18.2 探究：通电螺线管外部磁场的方向 课件 2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

该初中物理课件聚焦“通电螺线管外部磁场的方向”，通过漫画视频展示电磁起重机起吊钢铁，联系磁铁吸铁性旧知，提出“如何卸货”问题，搭建新旧知识支架，引导学生探究电与磁的关系。 其亮点是以科学探究为主线，通过奥斯特实验、通电螺线管磁场实验（铁屑分布、小磁针指向）培养科学探究能力，用右手螺旋定则建构磁场方向判断模型体现科学思维，结合电磁起重机等生活应用渗透物理观念。迷你实验室和结构化小结助学生深化理解，教师可直接使用实验方案提升教学效果。

第二节 探究:通电螺线管 外部磁场的方向 第十八章 磁及其相互作用 学习目标 1 通过实验,认识通电导线周围存在着磁场。 3 会判断通电螺线管外部磁场的方向,即会应用右手螺旋定则。 2 通过探究活动,知道通电螺线管的外部磁场与条形磁体的外部磁场相似。 先观看漫画视频: 视频中的起重机来起吊钢铁制品,非常有优势。你猜起吊机的头部有什么装置,能方便起吊钢铁? 磁铁的话,不用捆绑物品,利用吸铁性就能吸附起吊,可如何卸货呢?你注意观察视频中是如何做到的呢? 温故知新 磁跟电有什么关系呢? 奥斯特(H.C.Oersted,1777—1851),丹麦物理学家、化学家。1820 年 4 月的一天,奥斯特在做物理实验时,无意中让通电导线靠近小磁针时,发现小磁针发生了偏转。这个现象并没有引起在场其他人的注意,而奥斯特却是个有心人,他紧紧抓住这个现象,反复实验,深入研究,揭示了电与磁的联系,打开了电磁学领域的一扇大门,使人类对磁与电的研究进入了一个新的发展时期。 想一想 合作探究 一、奥斯特实验(探究通电直导线周围的磁场) (1)当接通电路时,小磁针发生什么现象?(观察小磁针N极的指向)这表明了什么? 答案 小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场。 1.活动:如图甲所示,当小磁针静止时,将导线平行地架在小磁针上方,然后进行实验。 (2)调换电池的正负极后再接通电路,观察小磁针N极的指向与原来偏转方向相同吗?这又说明了什么? 答案 不同,说明通电导体周围磁场方向与电流方向有关。 2.通电导体周围存在磁场,磁场的方向与电流方向有关。 通电螺线管的磁场有什么特点?让我们通过实验来探究吧! 使用中,常把导线绕成螺线管,各条导线产生的磁场叠加在一起,磁场就会强得多。 螺线管 二、实验:探究通电螺线管外部磁场的方向 1.实验器材:螺线管、电源、开关、导线、滑动变阻器、有机玻璃板、铁屑和小磁针。 2.实验设计: 为直观观察通电螺线管周围磁场的特点,可参考前面在玻璃板上撒铁屑的办法来推断通电螺线管周围的磁场分布的特点,还可利用小磁针在磁场中的指向来推断通电螺线管周围的磁场方向。 3.实验步骤: (1)探究通电螺线管外部磁场分布的特点 在一块有机玻璃板上安装导线绕成的螺线管,板面上均匀地撒满铁屑; 按照你设计的电路图,将螺线管等器材连接起来,然后闭合开关,给螺线管通电,并轻轻敲击玻璃板面,观察玻璃板面上铁屑的分布情况,用拍照等方式记录实验信息。 (2)探究通电螺线管外部磁场的方向 换一个有更多匝数的螺线管,将小磁针放置在螺线管附近,未通电时观察小磁针N极指向。闭合开关,观察并记录小磁针N极指向的变化。改变电 流向,再观察并记录小磁针N极指向的变化。 从实验可知: 螺线管的a端和小磁针的S极_(选填“相吸”或“排斥”);螺线管的b端和小磁针的N极_(选填“相吸”或“排斥”);这说明通电螺线管周围存在着_,a端为_极,b端为_极。 相吸 相吸 磁场 N S 4.实验分析: 通过步骤(1)可以得出:通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。 通过步骤(2)可以得出:通电螺线管的磁场方向与 方向有关。 电流 通电螺线管的磁极可以用右手螺旋定则(或安培定则)来判断。如图所示,用_握住螺线管,让_跟螺线管中的电流方向一致,则_所指的那端就是通电螺线管的N极。 右手 四指弯曲的方向 大拇指 三、右手螺旋定则 四、电磁铁在生产生活中的应用 1.在通电螺线管内插入一块铁芯,就构成了一个电磁铁。 2.电磁继电器 电磁继电器一般由_、_、弹簧片、触点等组成,用_、_的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路。 电磁铁 衔铁 低电压 弱电流 结构图 动触点 静触点 衔铁 弹簧片 电磁铁 3.请你仔细阅读教材第145页电磁继电器的工作原理,完成下面的内容。 当线圈通电后,铁芯被磁化产生足够大的磁场力,吸动_并带动弹簧,使动触点和静触点_,接通_电路;当线圈断电后,电磁吸力_,_返回原来的位置,动触点和静触点又恢复到原来分开的状态,切断高压工作电路。 衔铁 接触 高压工作 消失 衔铁 标准 实物图 原理图 4.电铃是怎样连续地发出声响的? 5.电磁铁在生产生活中的应用实例 电磁起重机 电磁选矿机 磁悬浮列车 电动机 发电机 洗衣机进水阀门 感应式冲水阀门 吸尘器 按照课本第146页“迷你实验室”自制电磁铁,并与同学交流制作方法或技巧。 自制电磁铁 探究发现:螺线管中插入铁芯,磁性会增强。因为螺线管通电后具有磁性,插入铁芯后铁芯被磁化,两个磁场叠加,使磁性比原来螺线管的磁性强。 迷你实验室 奥斯特实验 通电导体周围存在磁场 通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关 与条形磁体的磁场相似 右手螺旋定则 通电螺线管的磁场 探究:通电螺线管外部磁场的方向 课堂小结 电磁继电器 构造:电磁铁、衔铁、弹簧、触点 工作原理:电流的磁效应 工作电路 低压控制电路 高压工作电路 应用特点:操作安全和可实现自动化 电磁铁 电磁铁的定义:带铁芯的螺线管 电磁铁的工作原理:电流的磁效应 影响电磁铁强弱的因素 电流大小 线圈匝数多少 有无铁芯 探究:通电螺线管外部磁场的方向 课堂练习 1.如图所示,在电磁铁的正上方用弹簧挂着一根条形磁铁,闭合开关S,待条形磁铁静止后,再将滑片P从a端向b端移动的过程中,会出现的现象是( ) A.电流表示数变大,灯L变亮,弹簧的长度变长 B.电流表示数变大,灯L变亮,弹簧的长度变短 C.电流表示数变小,灯L变暗,弹簧的长度变长 D.电流表示数变小,灯L变暗,弹簧的长度变短 B 2.如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时,需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转,则下列分析正确的是( ) A.旋转钥匙相当于断开开关 B.电磁铁是利用电流的热效应来工作的 C.电动机工作时将电能全部转化为机械能 D.电磁铁通电后电磁铁的上端为N极 D 3.(多选题)如图所示,磁敏电阻GMR的阻值随周围磁场磁性增强而减小。闭合开关 后,向右移动滑动变阻器的滑片P,忽略小灯泡电阻的变化,下列说法正确的是( ) A.通电时电磁铁的左端是N极 B.电磁铁的磁性变强 C.电流表示数将会变小 D.小灯泡的亮度不变 CD Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) $