18.2 探究：通电螺线管外部磁场的方向（教学课件） 2026-2027学年物理沪科版九年级全一册

该初中物理课件围绕通电螺线管外部磁场方向展开，涵盖奥斯特实验、螺线管磁场分布、安培定则及电磁铁应用等核心知识点。通过1820年奥斯特实验的历史背景导入，揭示电与磁的联系，搭建从电生磁发现到磁场规律探究的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过铁屑分布观察磁场形态、小磁针指向判断方向的实验设计，结合科学思维中的模型建构（对比条形磁体磁场），落实物理观念中对磁场方向与电流关系的认知。教学环节完整，课堂练习结合安培定则应用实例，课后小结系统梳理知识，助力学生培养实验能力与应用意识，也为教师提供清晰的教学流程与重难点突破方案。

第十八章 磁及其相互作用 第二节 探究：通电螺线管外部磁场的方向 目录 01 新课导入与核心素养 03 课堂练习 02 新课讲解 04 课后小结 新课导入与核心素养 第一部分 01.新课导入 1820年丹麦物理学家奥斯特用实验证实通电导体的周围存在着磁场。第一次揭示了电和磁之间的联系，这一重大发现轰动了科学界，使电磁学进入一个新的发展时期。 电与磁之间有着怎样的联系？今天一起学习——电流的磁场。 01.核心素养 知道电流周围存在磁场，认识通电螺线管的磁场分布特点，了解安培定则（右手螺旋定则）的内容。 【物理观念】 【科学思维】 【科学探究】 【科学态度与责任】 能通过电流方向判断通电螺线管的磁极，对比条形磁体与通电螺线管磁场的异同，建立电生磁的物理思维模型。 通过实验探究通电螺线管外部磁场的分布与方向，学会利用小磁针判断磁场方向，总结磁场与电流的对应规律。 了解电生磁现象在电磁铁、电器设备中的应用，体会电与磁的联系，激发电磁现象的探究兴趣。 01.教学重难点 1. 通电螺线管的磁场分布特点； 2. 运用安培定则判断磁极与磁场方向。 教学重点 教学难点 1. 熟练掌握安培定则的使用方法； 2. 根据电流、磁极反向推理对应物理量。 新课讲解 第二部分 02.新课讲解 知识点一、奥斯特实验 1. 奥斯特实验 （1）探究电与磁是否存在联系 ①如图所示，在小磁针上方平行地架一根导线，当导线通电和断电时，你观察到什么现象？能说明什么问题？ 改变电流方向，重复实验，又观察到什么现象？能说明什么问题？ 模拟奥斯特实验的示意图 02.新课讲解 ②实验现象与分析 实验中我们发现，接通电路，导线中有电流通过，小磁针发生偏转；断开电路，导线中无电流通过，小磁针恢复到原来的指向，不再发生偏转。这个现象表明，通电导体（也可说通电导线）周围存在着磁场。改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向改变，说明通电导体周围磁场的方向与电流方向有关。 （2）探究归纳： ①通电导体周围存在着磁场； ②通电导体周围磁场的方向与电流方向有关。 02.新课讲解 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 知识点二、实验：探究通电螺线管外部磁场的方向 02.新课讲解 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。 02.新课讲解 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。 02.新课讲解 (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 02.新课讲解 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 02.新课讲解 右手螺旋定则（安培定则） 对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用右手螺旋定则来表述。 （1）右手螺旋定则 用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。 通电螺线管的磁感线 右手螺旋定则 02.新课讲解 （2）右手螺旋定则的应用 ①根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性。 ②由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向。 ③根据通电螺线管的南、北极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线。 02.新课讲解 （3）应用右手螺旋定则时的注意事项 ① 决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的方向，电流的方向一致则通电螺线管两端的极性就相同。 ② 通电螺线管的N极和S极一定在两端。 ③使用右手螺旋定则时，必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致。 02.新课讲解 你知道电磁铁的磁性跟什么因素有关吗？ 1.定义：在通电螺线管内插入一块铁芯，就构成了一个电磁铁。 知识点三：电磁铁在生产生活中的应用 02.新课讲解 （1）与线圈的匝数的关系 保持电流和铁芯相同；改变线圈的匝数，观察吸引小铁钉的数目。 2、影响电磁铁磁性的因素 结论：当电流和铁芯一定时，线圈匝数越多磁性越强 02.新课讲解 （2）与电流的强弱的关系 研究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响时，要保持________和______相同，移动滑动变阻器改变电流大小。 实验现象表明：线圈匝数和铁芯相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。 线圈匝数 铁芯 02.新课讲解 （3）电磁铁磁性强弱还与是否带铁芯有关 铁芯使通电螺线管的磁性增强 02.新课讲解 3、电磁铁的应用 电磁铁在生产生活中有很多应用，如在电磁继电器、电磁起重机和磁浮列车中都用到了电磁铁。 电磁起重机 磁浮列车 电磁继电器 02.新课讲解 电磁继电器是一种电子控制器件，是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高电压的一种“自动开关”，电磁继电器通常应用于自动控制电路中，可以实 现远距离控制和自动化控制。 4.电磁继电器 （1）电磁继电器 02.新课讲解 电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成，其工作电路包括低压控制电路和高压工作电路两个部分。 A —— 电磁铁 B —— 衔铁 C —— 弹簧 D —— 动触点 E —— 静触点 （2）电磁继电器的组成 02.新课讲解 当低压控制电路在电磁铁A两端加上一定的电压时，电磁铁A工作，衔铁B被吸下，从而将带动衔铁的动触点D与静触点E(常开触点)吸合，高压工作电路接通。当电磁铁A断电后，其磁力消失，衔铁B则在弹簧C的作用下返回原位，动触点D离开静触点E，高压工作电路断开。这样通过电磁继电器低压控制电路的接通、断开，就达到高压工作电路的导通、切断的目的。 （3）电磁继电器的工作过程 02.新课讲解 利用电磁继电器，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，能实现遥控和生产自动化。电磁继电器被广泛地应用于自动控制和通信领域，在电冰箱、汽车、电梯、机床里的控制电路中都有电磁继电器的身影。 （4）电磁继电器的应用 02.新课讲解 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 课堂练习 第三部分 03.课堂练习 1．如图所示，在通电螺线管（导线中箭头表示电流方向）附近放置的小磁针（黑端为N极），静止时其指向正确的是(      ) A 解析：对于A选项，根据安培定则可知，通电螺线管N极在右端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故A正确；同理可知B、C、D错误。 A. B. C. D. 03.课堂练习 2．科学家的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程，丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在___________，如图所示如果移走小磁针，该结论___________（填“成立”或“不成立”）。 磁场 解析：奥斯特把通电导线放在水平方向静止的小磁针上，小磁针发生偏转，表明电流周围存在磁场。移走小磁针，电流周围仍然存在磁场，该结论仍成立。 成立 课后小结 第四部分 04.课后小结 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 通电螺线管外部磁场的方向 电磁铁在生产生活中的应用 影响电磁铁强弱的因素 电流大小 线圈匝数多少 电磁继电器 感谢观看 THANKS Lavf56.36.100 v1.6.0.70 Windows 7 32 Intel(R) Core(TM)2 Duo CPU P9300 @ 2.26GHz 1881 $