【預習新知】
中國,上海。
一條高架軌道上,列車疾駛而來,轉瞬而去,像傳說中的神龍一樣。
上海
坐在車廂里向外望去,工廠、樓房、田野,向后飛逝,眨眼間便退出了視野。
磁懸浮列車
它,就是會“飛”的列車—有“零高度飛行器”美譽的磁浮列車。
磁浮列車
如果說汽車的出現(xiàn)讓人們的短途出行變得舒造而快捷,火車的發(fā)明讓人們的長途旅行不再無奈,那么,磁浮列車的問世則徹底改變了人們對車的認識:
車,也可以不用車輪跑,而是飛”。
磁浮列車是電磁理論應用的又一輝煌成就。
在未來的社會中,電磁理論應用的成就將會更加輝煌。
【舉手提問】
1.什么是電流的磁效應？
2.通電導線磁場方向與什么因素有關？
3.通電螺線管產(chǎn)生什么樣的磁場？
4.怎樣應用“安培定則”判定通電螺線管極性跟電流方向的關系？
【新課學習】
一、電流的磁效應
在相當長的一段時間里,人們認為電和磁是互不相關的。
磁場 電路
到了19世紀初,一些科學家意識到各種自然現(xiàn)象之間存在著相互聯(lián)系,并進行了長期的探索。
1820年,丹麥物理學家奧斯特( ahs christianOersted,1777-1851)在做實驗時偶然發(fā)現(xiàn):當導線中通過電流時,它旁邊的磁針發(fā)生了偏轉。
奧斯特
從這個意外的實驗現(xiàn)象中，引起了奧斯特極大的興趣，他又繼續(xù)做了許多實驗，終于證實了電流的周圍存在著磁場,因此，
奧斯特成為世界上第一個發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的科學家。
●[奧斯特的實驗過程]
第一次實驗：
在磁針上面放一根平行于磁針的直導線（如下圖），當導線接觸電池通電時（甲圖），磁針發(fā)生偏轉，導線不通電時（乙圖），磁針不偏轉。
實驗表明：
通電導線的周圍有磁場。
第二次實驗：（如下圖）
改變導線中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針的偏轉方向隨電流方向的改變而改變。
實驗表明：
通電導線的磁場方向跟電流方向有關。
●電流的磁效應：
在物理學中，把通電導線周圍有磁場，磁場方向跟電流方向有關的現(xiàn)象叫做電流的磁效應。
奧斯特實驗簡單，只要一節(jié)電池、一根銅導線和一個小磁針，按照以上操作即可實驗。
實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯，連接方式（如下圖）。
二、通電螺線管的磁場
奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應后，人們開始做各種不同形式的電磁實驗，由于奧斯特實驗中，一根導線的磁場比較弱，人們就把導線疊加在一起，來增強磁場，于是就做成了螺線管。
繞螺線管 線圈
●通電螺線管產(chǎn)生什么樣的磁場？
[觀察與實驗]
在螺線管的兩端各放個小磁針,并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察小磁針的指向,輕敲紙板,觀察鐵屑的排列情況。
通電螺線管小磁針與鐵屑分布情況
改變電流方向,再觀察一次發(fā)現(xiàn),通電螺線管外部的磁場跟條形磁體的磁場相似，一端為N極，另一端為S極。
改變電流方向，通電螺線管的磁場方向也隨之改變。
實驗結果表明：
通電螺線管外部的磁場和形磁體的磁場一樣。
通電螺線管 條形磁鐵
通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩個極,它們的極性可以根據(jù)實驗中小磁針的指向確定。
改變電流方向,通電螺線管的N極、S極正好對調(diào)。
實驗表明：
通電線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關。
三、觀察、實驗與判定
視頻：【觀察與實驗】
[實驗1]
電流的磁效應.
[實驗2]
通電螺線管磁場.
[安培定則]
如何用安培定則判定通電螺線管的極性跟電流方向的關系.
