20.2 电生磁（课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦电流的磁效应、通电螺线管磁场及安培定则，通过小磁针转动实验导入，引导学生观察通电与断电时小磁针变化，对调电源正负极后再次探究，结合奥斯特发现史，逐步构建从现象到规律的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过通电螺线管磁场方向探究实验，引导学生经历器材选择、观察记录及证据分析，结合科学思维中的模型建构（类比条形磁体）和科学态度（奥斯特发现史），培养学生探究能力。小结采用知识结构与关键结论结合，帮助学生系统掌握知识，教师可直接用于实验教学与巩固练习。

第二十章 电与磁 20.2 电生磁 从奥斯特实验到安培定则 人教版九年级物理 · 同步教学课件 01 今天学习第二十章第二节“电生磁”。我们将从小磁针的转动出发，认识电流和磁场之间的联系，并学习用安培定则判断通电螺线管的极性。 要点：① 电流与磁场 ② 通电螺线管 ③ 安培定则 时长：1 分钟 四维教学目标 物理观念 认识电流的磁效应、通电螺线管 外部磁场及其极性。 科学思维 通过类比条形磁体，归纳电流方向 与通电螺线管两端极性的关系。 科学探究 探究通电螺线管外部磁场方向， 经历器材选择、观察记录、 证据分析与结论表达。 科学态度与责任 体会奥斯特发现过程，形成基于 证据、敢于质疑和持续探究的 科学态度。 20.2 电生磁 02 [过渡] 先明确本节课的学习目标。既要理解电流的磁效应，也要经历实验探究、证据分析与规律表达的过程。 要点：① 物理观念 ② 科学思维 ③ 科学探究 ④ 科学态度与责任 时长：2 分钟 问题导入：小磁针为什么转动？ 如图20.2-1所示，将一枚小磁针置于桌面上， 在小磁针上方放一条直导线，使导线与电池 触接，然后断开，看看电路连通时和断开后 小磁针有什么变化。 对调电池的正、负极，再做一次实验， 继续观察小磁针的变化。 小磁针受到了磁场力的作用，这个磁场 与电流有什么关系？ 图20.2-1 观察小磁针的转动 20.2 电生磁 03 [过渡] 请观察图20.2-1。接通和断开电路时，小磁针有什么变化？对调电池正负极后，变化是否相同？[互动] 先观察，再提出对磁场来源的猜想。 要点：① 通电与断电 ② 电流反向 ③ 磁场与电流的关系 时长：3 分钟 电流的磁效应：奥斯特的发现 1820 年 在历史上相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象 是互不相关的。到了19世纪初，一些哲学家和科学家意识到， 各种自然现象之间应该存在着相互联系。 基于这种思想，丹麦物理学家奥斯特长时间用实验寻找这种 联系。在多次失败之后，1820年，奥斯特在做实验时终于发现： 当导线中通过电流时，它下方的磁针会发生偏转。 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，终于证实电流的周围存在着磁场，在世界上第一个 发现了电与磁之间的联系。 20.2 电生磁 04 [过渡] 这种现象在1820年被奥斯特发现。强调他是在多次失败后继续实验，最终证实电流周围存在磁场，发现电与磁之间的联系。 要点：① 1820年 ② 奥斯特 ③ 电与磁的联系 时长：3 分钟 电流的磁效应：现象与结论 如果导线在小磁针上方并且两者平行，当导线通电时，小磁针发生偏转； 切断电流时，小磁针又回到原位。 说明一 通电导线和磁体一样，周围存在磁场。 说明二 电流产生的磁场方向跟电流方向有关。 通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫作电流的磁效应。 20.2 电生磁 05 [过渡] 从实验现象归纳结论：通电时小磁针偏转，断电后回到原位；电流反向，小磁针偏转方向也相反。[停顿] 这说明磁场方向跟电流方向有关。 要点：① 通电导线周围有磁场 ② 磁场方向跟电流方向有关 ③ 电流的磁效应 时长：4 分钟 通电螺线管的磁场 既然电能生磁，为什么手电筒在通电时连一根大头针都吸不动？ 这是因为它的磁场太弱了。 