16.2 电流的磁场 2025-2026学年苏科版物理九年级下册

该初中物理导学案围绕“电流的磁场”展开，引导学生学习奥斯特实验、通电螺线管外部磁场分布及安培定则，通过“温故知新”环节提问磁极判断方法、线圈通电能否吸引大头针，搭建磁现象与电流磁场的知识支架。 资料突出科学探究与科学思维，设计奥斯特实验、通电螺线管磁场探究等活动，引导学生观察、分析形成结论，通过例题及分层练习题强化安培定则运用，培养模型建构与科学推理能力，助力物理观念中相互作用观念的建立，适合课堂教学与自主学习。

九年级物理学科教案（学案） 16.2 电流的磁场 第 2 个教案 学习目标： 1．知道电磁铁的结构和工作原理。 2．知道电磁铁的优点及其用途。 3．知道电磁继电器的构造，会分析电磁继电器的工作原理。 学习重点：电磁继电器的构造及工作电路。 学习难点：分析电磁继电器的工作原理。 温故知新 导引自学 1．通电螺线管的磁性强弱与哪些因素有关？通电螺线管的磁极与什么因素有关？ 交流质疑 精讲点拨 活动一：电磁铁及其应用 1．电磁铁 电磁铁由线圈和铁芯组成，铁芯一般由铁或铁的合金制成。在铁芯上用漆包线密绕成线圈，就做成了一个简单的电磁铁，通电后它能产生磁性。 电磁铁 螺线管 铁芯 实验表明：电磁铁的磁性强弱与线圈的______和线圈中的_______有关。线圈的________________电磁铁的磁性就越强。 2．与永磁体相比，电磁铁具有以下几个优点： ①电磁铁磁性的有无可以由通电、断电来控制。电磁起重机、电铃以及电磁继电器都是根据这一特点工作的。 ②电磁铁磁性的强弱可以通过调节电流的大小来控制。有些设备如电磁起重机、发电机和加速器等，需要非常强的磁场才能工作。电铃 电磁起重机 ③电磁铁的 N、S 极是由线圈中的电流方向决定的，便于人工控制。 活动二：生活 物理 社会 “电磁继电器” 1．电磁继电器的构造及工作电路 （1）构造：电磁铁，衔铁，弹簧，动触头，静触头等组成。 电路组成： 电路和 电路。 低压控制电路： 高压受控电路： （2）电磁继电器的工作原理：闭合控制电路中的开关 S，电流通过电磁铁 A 的线圈产生磁性，把衔铁 B 吸下来，使动触点 D 与静触点 E 接触，受控电路闭合，电动机工作。断开开关 S，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁 B 在复位弹簧 C 的作用下与电磁铁 A 分离，使触点 D、E 脱开，受控电路断开，电动机停止工作。 （3）电磁继电器的作用： A.用低电压，弱电流的控制电路来控制高电压，强电流的工作电路 B.实现遥控和生产自动化 2．电磁继电器实例分析 （1）汽车启动原理图 （2）“人工心脏泵” 3．拓展: 电梯为居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，如图所示R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小。试分析其工作原理。 当堂反馈 拓展迁移 1．如图所示，闭合开关，滑片P向右移动，则螺线管（　　） A．左端为N极，磁性增强 B．左端为N极，磁性减弱 C．左端为S极，磁性减弱 D．左端为S极，磁性增强 2．学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强 C．电压表示数减小 D．通过R1的电流减小 3．如图是一环形铜线，可以看成通电螺线管的一圈，圈所在平面与纸面垂直。电流沿图中箭头方向流动。则小磁针静止时N极的指向是（　　） A．左 B．右 C．上 D．下 4．图1是磁悬浮音响被称为“挣脱引力的未来之音”，它颠覆传统音响形象，通过反重力原理将音响悬空漂浮并自转。图2为磁悬浮音响的工作原理图，当闭合开关，下列描述正确的是（　　） A．电路中通过a点的电流方向为从右向左 B．当滑片P上下移动，音响静止后，通电螺线管对地面的压力会变大 C．保持滑片P位置不变，仅增加线圈匝数，音响高度会下降 D．若要提高音响漂浮的高度，可将滑片P向上移动 5．图甲为简单箱温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的图像如图乙所示，R′为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（　　） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若在该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．要实现对50℃～100℃之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为2.4V 6．电子绕原子核旋转可以被视为一种环形电流，这种环形电流在微观尺度上产生了类似于小磁针的效应（如图所示），图中该处电子的运动方向是向 　 　 （选填“上”或“下”）。 学后反思：通过今天的学习，你收获了哪些，感悟到了什么？ 课后作业： 1．小明用如图所示装置制作了一个电磁铁，闭合开关，电磁铁吸引了部分大头针。下列说法正确的是（　　） A．向右调节滑动变阻器的滑片，电磁铁的磁性会增强 B．把铁芯换成粗细相同的铜芯，电磁铁的磁性会增强 C．根据右手螺旋定则判断，该电磁铁的上端为N极，下端为S极 D．断开开关后，铁钉仍能吸引两根大头针，说明电路中仍有电流 2．