 的物品。 总结：磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，这种性质叫做磁性。 磁体的分类 按来源分：天然磁体（如自然界中的磁石）、人造磁体（人工制造，如实验室用的条形磁铁）； 关键概念：能够长期保存磁性的磁体叫做永磁体，我们本节课研究的主要是人造永磁体。 视频欣赏——实验探究通电导体周围存在磁场 拓展延伸：直导线周围的磁场和环形电流磁场 直线电流产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的同心圆。 环形电流会产生环绕其轴线的磁场，磁场方向由电流方向决定 PART TWO 通电螺线管的磁场 通电螺线管的磁场 为何打开的手电筒不能吸引大头针？ 螺线管 磁场太弱了，因此通常将导线绕在圆柱空心筒上绕成的螺纹状线圈，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。 把导线在圆柱形空心筒（如塑料筒、纸筒）上绕成的螺纹状线圈，叫做螺线管。空心筒的作用是固定线圈形状，避免导线松散；绕成螺纹状可使各圈导线的磁场叠加，增强整体磁场。 必做实验1——探究通电螺线管外部磁场的分布 实验目的 通过铁屑观察通电螺线管外部磁场的分布形态，对比常见磁体的磁场 实验器材 螺线管、低压直流电源、单刀单掷开关、导线若干、小磁针2个 装置搭建 按电路图连接器材——电源正极→开关→螺线管一端→螺线管另一端→电源负极；将2个小磁针分别放在螺线管的左端和右端，小磁针的N极、S极标识朝向学生。 必做实验1——探究通电螺线管外部磁场的分布 实验步骤 步骤1：闭合开关，观察并记录：①电流方向（在表格中用箭头标注，如“电流从螺线管左端流入，右端流出”）；②左端小磁针静止时N极的指向（如“指向螺线管左端”）；③右端小磁针静止时N极的指向（如“指向远离螺线管右端的方向”）； 步骤2：断开开关，调换电源正负极（改变电流方向），重新闭合开关，再次记录上述三项内容； 步骤3：断开开关，整理器材，对比两次记录的“电流方向”和“小磁针指向”，分析极性变化。 实验次数 电流方向（螺线管两端） 左端小磁针N极指向 右端小磁针N极指向 螺线管左端极性 螺线管右端极性 1 左端流入，右端流出 指向螺线管左端 远离螺线管右端 S极 N极 2 右端流入，左端流出 远离螺线管左端 指向螺线管右端 N极 S极 实验结论 通过对比实验可知，当电流方向改变时，通电螺线管的N极、S极也随之改变，即通电螺线管的极性与螺线管中电流的方向有关。 必做实验1——探究通电螺线管外部磁场的分布 拓展延伸 2、对比两图可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。它的两端相当于条形磁体的两极。 1、改变电流方向，两侧小磁针的指向反转。说明：螺线管的极性与电流方向有关。 必做实验1——探究通电螺线管外部磁场的分布 拓展延伸 通电螺线管周围存在着磁场，磁场的极性与螺线管中的电流方向有关。 N S N S 电流方向改变，通电螺旋管的磁极方向随之改变。 视频欣赏——实验演示通电螺线管的磁场 右手螺旋定则 定则引入 实验证明通电螺线管的极性与电流方向有关，但每次都通过实验判断极性太麻烦。科学家总结出一种简便的判断方法——右手螺旋定则（也叫安培定则），能快速根据电流方向确定螺线管极性，或根据极性确定电流方向。 定则内容 如图所示，用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致，则拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。 右手握住螺线管 四指顺着电流转 拇指指向N极端 视频欣赏——右手螺旋定则-安培定则 课堂小结 布置作业 1．在螺线管附近放一小磁针，静止时小磁针位置如图所示。闭合开关S时，小磁针发生旋转，关于通电螺线管的N极及小磁针旋转方向描述正确的是（　　） A．通电螺线管的左侧是N极，小磁针顺时针旋转 B．通电螺线管的左侧是N极，小磁针逆时针旋转 C．通电螺线管的右侧是N极，小磁针顺时针旋转 D．通电螺线管的右侧是N极，小磁针逆时针旋转 【答案】D 【答案】B 2．如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（　　） A．向左   N极 B．向右    N极 C．向左   S极 D．向右    S极 3．安培认为：在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子定向移动形成的电流I方向如图甲所示，则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于N、S两个磁极。图乙所示是在原子内部核外电子绕原子核运动会形成一种环形电流，图中箭头表示的是电子绕原子核运动的方向，则环形电流的面向你这一侧应为 ______（选填“N”或“S”）极。 【答案】N 4．在都江堰研学活动中，小罗用名为指南针的手机指引方向，如图甲所示，当“小磁针”静止时，其上部指向南方，说明“小磁针”的上部是 _______极；小罗将这个打开后，放在如图乙所示的电磁体左方，仍呈现如图甲所示的指向，则电源的下部为 _______极。 【答案】 S     正 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf53.4.0 Lavf58.12.100 $