如果把导线绕在圆筒上，做成螺线管 （也叫线圈），各圈导线产生的磁场 叠加在一起，磁场就会强得多。 人们在生产和生活中经常要使用通电 螺线管，通电螺线管周围的磁场应该 是怎样的？ 图20.2-2 一种螺线管 20.2 电生磁 06 [过渡] 一根直导线产生的磁场较弱，把导线绕成螺线管后，各圈导线的磁场叠加，磁场会强得多。由此提出新的探究问题。 要点：① 直导线磁场较弱 ② 磁场叠加 ③ 螺线管 时长：3 分钟 实验：探究通电螺线管外部磁场的方向 实验思路 我们已经通过磁感线的分布了解了条形磁体、蹄形磁体周围的磁场，也可以用同样的方法 来研究通电螺线管外部的磁场是怎样分布的。 ① 先观察 通电螺线管外部的磁场 与哪种磁体相似。 ② 再寻找 通电螺线管的极性与 环绕电流方向之间的关系。 要研究通电螺线管外部磁场的方向，需要哪些器材？ 20.2 电生磁 07 [过渡] 实验采用与研究磁体磁场相同的方法。先观察通电螺线管外部磁场与哪种磁体相似，再找极性与环绕电流方向的关系。 要点：① 类比研究 ② 外部磁场 ③ 极性与电流方向 时长：3 分钟 实验过程（一）：布置器材与观察方向 1. 按照图20.2-3布置器材。为使磁场增强， 可以在螺线管中插入一根铁棒。 把小磁针放到螺线管四周不同的位置，观察并 记录各个点小磁针N极的指向，这个方向就是 该点的磁场方向。 如果有铁屑，你还可以怎样进行实验？ 跟图20.1-7对比，通电螺线管外部的磁场 跟哪种磁体的磁场相似？ 图20.2-3 在通电螺线管周围放置小磁针 20.2 电生磁 08 [过渡] 按图布置器材，可插入铁棒增强磁场。把小磁针放在螺线管四周不同位置，记录N极指向。[互动] 若有铁屑，还能怎样显示磁场分布？ 要点：① 布置器材 ② 记录N极指向 ③ 铁屑显示磁场 时长：5 分钟 实验过程（二）：改变电流方向，判断极性 2. 仔细观察螺线管的结构，把螺线管用导线跟电源连接， 弄清螺线管导线中电流的环绕方向。用小磁针判断通电 螺线管的N极和S极。 改变螺线管导线中电流的环绕方向，再次判断螺线管的 N极和S极。 不同的小组可以用不同绕线方式的螺线管进行实验。 根据你的实验，判断电流方向和图20.2-4中的哪个相吻合。 在图20.2-4上分别标出通电螺线管的N极和S极。 图20.2-4 两种可能的电流方向 20.2 电生磁 09 [过渡] 接下来弄清电流的环绕方向，并用小磁针判断N、S极。改变电流方向后再次观察，比较两次结果。 要点：① 电流环绕方向 ② 判断N、S极 ③ 改变电流方向 时长：5 分钟 实验结论：通电螺线管与条形磁体 根据实验结果说明： 通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极， 它们的极性可以根据实验中小磁针的指向来确定。 改变电流方向，通电螺线管的N、S极正好对调， 这说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流 的方向有关。 通电螺线管的极性跟电流方向有什么关系？ 借用自己手指的关系，请你想一句话来概括。 图20.2-5 牵牛花的茎 我们可以充分发挥自己的想象和 推理能力，得出一个描述通电螺 线管的电流方向与N极位置关系的 结论。在物理学习中不断产生新 想法、发现新规律、解决新问题， 就会一步步地提高我们的创新能力。 20.2 电生磁 10 [过渡] 实验表明，通电螺线管两端相当于条形磁体的两极。电流方向改变，N、S极正好对调。教材借牵牛花茎的缠绕方向启发我们寻找手指规律。 要点：① 类似条形磁体 ② 极性随电流方向改变 ③ 想象与推理 时长：4 分钟 安培定则（Ampere’s rule） 实验表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁体 的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体 的两极。 右手握住螺线管 四指指向螺线管中电流的方向， 拇指所指的那端就是螺线管的N极。 图20.2-6 安培定则 20.2 电生磁 11 [过渡] 用右手握住螺线管：四指指向螺线管中电流的方向，拇指所指的那端就是N极。