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，电磁铁（内置铁芯的螺线管）置于条形磁铁附近并正对。开关闭合前，闭合后条形磁铁都处于静止状态。下列正确的是（　　） A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力 C．闭合开关后，滑片P向a端移动过程中，电磁铁与条形磁铁间的作用力减小D．闭合开关后，滑片P向b端移动过程中，条形磁铁受到桌面的摩擦力变大 3．2025年5月1日起，全国多地将正式实施电动车管理新规，其中只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。如图所示是某品牌电动自行车的电路，当电动机转速超过一定值，电铃会自动报警，下列说法正确的是（　　） A．旋钮OP绕O点逆时针转动时，电动机转速变快 B．电磁铁E的右端为N极 C．为防止生锈，触头F的材质为铜 D．左边电路电流比较小时，电铃不会自动报警，是因为电流比较小时电磁铁E没有磁性 4．某停车场出口处设计了如图所示的电路，当车辆缴费成功后，开关S自动关闭使线圈通电后吸引铁柱，从而将栏杆拉起，让车辆出行。当开关S关闭时，线圈的上端是 　 　 极。（选填“N”或“S”） 5．如图，闭合开关S，当滑片P向左滑动时，灯L变亮。其中电磁铁应用了电流的 　 　 效应的原理工作：通电时，电磁铁的a端为 　 　 极（选填“N”或“S”）；闭合S，当滑片P向右滑动时，电磁铁中的电流变 　 　 （选填“大”或“小”），电磁铁的磁性　 　 （选填“增大”或“减小”）。 6．寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小红制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2、低压电池等组成。R2安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。 （1）通电线圈上端是 　 　 极，温度升高时，电磁铁磁性 　 　 ； （2）R3　 　 R4（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （3）当使用时间长了以后，恒温箱控制的最高温度会 　 　 （选填“上升”、“下降”或“不变”），如果要求恒温箱所控制的最高温度不变，可以采取的措施是 　 　 。 7．如图所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小，并标出螺线管的磁极。 8．如图所示是蔬菜大棚湿度自动控制电路，Rs为阻值随湿度增大而增大的湿敏电阻。当棚内湿度低于设定值时，红灯亮，加湿机启动，喷洒水雾加湿；棚内湿度高于设定值时，绿灯亮，加湿机停止工作。请连接好工作电路。 9．如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。当周围环境温度未达到90℃时只有电灯亮，当周围环境温度达到90℃时电磁铁工作，电铃响报警。请你用笔画线将电路补充完整。 16.2.2第 4 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级物理学科教案（学案） 16.2 电流的磁场 第 1 个教案 学习目标： 1．知道电流周围存在磁场且磁场的方向与电流的方向有关。 2．知道通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似。 3．会用安培定则判定通电螺线管的磁极或螺线管中电流的方向。 学习重点：奥斯特实验，知道通电螺线管周围磁场分布。 学习难点：安培定则的运用。 温故知新 导引自学 1.说出判断磁极的方法有哪些？ 2. 给绕在铁钉上的线圈通电，能吸引大头针吗？为什么？ 交流质疑 精讲点拨 活动一：探究通电直导线周围的磁场 1．奥斯特实验 （1）设计实验：在实验中需要用到哪些器材？怎样连接？ 如图所示，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。接通电路，观察小磁针的偏转情况. （2）将电源两极对调，改变电流方向，再做一次探究。 思考：①小磁针在什么情况下偏转？什么情况下不偏转？ ②小磁针为什么会偏转？小磁针偏转方向跟什么因素有关？ （3）分析归纳，交流合作，形成结论：通电导线周围存在______，其方向与_________有关。 2．通电直导线周围的磁场分布 研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，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。 活动二：通电螺线管周围的磁场 1．用导线绕在圆筒上做成螺线管，并画出不同的绕法。 想一想，给螺线管通电，其中的电流方向应如何标示？ 2． 用自己绕制的螺线管探究通电螺线管外部的磁场分布。 （1）用什么方法判断通电螺线管外部的磁场方向？ （2）按如图所示连接电路。 （3）接通电路，将小磁针放在通电螺线管周围的不同位置。根据你观察到的现象，在图（a）中标出通电螺线管周围各点的磁场方向。 （4）如图（b）所示，把电池的正负极对调，再重复上述步骤。 （5）在固定通电螺线管的玻璃板上均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑分布情况。 