师：同学们好，今天我们学习初中物理沪粤版九年级下册第16章第二节奥斯特的发现。前面我们学习了电现象和磁现象，下面我们一起来复习一下，电现象和磁现象中都存在着哪些规律呢？
带电体能吸引轻小物体，磁体能吸引铁、钴、镍等物质。自然界中存在正电荷和负电荷，磁体上存在南极和北极。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
我们发现电与磁有如此多的相似之处，这样的巧合给我们什么启示呢？电现象与磁现象之间是否存在着某种联系呢？科学家们基于这种想法，一次又一次地寻找电与磁的关系。
直到1820年，丹麦科学家奥斯特在上课时，无意中让指南针靠近通电导线。神奇的现象发生了，指南针竟然发生了偏转，这个现象让奥斯特非常兴奋。经过反复实验，奥斯特终于证实了电流的周围存在着磁场，成为世界上第一个发现电流磁效应的科学家，人类第一次找到了电与磁的转换关系。
下面让我们一起来重温这个经典实验。首先在桌面上放一个小磁针，小磁针在地磁场的作用下指向南北。在磁针上方放一根平行于磁针的直导线，将导线通电后，我们就能看到奥斯特曾经看到的那一幕。大家仔细观察一下这个实验现象。
生：通过实验我们观察到，当断开电源时，磁针指向南北；当直导线通电后，小磁针发生了偏转。
师：这个实验告诉我们，通电直导线周围存在着磁场。如果我们将电池的正负极对调过来，改变电流的方向，再试一次。
生：我们观察到小磁针依然发生了偏转，但是与刚才的偏转方向正好相反。
师：这个实验说明了通电导线的周围磁场方向与电流的方向有关。综合以上两组实验，我们可以得出结论：通电导体周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关，这种现象我们称之为电流的磁效应。
既然通电直导线周围存在着磁场，那么手电筒通电后连一根大头针都吸不上来，这是什么原因呢？
生：其实是因为通电直导线周围的磁场太弱了。
师：没错，如果我们把导线密密麻麻地绕在圆筒上，通电之后各匝导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会增强许多。看，现在可以吸起大头针了吧。
物理学上，我们将导线在圆柱形空心筒上绕成螺纹状的线圈，称之为螺线管。这些是我们常见的螺线管，通上电，它们就成为通电螺线管。通电螺线管虽然结构非常简单，但是历史却不简单。
相传在1822年，英国的物理学家就发现，当电流通过绕在铁块上的导线时，它能使铁块磁化。后来美国的物理学家对通电螺线管的装置做了一定的革新，用绝缘皮包裹的导线代替裸铜导线，因此不必担心铜导线过分靠近而短路。
由于线圈越密集，产生的磁场就越强，所以在今天，通电螺线管在日常生活中已经有了广泛的应用。小到电话、电铃，大到电磁起重机、磁悬浮列车都用到了通电螺线管。
既然通电螺线管周围存在着磁场，那么我们可以利用怎样的办法直观地观察到通电螺线管周围的磁场分布情况呢？
生：我们可以这样设计实验，在螺线管周围均匀地撒一些铁屑，通电后铁屑磁化成小磁针，轻轻敲击玻璃板，铁屑能自由地转动。在通电螺线管磁场力的作用下，铁屑将重新排列，铁屑的排列情况间接地反映了通电螺线管周围的磁场分布情况。
师：非常好，那么我们需要的实验器材有螺线管、磁感线演示器、铁屑、电池组、导线和开关。下面我们一起来做这个实验。
将电池、螺线管、磁感线演示器和开关串联起来，将铁屑均匀地撒在演示器玻璃板上，闭合开关，轻敲玻璃板观察现象。
生：铁屑受通电螺线管磁力的影响，改变了位置分布方式，和条形磁铁周围铁屑的分布相似。
师：我们发现通电螺线管周围的铁屑排列与条形磁铁周围的铁屑排列非常相似。所以我们说通电螺线管周围的磁场与条形磁铁周围的磁场分布十分相似，而螺线管两端的铁屑分布较密集，中间较稀疏，所以通电螺线管两端的磁性较强，我们称之为通电螺线管的两个磁极。
接下来我们改变电流的方向，看一看通电螺线管的极性是否发生改变。回想一下条形磁铁的磁极，我们可以借助小磁针，根据小磁针静止时的N极指向来进行判定，这里我们也可以借用小磁针，将其放在通电螺线管的两端附近，改变电流的方向，观察小磁针静止时N极的指向。
（实验操作）
生：在通电状态下，我们分别在螺线管两端各放一个小磁针，小磁针发生了偏转，左端为N极，右端为S极。通过小磁针我们可以判断出通电螺线管的磁场方向。断开电源，小磁针恢复了初始朝向。我们将电源正负极对调，改变电流方向，闭合开关，小磁针又发生了偏转，这次左端为N极，右端为S极。
师：通过实验我们发现螺线管的极性也发生了改变，说明了通电螺线管的极性跟电流的方向有关。是不是每一次都要借用小磁针才能够判定通电螺线管的极性呢？这样的话岂不是很麻烦？有没有更好的办法呢？
早在200多年前，法国的物理学家安培就帮助我们解决了这个难题。他在奥斯特实验的基础上，又进行了多次实验，并归纳总结出了右手螺旋定则：用右手握住螺线管，弯曲的四指方向与电流方向一致，大拇指所指的那端，就是通电螺线管的北极，也就是我们平时说的N极。关于电流的方向与通电螺线管极性的关系是一个难点，下面我们再来看一下这个动画，电流的方向自下向上，由内向外流。同学们，伸出你的右手，我们应该这样握住螺线管，大拇指指向右端，那么通电螺线管的右端为N极，左端为S极。同学们可以再次揣摩一下。