物理九年級(jí)全冊(cè)第2節(jié) 電生磁優(yōu)質(zhì)ppt課件

這是一份物理九年級(jí)全冊(cè)第2節(jié) 電生磁優(yōu)質(zhì)ppt課件，共52頁(yè)。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，導(dǎo)入新課，通電螺線管的磁場(chǎng)，安培定則，課堂總結(jié)，電流的磁效應(yīng)，課堂練習(xí)，動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理，PART01，PART02等內(nèi)容，歡迎下載使用。
在地球南北極附近的高緯度地區(qū)，人們常?？梢钥吹揭环N奇異的自然現(xiàn)象：巨大的天幕似乎被染上了各種顏色；這些顏色還會(huì)不斷變化，從紫色到黃綠色，直至橘紅色，耀人眼目。這是天上的畫(huà)家在揮筆作畫(huà)，還是盛裝的少女手持彩練在空中載歌載舞？古人對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行了種種猜測(cè)，直到近代，才有了科學(xué)的解釋。科學(xué)家把這種現(xiàn)象叫做“極光”。極光的發(fā)生與地球的磁場(chǎng)有密切關(guān)系。
1. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解電流周圍存在著磁場(chǎng)。2. 探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向，了解通電 螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似。3. 會(huì)判斷通電螺線管的電流方向和兩端的極性。
電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似之處
電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象有很多相似之處，它們間有沒(méi)有一定的聯(lián)系？科學(xué)家們基于這種想法，一次又一次地尋找電與磁的聯(lián)系。
1820年丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特用實(shí)驗(yàn)證實(shí)通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場(chǎng)。第一次揭示了電和磁之間的聯(lián)系，這一重大發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了科學(xué)界，使電磁學(xué)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。電與磁之間有著怎樣的聯(lián)系？今天一起學(xué)習(xí)—電生磁。
1. 奧斯特實(shí)驗(yàn)（1）探究電與磁是否存在聯(lián)系①如圖甲所示，將一枚轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的小磁針?lè)胖迷谥睂?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？
④實(shí)驗(yàn)分析小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明小磁針受到磁場(chǎng)力的作用，表明通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在磁場(chǎng)。小磁針又回到原位，說(shuō)明導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)消失，表明導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的。電流方向改變時(shí)，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，說(shuō)明磁場(chǎng)方向發(fā)生了改變。進(jìn)一步說(shuō)明電流的磁場(chǎng)方向跟電流的方向有關(guān)。（2）探究歸納：
①電流周圍存在著磁場(chǎng)；②電流的磁場(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)象叫做電流的磁效應(yīng)。奧斯特實(shí)驗(yàn)揭示了電和磁之間存在著聯(lián)系，即“電生磁”。
物理學(xué)家——漢斯·克海斯提安·奧斯特
視頻欣賞——《奧斯特實(shí)驗(yàn)》
（1）由甲、乙兩圖所示實(shí)驗(yàn)可得電流可以產(chǎn)生________；（2）由乙、丙兩圖所示實(shí)驗(yàn)可得電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與電流的_____有關(guān)。
【例題1】某同學(xué)利用圖所示裝置進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)前、小磁針的指向如圖甲所示；閉合開(kāi)關(guān)后、小磁針的轉(zhuǎn)情況如圖乙中箭頭所示；只改變電流方向，再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、閉合開(kāi)關(guān)后、小磁針的偏轉(zhuǎn)如圖丙中箭頭所示。
（1）由甲、乙兩圖可知，開(kāi)關(guān)閉合后，電路中有電流通過(guò)，小磁針的指向發(fā)生變化，可以得出結(jié)論電流周圍可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。（2）由乙、丙兩圖可知，電路中電流方向不同，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向不同，可以得出電流周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。
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)？怎樣才能使電流的磁場(chǎng)變強(qiáng)呢？如果將導(dǎo)線繞在圓筒上，做成螺線管（也叫線圈）。通電后各圈導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在一起，磁場(chǎng)就會(huì)增強(qiáng)得多。
（1）實(shí)驗(yàn)一如圖所示，用銅導(dǎo)線穿過(guò)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。
2. 實(shí)驗(yàn)探究：通電螺線管的磁場(chǎng)特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析：如圖所示，可以看到小鐵屑有規(guī)則地排列起來(lái)。從鐵屑的分布情況來(lái)看，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體相似。
（2）實(shí)驗(yàn)二 將小磁針?lè)诺酵娐菥€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(gè)位置時(shí)的N極指向。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：看到周圍小磁針的N極指向不同，內(nèi)部小磁針N極指向相同，如圖所示。
現(xiàn)象分析：從小磁針N極指向來(lái)看，通電螺線管外部的磁感線是從通電螺線管一端出來(lái)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，如圖所示。
（3）實(shí)驗(yàn)三在上面的實(shí)驗(yàn)中，改變螺線管中的電流方向，對(duì)照上次實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，觀察小磁針的N極指向與原來(lái)是否相同。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小磁針的N極指向與上次實(shí)驗(yàn)剛好相反?，F(xiàn)象分析：小磁針的N極指向改變，說(shuō)明磁場(chǎng)方向改變了，即通電螺線管兩端磁極的極性改變了。由此可知，通電螺線管的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。探究歸納：
（1）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。（2）通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。
3. 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）設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 取繞向不同的螺線管，向螺線管內(nèi)通入不同方向的電流，用小磁針驗(yàn)證它的N、S極，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析 ①甲、乙（或丙、?。﹥蓚€(gè)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相同；②甲、丙（或乙、丁）兩個(gè)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同。
切記通電螺線管兩端的極性與螺線管的繞法無(wú)關(guān)，與電流由哪端流入無(wú)關(guān)！
（3）探究歸納：通電螺線管兩端的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向有關(guān)。
視頻演示——《探究通電螺線管的磁場(chǎng)》
【例題2】在探究“通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布”的實(shí)驗(yàn)中：（1）按照?qǐng)D甲布置實(shí)驗(yàn)器材，螺線管通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電螺線管的周圍存在______ ；小磁針?lè)旁诼菥€管四周不同位置，在圖上記錄了磁針_____極的方向，這個(gè)方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向；（2）小明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)。
（1）按照?qǐng)D甲布置實(shí)驗(yàn)器材，螺線管通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電螺線管的周圍存在磁場(chǎng)，是小磁針受力發(fā)生偏轉(zhuǎn)。小磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向，故把小磁針?lè)诺铰菥€管四周不同位置，螺線管通電后記錄小磁針N極的方向，這個(gè)方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。（2）如圖所示的實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出：通電螺線管周圍磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)，當(dāng)電流方向改變時(shí)，磁場(chǎng)方向也會(huì)發(fā)生改變。
（1）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？看看螞蟻的描述，你能用一個(gè)巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關(guān)系表述出來(lái)嗎？
1. 安培定則——判斷通電螺線管兩端極性的方法
（2）看看猴子的描述，你能用一個(gè)巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關(guān)系表述出來(lái)嗎？
根據(jù)螞蟻與猴子的描述，你能用一個(gè)巧妙的方法把通電螺線管兩端的極性與其中的電流方向的關(guān)系表述出來(lái)嗎？
安培定則：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（也叫右手螺旋定則）來(lái)表述。
安培定則： 用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與螺線管中的電流方向一致，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。
（1）根據(jù)通電螺線管中電流的方向，判斷螺線管的極性.（2）由通電螺線管兩端的極性，判斷螺線管中電流的方向.（3）根據(jù)通電螺線管的南、北極以及電源的正、負(fù)極，畫(huà)出螺線管的繞線.
① 決定通電螺線管兩端極性的根本因素是螺線管中電流的方向，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。
【例題3】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。
在磁體外部，磁感線總是從磁體的N極發(fā)出，最后回到S極。所以螺線管的左端為N極，右端為S極。根據(jù)安培定則：伸出右手，使右手大拇指指向通電螺線管的N極，則四指彎曲所指的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，即電流是從螺線管的右端流入的。所以電源的右端為正極，左端為負(fù)極，如圖所示.
用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那一端就是螺線管的N極。
電流周圍存在與電流方向有關(guān)的磁場(chǎng)
通電螺線管與條形磁體的磁場(chǎng)對(duì)比
1. 請(qǐng)你根據(jù)圖中通電螺線管中的電流方向判定螺線管的極性.
（1）左圖中，標(biāo)出螺線管上電流的方向，根據(jù)安培定則，用右手握住螺線管，讓彎曲的四指指向電流的方向，則大拇指指向螺線管的右端為N極，如圖所示.（2）同理，右圖中，向螺線管的上端為N極，如圖所示.
2. 如圖所示，按小磁針的指向判定螺線管的極性、電流的方向和電源的正、負(fù)極.
根據(jù)異名磁極相吸，與小磁針N極靠近的是螺線管的S極，與小磁針S極靠近的是螺線管的N極。由此先判斷螺線管的極性，再由判斷電流的方向，最后判斷電源的正負(fù)極。
3. 如圖所示，開(kāi)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?
根據(jù)電源的正負(fù)極，可以確定開(kāi)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。
4. 1820年，安培在科學(xué)院的例會(huì)上做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)引起到會(huì)科學(xué)家的興趣：把螺線管水平懸掛起來(lái)，然后給導(dǎo)線通電。想一想會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？實(shí)際做一做，看看你的判斷是否正確?
會(huì)發(fā)現(xiàn)通電螺線管發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直至指向南北極，因?yàn)橥娐菥€管有磁性，其磁場(chǎng)類似于條形磁體，兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)磁極，所以通電螺線管一端指向南極，一端指向北極。
5. 圖是牽?；ㄇo的照片。觀察自然界中不同纏繞植物的莖，它們的纏繞方向和生長(zhǎng)方向有什么關(guān)系？這跟螺線管中電流的方向與其北極方向的關(guān)系是否相同？對(duì)于不同植物，這種關(guān)系都一樣嗎？
通過(guò)觀察牽?；ㄇo的照片，觀察自然界中不同纏繞植物的莖，它們的纏繞方向和生長(zhǎng)方向滿足螺旋定則；生長(zhǎng)在南半球植物的莖向右旋轉(zhuǎn)，生長(zhǎng)在北半球植物的莖則向左旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的適應(yīng)、進(jìn)化過(guò)程，它們便逐步形成了各自旋轉(zhuǎn)纏繞的固定的方向；奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式。
1. 如圖所示是著名的奧斯特實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)探究的是通電導(dǎo)線周圍是否存在_________。（2）實(shí)驗(yàn)前小磁針的N極應(yīng)指向地磁場(chǎng)的_______極.（3）接通電路后，觀察到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，改變導(dǎo)線中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，這表明通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向與________的方向有關(guān).（4）實(shí)驗(yàn)中小磁針的作用是____________。
（1）實(shí)驗(yàn)探究的是通電導(dǎo)線周圍是否存在磁場(chǎng).（2）實(shí)驗(yàn)前小磁針的N極應(yīng)指向地磁場(chǎng)的S極；（3）接通電路后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，改變導(dǎo)線中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，表明通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向與電流的方向有關(guān).（4）實(shí)驗(yàn)中小磁針的作用是檢驗(yàn)磁場(chǎng)是否存在。
2. 在探究“通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電螺線管周圍有______，通過(guò)小磁針靜止時(shí)______極的指向確定該點(diǎn)磁場(chǎng)方向，調(diào)換電源正負(fù)極，小磁針偏轉(zhuǎn)方向改變，說(shuō)明磁場(chǎng)方向與___________有關(guān).