3．结论： (1)通电螺线周围磁场分布状态与 磁铁相似。 (2)通电螺线管两端的极性跟螺线管中的 有关， 改变，通电螺线管的极性也改变。 4．安培定则： 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。 这种判断方法称为安培定则，也叫右手螺旋定则。 例1．在图中根据磁感线的方向，标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”、“-”极。 当堂反馈 拓展迁移 1．通过如图所示相同原理实验，第一个发现了电与磁之间的联系的科学家是（ ） A． 奥斯特 B．帕斯卡 C．牛顿 D．伽利略 2．如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d（黑色磁极为N极）已静止，指向正确的是（ ） A. 小磁针a B. 小磁针b C. 小磁针c D. 小磁针d 3．如图所示，电磁铁P和Q通电后（ ） A. P的右端是N极，Q的左端是S极，它们相互吸引 B. P右端是S极，Q的左端是S极，它们相互排斥 C. P的右端是N极，Q的左端是N极，它们相互排斥 D. P的右端是S极，Q的左端是N极，它们相互吸引 4．在如图中，对电流和磁极方向之间关系判断正确的是（　　） A．B． C．D． 5．玩具小船上装有一个由电池和带铁芯的细长螺线管组成的电路，如图所示。小船漂浮在水面上时，船头A指向东，船尾B指向西。当闭合开关S后，船头A的最后指向是（　　） A．指东 B．指南 C．指西 D．指北 6．图为奥斯特实验示意图。比较甲与乙可得出的结论是_______________________；比较甲与丙可得出的结论是：________________________________________。 图2 图1 7．请在图1中标出通电螺线管的Ｎ、Ｓ极 8．在图2所示的通电螺线管上标出螺线管的电流方向和电源正负极。 学后反思：通过今天的学习，你收获了哪些，感悟到了什么？ 课后作业： 1．如图所示为小明做奥斯特实验时的装置图，下列说法中，正确的是（　　） A．实验时，导线平行架到小磁针上方，更容易看到小磁针转动的现象 B．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 C．实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，它将不动 D．实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若将小磁针移去，通电导线周围将不存在磁场 2．如图是探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向；对调电源正负极，重复上述操作。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，通电螺线管的左端是N极，右端是S极 B．闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同 C．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向 D．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向不变 3．如图所示的是磁现象的四幅示意图，其中磁感线方向或小磁针静止时南北极的指向正确的是（　　） A． B． C． D． 4．在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中，使用的小磁针的黑色的一端是小磁针北极。 （1）在固定的螺线管周围均匀地摆放几个小磁针，小磁针在　 　 的作用下指南北，接下来的操作是　 　 ，观察小磁针的指向如图所示； （2）根据小磁针指向，可以判断螺线管的A端是　 　 （填“N”或“S”）极，右侧伸出的导线连接的是电源的　 　 （填“正”或“负”）极。 5．某同学利用如图所示的装置探究通电螺线管外部的磁场分布情况。 （1）如图1所示，将一个小铝球竖直悬挂在螺线管的左侧，将一枚可自由转动的小磁针放在了螺线管的正上方位置，小磁针涂黑的一端为N极。闭合开关后，小铝球将 　 　 （填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”），小磁针 　 　 （填“会”或“不会”）发生偏转。 （2）为了探究通电螺线管外部磁场分布情况，在如图2所示的实验装置的基础上可以采取的操作是 　 　 。（填序号） ①在螺线管四周放置更多的可以自由转动的小磁针 ②对调连接电源正负极的导线 ③增加螺线管中通电线圈的匝数 6．如图甲所示，根据通入电流的方向，标出U形电磁铁的N、S极，在图乙中画出导线的绕法。 7．通电螺线管下方能自由转动的小磁针静止后如图所示，请在图中标出螺线管的N、S极和螺线管中的电流方向。 8．请根据图中电流方向，标出小磁针的N极并画出右端螺线管的绕线。 9．如图中，将小磁针靠近螺线管的一端，当开关S闭合后，小磁针N极的指向如图所示。请在图中标出螺线管的磁极和电源的+、﹣极，并画出螺线管的绕法。 16.2.1第 4 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $