师：同学们，今天我们一起来学习人教版九年级物理第20章第二节电生磁的第一课时。老师最近学会了一个魔术，这里有一根悬挂的条形磁铁，处于静止状态，现在老师用一个盒子靠近，但不接触这根悬挂的条形磁铁，大家观察一下会发生什么现象？
生：（观察）
师：神奇的事情发生了，条形磁铁偏离了原来的位置，这是为什么呢？请一位同学来分析一下。
生：条形磁铁由静止开始运动，说明条形磁铁受到力的作用。
师：回答得很好。这个魔术的关键就在于这个盒子。根据上节课所学的知识，大家来猜一猜盒子里可能会装有什么呢？依据是什么？
生：我觉得可能是磁铁，因为磁体间有相互作用。
师：同学们还有其他猜想吗？
生：我觉得有可能是铁钉，因为磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质。
师：同学们的想法都很不错。现在我们打开盒子看看大家的猜想是否正确。里面并没有磁铁或铁钉，里面有导线、开关、干电池。而导线主要材料是铜，条形磁铁不吸引铜。那还有什么可能呢？
生：会不会是开关、干电池中有铁、钴、镍等物质吸引条形磁铁呢？
师：也有这种可能。这次我们打开盒子，以同样的方式用盒子靠近条形磁铁，观察一下会发生什么现象。
生：（观察）
师：原来是当断开开关的时候，条形磁铁不偏转，闭合开关时条形磁铁才会偏转，所以不是开关、干电池吸引条形磁铁。好，我们发现有电流流过导体后，条形磁铁发生了明显的偏转，究竟是什么导致了条形磁铁发生了偏转呢？
生：可能是因为通电之后，导体周围产生了看不见、摸不着的磁场，与条形磁铁间有相互作用。
师：我们带着这个疑问一起来设计一个实验，验证一下一根通电的直导线周围是否存在磁场，你会如何设计这个实验呢？
生：可以在导线附近放小磁针，如果小磁针偏转了，受到力的作用就说明存在磁场。
师：嗯，根据这位同学的想法，我们做实验验证一下通电的直导线周围是否存在磁场。实验器材如图所示，我们把一个小磁针放在直导线周围，直导线没有电流，小磁针处于静止的状态。红色表示小磁针的N极，旁边的手机也有一个指南针，我们可以看到小磁针的指向与手机中指南针的指向是相同的，这两者都指向地理的北方。这时候小磁针静止时，N极所指的方向为该点的磁场方向。在实验过程中注意观察闭合开关后小磁针是否发生偏转。
生：（观察）
师：现在根据手机指南针的方向，在纸上标记出地理北方的位置，闭合开关，注意小磁针N极的指向。
生：（观察）
师：我们发现闭合开关后电流流过导体，小磁针没有发生偏转，那么能否说明通电导线周围没有产生磁场呢？
生：不能，根据手机指南针的显示，小磁针的指向是与地磁场的方向相同的，有可能只受到地磁场的影响，也有可能是通电导线产生了磁场，但是小磁针所在位置的磁场方向与地磁场方向相同。
师：分析得很不错。现在我们改变一下小磁针所处的位置，在实验过程中要仔细观察小磁针静止后N极的指向。
生：（操作并观察）
师：改变小磁针所处的位置，闭合开关，等待小磁针再次静止，观察N极的指向。再次改变小磁针所处的位置，闭合开关，等待小磁针再次静止，观察小磁针N极的指向，注意观察小磁针再次静止时N极的指向。同学们能观察到什么现象呢？小磁针的N极指向改变了吗？通电直导线周围是否存在磁场呢？
生：移动了，小磁针再次静止时，磁针N极发生了偏转，N极的指向改变了，所以通电导线周围产生了磁场。
师：非常棒。通过这个实验，我们不难发现通电导线周围存在磁场，即电流的磁场。第一次实验闭合开关后小磁针不偏转，是因为通电导线产生了磁场，但是小磁针所处的位置磁场方向与地磁场方向相同。我们再来思考一下，这根通电的直导线周围存在磁场，那么通电直导线周围的磁场分布是怎么样的呢？根据前面的知识，我们知道小磁针只能表示磁场中某一点的磁场方向。如果想要描绘整个磁场的分布，我们有什么方法可以描绘通电直导线周围的磁场分布呢？