20.2電生磁第二十章電與磁授課教師：

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.2025年新教材精品物理課件物理觀念通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解電流周圍存在磁場(chǎng)。探究并了解通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向。能利用安培定則判斷通電螺線管中電流的方向或兩端的極性?？茖W(xué)思維經(jīng)歷分析通電螺線管外部磁場(chǎng)方向的過(guò)程，發(fā)展歸納推理能力?？茖W(xué)探究通過(guò)探究通電螺線管外部磁場(chǎng)方向的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)根據(jù)證據(jù)進(jìn)行解釋的科學(xué)探究能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)電生磁的學(xué)習(xí)，感悟自然現(xiàn)象之間的普遍聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

學(xué)習(xí)目標(biāo)課堂導(dǎo)入

如圖所示，將一枚小磁針置于桌面上，在小磁針上方放一條直導(dǎo)線，使導(dǎo)線與電池觸接，然后斷開，看看電路連通時(shí)和斷開后小磁針有什么變化。對(duì)調(diào)電池的正、負(fù)極，再做一次實(shí)驗(yàn)，繼續(xù)觀察小磁針的變化。

小磁針受到了磁場(chǎng)力的作用，這個(gè)磁場(chǎng)與電流有什么關(guān)系?知識(shí)點(diǎn)1電流的磁效應(yīng)一、電流的磁效應(yīng)1820年，奧斯特在做實(shí)驗(yàn)時(shí)終于發(fā)現(xiàn)：當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)電流時(shí)，它下方的磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)令?yuàn)W斯特極為興奮，他懷著極大的興趣又繼續(xù)做了許多實(shí)驗(yàn)，終于證實(shí)電流的周圍存在著磁場(chǎng)，在世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電與磁之間的聯(lián)系。各種自然現(xiàn)象之間應(yīng)該存在著相互聯(lián)系知識(shí)點(diǎn)1電流的磁效應(yīng)一、電流的磁效應(yīng)

通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在磁場(chǎng)。

電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向跟電流的方向有關(guān)。

通電導(dǎo)線周圍存在與電流方向有關(guān)的磁場(chǎng)，這種現(xiàn)象叫作電流的磁效應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)二、通電螺線管的磁場(chǎng)

既然電能生磁，為什么手電筒在通電時(shí)連一根大頭針都吸不動(dòng)?

這是因?yàn)樗拇艌?chǎng)太弱了。如果把導(dǎo)線繞在圓筒上，做成螺線管（也叫線圈），各圈導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在一起，磁場(chǎng)就會(huì)強(qiáng)得多。1.螺線管實(shí)驗(yàn)探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向?qū)嶒?yàn)思路

我們已經(jīng)通過(guò)磁感線的分布了解了條形磁體、蹄形磁體周圍的磁場(chǎng)，也可以用同樣的方法來(lái)研究通電螺線管外部的磁場(chǎng)是怎樣分布的。

首先觀察通電螺線管外部的磁場(chǎng)與哪種磁體相似，然后找出通電螺線管的極性與環(huán)繞電流方向之間的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.按照右圖布置器材。為使磁場(chǎng)增強(qiáng)，可以在螺線管中插入一根鐵棒。把小磁針?lè)诺铰菥€管四周不同的位置，觀察并記錄各個(gè)點(diǎn)小磁針N極的指向，這個(gè)方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。

如果有鐵屑，你還可以怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?

通電螺線管外部的磁場(chǎng)跟哪種磁體的磁場(chǎng)相似?知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)視頻條形磁體2.仔細(xì)觀察螺線管的結(jié)構(gòu)，把螺線管用導(dǎo)線跟電源連接，弄清螺線管導(dǎo)線中電流的環(huán)繞方向。用小磁針判斷通電螺線管的N極和S極。改變螺線管導(dǎo)線中電流的環(huán)繞方向，再次判斷螺線管的N極和S極。視頻通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)NSNS

根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)，判斷電流方向和圖中哪個(gè)相吻合。在圖上分別標(biāo)出通電螺線管的N極和S極。NSSN

通電螺線管的繞法可能不同，電流流入的端點(diǎn)可能不同，但只要環(huán)繞螺線管的電流方向相同，通電螺線管兩端的極性就相同。知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)2通電螺線管的磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體外部的磁場(chǎng)相似，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)磁極。

通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。例2.小明同學(xué)在做“探究通電螺線管外圍的磁場(chǎng)分布”的實(shí)驗(yàn)中：典型例題（1）他在通電螺線管四周不同位置擺放多枚小磁針，最后靜止在如圖甲所示位置。則通電螺線管外部的磁場(chǎng)與______磁體的磁場(chǎng)相似。（2）小明接著又做了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出：通電螺線管的磁極極性與__________有關(guān)。甲

乙解析：

由圖甲可知，它和條形磁體的磁場(chǎng)相似；

由圖乙比較得出磁極與電流方向有關(guān)。條形電流方向SN通電螺線管的極性跟電流方向有什么關(guān)系？知識(shí)點(diǎn)3安培定則

用圖中牽?；ㄇo的纏繞方向與生長(zhǎng)方向的關(guān)系進(jìn)行類比，借用自己手指的關(guān)系，請(qǐng)你想一句話來(lái)概括通電螺線管的極性跟電流方向之間的關(guān)系。

我們可以充分發(fā)揮自己的想象和推理能力，得出一個(gè)描述通電螺線管的電流方向與N極位置關(guān)系的結(jié)論。知識(shí)點(diǎn)3安培定則

實(shí)驗(yàn)表明，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩極。對(duì)于通電螺線管的極性跟電流方向之間的關(guān)系，我們可以用安培定則（Ampere’srule）來(lái)表述：安培定則

照?qǐng)D那樣，用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極。說(shuō)明：1.決定通電螺線管兩端極性的根本因素是環(huán)繞螺線管的電流方向，電流的方向一致則通電螺線管兩端的極性就相同。2.N極和S極一定在通電螺線管的兩端。3.判斷時(shí)必須讓右手彎曲四指所指的方向與螺線管中電流的方向一致。知識(shí)點(diǎn)3安培定則知識(shí)點(diǎn)3安培定則1.已知通電螺線管中電流的方向，判斷通電螺線管的極性。安培定則應(yīng)用：①標(biāo)出螺線管上的電流方向；②用右手握住螺線管，讓彎曲四指指向螺線管中電流的方向；③大拇指所指的那端就是螺線管的N極。知識(shí)點(diǎn)3安培定則2.已知通電螺線管的極性，判斷通電螺線管中電流的方向。安培定則應(yīng)用：①先用右手握住螺線管；②大拇指指向螺線管的N極；③按照四指彎曲的方向，在螺線管上標(biāo)出電流方向。例3.請(qǐng)你根據(jù)如圖所示的通電螺線管中的電流方向，判定螺線管的N、S極。典型例題解析：

運(yùn)用安培定則，標(biāo)電流方向→握螺線管→定N極。NSNS電生磁電流的磁效應(yīng)課堂小結(jié)安培定則通電螺線管的磁場(chǎng)

通電導(dǎo)線周圍存在與電流方向有關(guān)的磁場(chǎng)。1.通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩極。2.通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N極五、練習(xí)與應(yīng)用1.在圖所示的實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)線通電時(shí)，導(dǎo)線下方的小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但當(dāng)導(dǎo)線在某種方位下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)卻看不到這種現(xiàn)象，這是怎樣的方位？為什么看不到這種現(xiàn)象？【解析】將導(dǎo)線沿東西方向放置了。沿東西方向放置的通電導(dǎo)線，當(dāng)其周圍的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)對(duì)小磁針產(chǎn)生的作用方向相同時(shí)，小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。2.在圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，小磁針位于通電螺線管的正上方。若開關(guān)閉合，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出一條通過(guò)小磁針的磁感線，并標(biāo)明小磁針的N極。五、練習(xí)與應(yīng)用3.請(qǐng)你根據(jù)圖所示的通電螺線管中的電流方向，判定螺線管的N、S極。4.如圖所示，按小磁針的指向判定螺線管的極性和電流的方向。五、練習(xí)與應(yīng)用5.如圖所示，開關(guān)閉合后，位于螺線管右側(cè)的小磁針的指向?qū)⒃鯓幼兓?【解析】根據(jù)電源的正負(fù)極，可以確定開關(guān)閉合后電流從螺線管的左端流入，右端流出，利用安培定則可知螺線管的右端為N極，左端為S極；由于異名磁極相互吸引，同名磁極相互排斥，所以小磁針的N極被排斥，S極被螺線管吸引，則小磁針會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，最后小磁針的N極水平指向右。6.如圖所示，把螺線管水平懸掛起來(lái)，給導(dǎo)線通電，螺線管就像指南針一樣，靜止時(shí)指向南北方向。請(qǐng)你判斷通電螺線管的哪一端指向北方?！窘馕觥客娐菥€管的B端指向北方。由安培定則可知，螺線管B端為N極，A端為S極；受到地磁場(chǎng)的作用，地磁的N極在地理南極