請看視頻：
（選擇音量橫屏看）
視頻反思：
1.在做電流的磁效應實驗時，將小磁針放在水平桌面上，通電導線要跟小磁針平行（如圖甲）。
甲 乙
2.電流的磁效應實驗應選用銅導線，盡量不用鐵或鋁導線，因為鐵為磁性材料實驗沒法做，鋁導線電阻率較大，實驗效果不明顯。
銅導線
3.通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場一樣，由螺線管的N極出來回到S極，在通電螺線管內(nèi)部，磁場方向由螺線管的S極到N極。
4.用安培定則判定通電螺線管極性時，視線正對四指指向，確認四指所指的方向與電流方向一致。
通電螺線管的兩種握法
5.在電源外部電路中，電流都是從正極流向負極，因此，根據(jù)電源正負極判定電流方向，或根據(jù)電流方向判定電源正負極。
電流方向
6.在磁體外部，磁感線都是從磁體的N極出來回到S極，因此，根據(jù)磁感線方向判定通電螺線管的N、S極，或根據(jù)通電螺線管的N、S極，判定磁感線的方向。
磁感線方向
7.注意：磁體的極是 N極、S極，電源的極是正（+）、負極（-），切記不要弄混了（如下圖）。
綜合圖
四、安培定則的應用
安培定則是判定通電螺線管極性跟電流方向關系的基本方法。
例題：(2020涼山州)
如圖所示,是小磁針放在通電螺線管左端靜止時的情形。
請判斷并在合適的位置標出電源的正極和圖中通電螺線管上方磁感線的方向。
●分析思路：
1.根據(jù)題設條件標出磁感線方向和通電螺線管的極性。
從小磁針放在通電螺線管左端靜止時的情形，可知通電螺線管外部磁場的方向。
因為小磁針靜止時N極所指的方向為該點磁感線的方向，磁體周圍磁感線都是從磁體的N極出來回到S極，由此標出通電螺線管的極性和磁感線方向（如下圖）。
2.根據(jù)安培定則判定電流方向或通電螺線管的極性。
根據(jù)安培定則,右手握住螺線管,使大拇指指向N極,則四指環(huán)繞的方向就是電流的方向。
這樣握住通電螺線管：
不要這樣握住通電螺線管：
標出導線中電流方向：
3.根據(jù)電流方向判斷電源的正負極。
由于在電源外部，連接電源的電路中，電流都是從電源的正極出來流向負極。
根據(jù)電流方向可以判斷出,電源的右端為正極。
【中考真題訓練】
1. (2018 貴陽9題3分)
如圖所示，是探究”通電直導線周圍是否存在磁場”實驗裝置的一部分，置于水平桌面的小磁針上方有一根與之平行的直導線，關于這個實驗下列說法正確的是（ ）
3.作圖題
（2018昆明18題）
4.作圖題
（2018陜西29題）
5.(2020宜賓)
通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵的磁場相似.螺線管通電后小磁針靜止時的分布如圖所示,請在圖中標注螺線管電流方向、通電螺線管的N極和至少畫出一條通電螺線管外的磁感線。
6.(2020撫順、葫蘆島)
如圖所示,閉合開關后,套在通電螺線管上的磁環(huán)會向右運動,已知磁環(huán)的左側為N極請在圖中標出:
(1)通電螺線管左端的磁極(用“N”或“S”表示)
(2)磁感線的方向
(3)電源右端的極性(用“+”或“-”表示)
7.(2020南京)
如圖所示,小磁針靜止在通電螺線管右側.標出小磁針的N極并在虛線上用箭頭標出磁感線方向.
8.(2020樂山)
如圖所示,開關閉合后,位于螺線管左側的小磁針順時針旋轉90°,請在圖中括號內(nèi)分別標出螺線管A的NS極和電源的+、-極.
參
考
答
案
在
下
邊
找
哦
！
參考答案：
1. C 2.B
3.螺線管的右端是南極 電源的右端是正極
4.小磁針該端是N極 電源該端是正極
5題圖 6題圖
7題圖 8題圖
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