级物理全一册（人教版）

20.2电生磁（导学案）【学习目标】1.通过实验了解电流周围存在着磁场。2.探究通电螺线管外部磁场的方向，了解通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。3.会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。【学习重点】1.电流的磁效应是；2.通电螺线管的磁场。【学习难点】运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的效应，该现象在1820年被丹麦的物理学家发现。奥斯特实验说明：通电导线周围存在，磁场方向与方向有关.

2.通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和的磁场一样，其两端的极性跟螺线管中的方向有关.3.安培定则的内容：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的极.【合作探究】探究一、电流的磁效应1.奥斯特实验（1）探究电与磁是否存在联系【想想做做】①如图甲所示，将一枚转动灵活的小磁针放置在直导线下方。然后使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。②如图乙所示，把电源切断后，观察小磁针的变化。③如图丙所示，改变导线中电流的方向，观察小磁针有什么变化？④实验分析小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场力的作用，表明通电导线和磁体一样，周围存在。小磁针又回到原位，说明导线周围的磁场消失，表明导线周围的磁场是由电流产生的。电流方向改变时，小磁针的偏转方向发生改变，说明磁场方向发生了改变。进一步说明电流的磁场方向跟的方向有关。（2）探究归纳：①电流周围存在着磁场；②电流的磁场方向跟电流的方向有关。2.电流的磁效应通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的效应。奥斯特实验揭示了电和磁之间存在着联系，即“电生磁”。【例题1】某同学利用图所示装置进行了一系列实验，闭合开关前、小磁针的指向如图甲所示；闭合开关后、小磁针的转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验、闭合开关后、小磁针的偏转如图丙中箭头所示。（1）由甲、乙两图所示实验可得电流可以产生________；（2）由乙、丙两图所示实验可得电流产生的磁场的方向与电流的_____有关。探究二、通电螺线管的磁场【想一想】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？怎样才能使电流的磁场变强呢？1.螺线管如果将导线绕在圆筒上，就做成了螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会增强得多。螺线管演示器螺线管演示器将导线绕在圆筒上2.实验探究：通电螺线管的磁场特点（1）实验一如图所示，用铜导线穿过硬纸板，绕成螺线管（或用螺线管演示器），在纸板上均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。实验现象与分析：如图所示，可以看到小铁屑有规则地排列起来。从铁屑的分布情况来看，通电螺线管外部的磁场和相似。实验一实验一实验二（2）实验二将小磁针放到通电螺线管周围不同的位置，包括螺线管内部，在纸板上记下小磁针在各个位置时的N极指向。实验现象：看到周围小磁针的N极指向，内部小磁针N极指向（均选填“相同”或“不相同”），如图所示。现象分析：从小磁针N极指向来看，通电螺线管外部的磁感线是从通电螺线管一端出来回到另一端；内部磁感线的方向与外部磁感线的方向相反，如图所示。（3）实验三在上面的实验中，改变螺线管中的电流方向，对照上次实验中的现象，观察小磁针的N极指向与原来是否相同。实验现象：小磁针的N极指向与上次实验刚好相反。现象分析：小磁针的N极指向改变，说明磁场方向改变了，即通电螺线管两端磁极的极性改变了。由此可知，通电螺线管的磁场方向与方向有关。探究归纳：通电螺线管的磁场特点（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。3.探究通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向间的关系（1）设计并进行实验取绕向不同的螺线管，向螺线管内通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极，实验现象如图所示。（2）实验现象分析①甲、乙（或丙、丁）两个螺线管的绕法不同，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管两端的极性（选填“相同”或“不相同”）；②甲、丙（或乙、丁）两个螺线管的绕法相同，螺线管中电流的方向不同，通电螺线管两端的极性（选填“相同”或“不相同”）。（3）探究归纳：通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的方向有关。切记通电螺线管两端的极性与螺线管的绕法，与电流由哪端流入（均选填“有关”或“无关”）！【例题2】在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：（1）按照图甲布置实验器材，螺线管通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管的周围存在___；小磁针放在螺线管四周不同位置，在图上记录了磁针___极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；（2）小明做了如图乙所示的实验，由实验现象得出：通电螺线管的磁极极性与_______有关。探究三、安培定则【想一想】通过前面的学习，知道通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向有关。你能想出一些办法描述通电螺线管的极性与电流方向间的关系吗？1.安培定则——判断通电螺线管两端极性的方法（1）蚂蚁的方法：如果蚂蚁我沿着电流方向绕螺线管爬行，N极就在我的边。（2）猴子的方法：如果电流沿着我猴子右臂所指的方向，极就在我的前方。我们应该怎样判断呢？对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判断。蚂蚁的方法蚂蚁的方法猴子的方法我们的方法（3）安培定则用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的极。2.安培定则的应用（1）根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的.（2）由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中的方向.（3）根据通电螺线管的N、S极以及电源的正、负极，画出螺线管的.（4）提示：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。②N极和S极一定在通电螺线管的两端。③判断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。【例题3】在图中根据磁感线的方向，标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”、“”极。【精讲点拨】1.奥斯特在世界上第一个发现了电与磁之间的联系，开创了电磁学的发展。2.通电螺线管外部磁场方向是由N极出来指向S极，内部磁场方向则由S极指向N极。3.通电螺线管周围的磁场与条形磁体十分相似，但它们也有不同的地方。相同点：（1）都有吸附铁类物质的性质；（2）条形磁体的磁极位置与通电螺线管相同；（3）都有同名磁极相排斥，异名磁极相吸引的特点；（4）把二者悬挂起来都有指示南北的性质。不同点：（1）条形磁体属于永磁体，而通电螺线管通电时有磁性断电时无磁性；（2）条形磁体的南北极是固定的，而通电螺线管的南北极与电流方向有关；（3）条形磁体磁场的强弱一般情况下是不变的，而通电螺线管的磁场强弱与电流的大小有关。4.对于画在纸面上的螺线管，手握不方便，可作如下改进：（1）伸开右手掌，掌心对着螺线管；（2）让四指指向线圈中电流的方向；（3）则拇指所指的一端为通电螺线管的N极。【归纳整理】第2节电生磁【课堂练习】1.如图所示是著名的奥斯特实验。（1）实验探究的是通电导线周围是否存在_________。（2）实验前小磁针的N极应指向地磁场的_______极.（3）接通电路后，观察到小磁针发生偏转，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导线周围磁场的方向与________的方向有关.（4）实验中小磁针的作用是____________。2.在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中，如图所示，闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有______，通过小磁针静止时_____极的指向确定该点磁场方向，调换电源正负极，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与________有关.3．如图所示，闭合开关S，A、B、C、D四个小磁针静止时指向正确的是（）

A.小磁针A B.小磁针B C.小磁针C D.小磁针D 4．如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是通电螺线管，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（）A.N，S，N，N B.S，N，S，S C.S，S，N，S D.N，N，S，N5.如图所示，请根据图中信息标出电源的正极，用箭头标出A点磁感线的方向。6.由图知，右边磁体的左端为N极，由同名磁极相排斥可知，通电螺线管的右端为N极，由安培定则可知，电流从通电螺线管的左端流入，从通电螺线管的右端流出，所以电源的左端为正极；由于规定磁感线从N极出发，回到S极，所以A点磁感线的方向沿磁感线向上。7.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中，小明进行了如下操作：（1）如图所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑．①由图可知通电螺线管的磁场与___________相似．②放入小磁针的作用：__________________.（2）改变电流方向，小明发现，铁屑的分布形状_______（选填“没有改变