第二十章電與磁第2節(jié)電生磁2022版課標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)通過實驗，了解電流周圍存在磁場.探究并了解通電螺線管外部磁場的方向1.認(rèn)識電流的磁效應(yīng).2.認(rèn)識電流的磁場跟電流方向的關(guān)系.3.通電直導(dǎo)線和通電螺線管的磁場分布規(guī)律真實任務(wù)我們生產(chǎn)和生活中的一些電氣設(shè)備中，如揚聲器、電磁繼電器、話筒、電吉他、電話等，均用到了磁性，它們的磁性均離不開電，由此看來，電與磁之間一定存在著某種聯(lián)系.首先揭開這個奧秘的是丹麥物理學(xué)家奧斯特，電流可以產(chǎn)生磁場，到底是一個什么樣的實驗?zāi)兀繉W(xué)習(xí)過程探究(一)奧斯特實驗.(1)如圖甲所示，將一枚轉(zhuǎn)動靈活的小磁針放置在直導(dǎo)線下方，然后使導(dǎo)線和電池觸接，連通電路，觀察小磁針的變化.(2)如圖乙所示，把電源切斷后，觀察小磁針的變化.(3)如圖丙所示，改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察小磁針有什么變化？電流的磁效應(yīng)(4)實驗分析：小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明小磁針受到力的作用，表明通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在

磁場

.電流方向改變時，小磁針的受力方向發(fā)生改變，偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，說明磁場方向發(fā)生了改變.進一步說明電流的磁場方向跟

電流方向

有關(guān).

歸納總結(jié)：通電導(dǎo)體周圍存在著磁場，磁場方向跟電流方向有關(guān)，這種現(xiàn)象叫作電流的磁效應(yīng).磁場電流方向1.小剛利用電池組、小磁針和若干導(dǎo)線等器材做了如圖所示的實驗：(1)由圖甲與乙可知通電導(dǎo)體周圍存在

磁場

.

(2)由圖乙與圖丙可知電流的磁場方向和

電流方向

有關(guān).

(3)該實驗現(xiàn)象叫作電流的

磁效應(yīng)

，是丹麥的物理學(xué)家

奧斯特

首先發(fā)現(xiàn)的.

磁場電流方向磁效應(yīng)奧斯特(4)如果移走圖乙中的小磁針，通電導(dǎo)線周圍

存在

(選填“存在”或“不存在”)磁場.

(5)如圖丁所示，將小磁針放在導(dǎo)線上方，閉合開關(guān)小磁針

會

(選填“會”或“不會”)發(fā)生偏轉(zhuǎn).

存在會(一)螺線管通電直導(dǎo)線周圍的磁場較弱，怎樣才能將這種較弱的磁場比較明顯地顯示出來，供我們加以應(yīng)用呢？方法：①增大電流；②讓直導(dǎo)線集中起來繞成管狀，這就是螺線管.探究通電螺線管的磁場(二)通電螺線管的磁場分布(1)實驗1：如圖所示，用銅導(dǎo)線穿過硬紙板，繞成螺線管(或用螺線管演示器)，在紙板上均勻地撒滿鐵屑，給螺線管通電后，輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況.實驗現(xiàn)象：看到小鐵屑有規(guī)則地排列起來.分析：從鐵屑的分布情況來看，通電螺線管外部的磁場和

條形磁體

相似.

條形磁體(2)實驗2：如圖所示，將小磁針放到通電螺線管周圍不同的位置，包括螺線管內(nèi)部，在紙板上記下小磁針在各個位置時的N極指向.實驗現(xiàn)象：看到周圍小磁針的N極指向

不相同

，內(nèi)部小磁針N極指向

相同

.(均選填“相同”或“不相同”)

分析：從小磁針N極指向來看，通電螺線管外部的磁場分布與條形磁體相似，有N極和S極，磁感線是從通電螺線管一端出來回到另一端；內(nèi)部磁感線的方向與外部磁感線的方向相反.不相同相同(三)電流方向?qū)ν娐菥€管磁場方向的影響實驗：如圖所示，在螺線管一端放一個小磁針，當(dāng)電流的方向變化時，觀察小磁針的方向是否也隨之改變.實驗現(xiàn)象：小磁針的N極指向與上次實驗剛好相反.現(xiàn)象：當(dāng)電流方向改變時，小磁針的方向也隨之發(fā)生改變；改變電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)的方向正好相反.分析：通電螺線管的磁場方向與

電流方向

有關(guān).

電流方向歸納總結(jié)：通電螺線管外部的磁場和

條形磁體

相似，通電螺線管的磁場方向與

電流方向

有關(guān).

