《探究通电螺线管外部磁场方向》实验操作设计 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

人教版九年级物理：《探究通电螺线管外部磁场方向》实验操作设计 一、实验整体设计目的 学会探究通电螺线管外部磁场的分布与方向；会使用小磁针判断磁场方向；掌握安培定则（右手螺旋定则）；对比条形磁体磁场特点；养成规范电学实验操作习惯，符合中考实验操作考试评分要求。 二、实验器材 电源、开关、螺线管、小磁针若干、导线若干、玻璃板（可选）、铁屑（可选）。 小磁针作用：小磁针 N 极指向就是该点的磁场方向；铁屑用来显示磁场分布形状。 三、实验：探究通电螺线管外部磁场方向 1. 实验原理 通电导体周围存在磁场（电流的磁效应，奥斯特实验）；通电螺线管通电后相当于条形磁铁；磁场方向与电流方向有关；小磁针静止时 N 极所指方向为该点磁场方向。 2. 操作步骤 （1）实验前准备 ①检查器材，观察小磁针静止时 N、S 极； ②连接电路：连接电路时开关保持断开，将电源、开关、螺线管用导线串联组成电路。 （2）探究磁场方向 ①在螺线管周围不同位置摆放多个小磁针；闭合开关，观察各个小磁针静止后 N 极指向，记录螺线管两端磁场方向。 ②断开开关，调换电源正负极（改变螺线管中电流方向）。 ③再次闭合开关，观察小磁针 N 极指向的变化。 拓展（铁屑显示磁场分布）：在螺线管上方放玻璃板，板上均匀撒铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，观察铁屑排布。铁屑排布和条形磁体十分相似。 （3）现象记录 表格 实验操作 小磁针 N 极指向现象 通电，原电流方向 螺线管一端吸引小磁针 S 极，另一端吸引 N 极，外部磁场从一端指向另一端 断开开关 小磁针恢复地磁场指向 调换电源正负极（改变电流方向）闭合开关 螺线管两端磁极发生对调，小磁针 N 极指向全部反转 （4）实验完毕整理器材 断开开关，优先拆除电源两极导线，再拆下其余导线；将小磁针、螺线管等器材整理摆放整齐。 3. 实验结论 通电螺线管外部的磁场与条形磁体磁场相似，外部磁场从N 极出发，回到 S 极。 通电螺线管的磁极（N、S 极）与螺线管中的电流方向有关；电流方向改变，螺线管 N、S 极随之改变。 安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的环绕方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。 4. 要点与易错点 ①连接电路开关必须断开；本电路通电时间不宜过长，防止电源短路损耗。 ②小磁针静止时N 极指向代表磁场方向，不是 S 极。 ③安培定则：四指对应电流环绕方向，不是导线里简单进出方向；大拇指指向螺线管 N 极。 ④只改变电流方向，磁极改变；只改变螺线管绕线方式，磁极也改变；同时改变电流方向 + 绕线方式，磁极不变。 ⑤通电螺线管内部磁场方向：从 S 极指向 N 极。 ⑥铁屑只能看出磁场分布形状，不能判断磁场方向；判断磁场方向必须用小磁针。 四、实验口诀 螺线管通上电，磁场类似条形件； 电流一变磁极转，小磁针辨方向看 N 端； 右手握住螺线管，四指跟着电流转； 大拇指端为 N 极，安培定则记心间。 五、中考物理实验操作测试成绩评定表 学校：__________ 班级：__________ 考号：__________ 姓名：__________ 实验名称：探究通电螺线管外部磁场方向 器材：电源、开关、螺线管、小磁针若干、导线若干 表格 操作步骤 评分权重 评 分 标 准 得 分 1. 器材检查 2 分 ①检查器材完好齐全；（1 分）②识别小磁针 N、S 极；（1 分） 2. 连接电路 3 分 ①连接电路时开关处于断开状态；（1 分）②电源、开关、螺线管串联，接线牢固；（2 分） 3. 探究磁场方向 3 分 ①摆放小磁针，闭合开关观察记录小磁针 N 极指向；（1 分）②断开开关，调换电源正负极改变电流方向；（1 分）③再次闭合开关，对比磁极变化现象；（1 分） 4. 归纳实验结论 1 分 说出磁场与条形磁体相似，磁极和电流方向有关；会简单表述安培定则； 5. 整理器材 1 分 断开开关，先拆除电源导线，器材全部复位摆放整齐； 总分 10 分 考生签字：__________ 监考教师：__________ 学科组长：__________ ____年____月____日 学科网（北京）股份有限公司 $