[互动] 请全班伸出右手同步判断。 要点：① 右手 ② 四指指电流 ③ 拇指指N极 时长：4 分钟 本节知识结构 电流 通过导线 产生磁场 电流的磁效应 通电螺线管 外部磁场与条形磁体相似 电流方向改变 → 磁场方向改变 安培定则 → 判断N、S极 20.2 电生磁 12 [过渡] 把本节知识串联起来：电流产生磁场；磁场方向跟电流方向有关；螺线管外部磁场与条形磁体相似；安培定则用来判断极性。 要点：① 电流生磁 ② 电流反向磁场反向 ③ 安培定则 时长：2 分钟 课堂小结：三个关键结论 01 电流的磁效应 通电导线周围存在与电流方向有关的磁场。 02 通电螺线管的磁场 外部磁场与条形磁体相似；极性跟电流方向有关。 03 安培定则 四指指向电流方向，拇指所指端是螺线管的N极。 20.2 电生磁 13 [过渡] 用三个关键结论收束本节课。请学生分别用一句完整的物理语言表述，并注意“方向”“极性”等关键词。 要点：① 定义 ② 实验结论 ③ 规则表述 时长：3 分钟 练习与应用 1 在图20.2-1所示的实验中，导线通电时，导线下方的小磁针会发生偏转， 但当导线在某种方位下进行实验时却看不到这种现象，这是怎样的方位？ 为什么看不到这种现象？ 解题提醒 当导线沿东西方向放置时， 导线产生的磁场在小磁针处沿 南北方向，与地磁场方向平行， 小磁针不发生明显偏转。 20.2 电生磁 14 [过渡] 请先独立判断导线的特殊方位，再说明看不到偏转的原因。答案区用于核对，重点是比较电流磁场和地磁场的方向。 要点：① 东西方向 ② 磁场方向平行 ③ 无明显偏转 时长：3 分钟 练习与应用 2 在图20.2-7所示的实验装置中，小磁针位于通电螺线管的正上方。 若开关闭合，请在图中画出一条通过小磁针的磁感线，并标明小磁针的N极。 解题提醒 先用安培定则判断螺线管 的N、S极；外部磁感线从 N极指向S极；小磁针静止 时N极沿该点磁场方向。 20.2 电生磁 15 [过渡] 先用安培定则判断螺线管磁极，再画外部磁感线，最后确定小磁针N极方向。注意步骤顺序。 要点：① 安培定则 ② 磁感线方向 ③ 小磁针N极 时长：4 分钟 练习与应用 3 请你根据图20.2-8所示的通电螺线管中的电流方向，判定螺线管的N、S极。 解题提醒 用右手握住螺线管，四指沿图中线圈的电流方向弯曲， 拇指所指的一端为N极，另一端为S极。 20.2 电生磁 16 [过渡] 根据图中电流方向使用右手。四指沿线圈电流方向弯曲，拇指指出N极。 要点：① 识别电流方向 ② 右手握线圈 ③ 判定N、S极 时长：3 分钟 练习与应用 4 如图20.2-9所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性和电流的方向。 解题提醒 小磁针N极的指向就是该点磁场方向；据此判断螺线管的 N、S极，再反用安培定则确定线圈中的电流方向。 20.2 电生磁 17 [过渡] 本题是逆向判断。先由小磁针N极指向判断磁场方向，再确定螺线管极性，最后反用安培定则判断电流方向。 要点：① 小磁针指向 ② 螺线管极性 ③ 反推电流方向 时长：4 分钟 练习与应用 5 如图20.2-10所示，开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针的指向将怎样变化？ 解题提醒 判断开关闭合后的电流方向， 用安培定则确定螺线管右端 的磁极；小磁针N极最终沿 该处磁场方向指向。 20.2 电生磁 18 [过渡] 闭合开关后先判断螺线管右端的磁极，再分析小磁针N极最终指向。鼓励学生在图上标出N、S极。 要点：① 电流方向 ② 右端磁极 ③ 小磁针转向 时长：4 分钟 练习与应用 6 如图20.2-11所示，把螺线管水平悬挂起来，给导线通电，螺线管就像指南针 一样，静止时指向南北方向。请你判断通电螺线管的哪一端指向北方。 解题提醒 通电螺线管静止时相当于 指南针：用安培定则判断 出图中的N极，该端就是 静止后指向北方的一端。 20.2 电生磁 19 [过渡] 水平悬挂的通电螺线管会像指南针一样指向南北。用安培定则判断其N极，N极所在端静止时指向北方。 要点：① 指南针类比 ② 安培定则 ③ N极指北 时长：3 分钟 $