條形磁體電流方向

2.在探究“通電螺線管外部的磁場分布”的實驗中：(1)按照圖甲布置實驗器材，螺線管通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電螺線管的周圍存在

磁場

；小磁針放在螺線管四周不同位置，在圖上記錄了小磁針

N(或北)

極的方向，這個方向就是該點的磁場方向.

(2)小明做了如圖乙所示的實驗，由實驗現(xiàn)象得出：通電螺線管的磁場方向與

電流方向

有關(guān).

磁場N(或北)電流方向探究(一)探究通電螺線管兩端的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向間的關(guān)系(1)實驗：拿兩個繞向不同的螺線管，給它們通有相同方向的電流，用小磁針判斷螺線管的N、S極.安培定則(2)實驗現(xiàn)象分析①甲、丁(乙或丙)兩個螺線管的繞法不同，螺線管中電流的方向相同，通電螺線管兩端的極性

不相同

(選填“相同”或“不相同”)；

②甲、乙(或丙、丁)兩個螺線管的繞法相同，螺線管中電流的方向不同，通電螺線管兩端的極性

不相同

(選填“相同”或“不相同”).

不相同不相同(二)驗證安培定則你能想出一些辦法描述通電螺線管的極性與電流方向間的關(guān)系嗎？安培定則：用右手握住螺線管，讓四指手指方向與

螺線

管中電流的方

一致，則

拇指

所指的那端就是通電螺線管的

N極

.

螺線管中電流的方向拇指N極3.如圖所示，對于通電螺線管極性的標(biāo)注正確的是(B)B4.通電螺線管的上方放一個小磁針，小磁針靜止時的方向如圖所示，下列說法正確的是(D)A.通電螺線管c端為N極，電源a端為正極B.通電螺線管c端為N極，電源a端為負(fù)極C.通電螺線管d端為N極，電源b端為正極D.通電螺線管d端為N極，電源b端為負(fù)極D5.在圖中根據(jù)磁感線的方向，標(biāo)出通電螺線管的N、S極和電源的“+”“-”極.答案圖作業(yè)檢測1.如圖所示是奧斯特實驗的示意圖，以下關(guān)于奧斯特實驗的分析正確的是(A)A.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場B.移去小磁針后，通電導(dǎo)線周圍磁場消失C.通電導(dǎo)線周圍磁場與條形磁體周圍磁場相似D.通電導(dǎo)線周圍的磁場方向與電流方向無關(guān)A2.如圖所示，在螺線管中插入一根鐵棒，把小磁針放到螺線管周圍不同位置.通電后，小磁針靜止時N極指向正確的是(B)A.甲、乙 B.乙、丁C.丙、丁 D.乙、丙B3.通電螺線管周圍的磁感線如圖所示，則下列說法正確的是(C)A.A端為電源的正極B.小磁針左端為S極C.通電螺線管左端為N極D.改變電流的大小可以改變通電螺線管的磁場方向C4.如圖所示，甲、乙為條形磁體，中間是通電螺線管，虛線是表示磁極間磁場分布情況的磁感線.則可以判斷圖中A、B、C、D四個磁極依次是()A.N，S，N，NB.S，N，S，SC.S，S，N，SD.N，N，S，ND5.科學(xué)家的每次重大發(fā)現(xiàn)，都有力地推動了人類文明的進程，丹麥物理學(xué)家

奧斯特

首先發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，第一個揭示了電和磁之間的聯(lián)系.置于通電螺線管右側(cè)的小磁針靜止時，其N極指向如圖所示.由此可知，通電螺線管的右端是

S

(選填“N”或“S”)極，電流是從

B

(選填“A”或“B”)端流入螺線管的.

奧斯特S

B6.1876年物理學(xué)家羅蘭完成了著名的“羅蘭實驗”.把負(fù)電荷加到一個橡膠圓盤上，并在其軸線位置上放置一枚小磁針，當(dāng)圓盤繞中心軸按如圖所示的箭頭方向高速旋轉(zhuǎn)時，小磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動后靜止在如圖所示的位置，則小磁針靜止時

右

(選填“左”或“右”)端為N極(忽略地磁場對小磁針的影響).

右7.請按以下要求完成作圖.(1)根據(jù)小磁針N極的指向，在圖甲中標(biāo)出通電螺線管的N、S極，磁感線的方向及電源的正、負(fù)極.答案圖(2)如圖乙所示為永磁體A和電磁鐵B之間的磁場分布.請根據(jù)圖中小磁針的方向標(biāo)出A、B兩條磁感線的方向、永磁體A右端的磁極和電磁鐵B中電源的“+”“-”極.答案