閉合開(kāi)關(guān)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電螺線管周圍有磁場(chǎng)；通過(guò)小磁針靜止時(shí)N極的指向，可確定該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向；調(diào)換電源正負(fù)極，即改變電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也改變，說(shuō)明通電螺線管的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。
3. 如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)S，A、B、C、D四個(gè)小磁針靜止時(shí)指向正確的是（ ）A. 小磁針A B. 小磁針B C. 小磁針C D. 小磁針D
根據(jù)電源的正、負(fù)極在圖上標(biāo)出通電螺線管中的電流方向；根據(jù)電流方向，利用安培定則判斷通電螺線管左端為N極，右端為 S極。根據(jù)磁體周圍的磁感線從N極出發(fā)回到S極，畫(huà)出磁體周圍的磁感線。磁場(chǎng)中任一點(diǎn)處小磁針靜止時(shí)北極指向和該點(diǎn)的磁感線方向一致，所以小磁針A的N極應(yīng)向左，小磁針B的N極應(yīng)指向右上方，小磁針C的N極應(yīng)指向右下方，小磁針D的N極應(yīng)向左。只有小磁針C的指向正確。
4. 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(chǎng)分布情況的磁感線。則可以判斷圖中A、B、C、D四個(gè)磁極依次是（ ）A. N，S，N，N B. S，N，S，SC. S，S，N，S D. N，N，S，N
先判斷通電螺線管的左端B為N極，右端C為S極；根據(jù)甲與螺線管間的磁感線的形狀可以判斷是同名磁極的磁場(chǎng)，所以A為N極；根據(jù)C與D間的磁感線可知是異名磁極，所以D為N極。所以ABC錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。
5. 如圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖中信息標(biāo)出電源的正極，用箭頭標(biāo)出A點(diǎn)磁感線的方向。
由圖知，右邊磁體的左端為N極，由同名磁極相排斥可知，通電螺線管的右端為N極，由安培定則可知，電流從通電螺線管的左端流入，從通電螺線管的右端流出，所以電源的左端為正極；由于規(guī)定磁感線從N極出發(fā)，回到S極，所以A點(diǎn)磁感線的方向沿磁感線向上。
6．根據(jù)圖中通電螺線管的N極，標(biāo)出磁感線方向、小磁針的N極，并在括號(hào)內(nèi)標(biāo)出電源的正、負(fù)極。
由題意可知，通電螺線管的左端為N極，由異名磁極相互吸引可知，小磁針的右端為S極，左端為N極，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極，且由安培定則可知，電流從通電螺線管的右端流入，左端流出，故可知電源左端為負(fù)極，右端為正極，如圖所示.
①由圖可知通電螺線管的磁場(chǎng)與___________相似．②放入小磁針的作用：__________________.（2）改變電流方向，小明發(fā)現(xiàn)，鐵屑的分布形狀__________(選填“沒(méi)有改變”或“發(fā)生改變”)，小磁針指向與原來(lái)________(選填“相同”或“相反”)．
7. 在“探究通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布”實(shí)驗(yàn)中，小明進(jìn)行了如下操作：（1）如圖所示，在螺線管的兩端各放一個(gè)小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑．
確定通電螺線管的磁極
①由圖可知通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似；②放入小磁針的作用是確定通電螺線管的磁極。 （2）改變電流方向，不會(huì)改變鐵屑的分布形狀，但小磁針指向與原來(lái)相反。
8. 在“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)中：①小明將小磁針?lè)旁诼菥€管周圍不同的位置如圖（a）所示，放小磁針的目的是___________________________；②閉合開(kāi)關(guān)后觀察到如圖（b）所示的現(xiàn)象，說(shuō)明通電螺線管周圍存在_________；③通電螺線管周圍的磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)，你怎樣驗(yàn)證，方法是_______________________________________。
改變螺線管中的電流方向，觀察小磁針的指向變化情況。
確定通電螺線管周圍磁場(chǎng)的方向
①因?yàn)樾〈裴樂(lè)湃氪艌?chǎng)中，小磁針靜止時(shí)N極指向和該點(diǎn)磁場(chǎng)方向相同，所以實(shí)驗(yàn)中使用小磁針是為了確定通電螺線管周圍磁場(chǎng)的方向。②閉合開(kāi)關(guān)后觀察到小磁針按一定的規(guī)律發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)。③通電螺線管周圍的磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)，驗(yàn)證方法是改變螺線管中電流方向，觀察小磁針的指向變化情況。