第二十章 电和磁
20.1 磁现象 磁场
核心素养目标:
1.物理观念:
(1)知道磁铁有吸铁性;知道磁极间相互作用的规律。
(2)了解磁感线并会用磁感线来描述磁场。
(3)知道磁化的方法。
2.科学思维:
通过磁场概念的建立和对磁场的描述来培养学生的观察能力、抽象思维能力和空间想象能力和分析问题、解决问题的能力。建立磁感线物理模型。
3.科学探究:
(1)观察磁铁吸铁性实验,经历探索磁极间相互作用规律的实验探究,培养学生观察和动手能力。
(2)通过讨论磁极间的相互作用规律及判断物体是否有磁性等问题,培养学生分析问题和归纳总结的能力。
4.科学态度与责任:
结合四大发明之一——指南针的发明对世界经济和文化的发展所起的作用,对学生进行爱国主义教育。了解模型法在物理学中的应用。
教学重点: 知道磁体周围存在磁场,会用磁感线描述磁体周围的磁场
教学难点: 引导学生通过实验,归纳总结得出用磁感线描述磁场的过程
教学课时:1课时
教学用具:条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、回形针、铁粉、磁力橡皮泥
教学过程
一、创设情景,导入新课
我们今天就探究与磁有关的现象。首先,我们来探究第一个问题:磁体可以吸引哪些物质
在桌面上的塑料框内,放有一些器材:铁块、铜块、以及镍铬合金丝等,用磁体可以吸引哪些物质 请大家动手实验一下。
二、新课讲授,师生互动
(一)磁现象
古代的磁体
在2000多年前的春秋时期,我们的祖先就发明了天然的磁铁矿石吸铁的性质。现在,人们利用这些磁铁矿石、钢或某些合金及人工合成材料,根据需要制成各种形状的磁体。我们知道磁体可以吸引钢,那铁块可以吸引钢钉么
磁铁除了可以吸引铁意外还能吸引其他那些物质?引导学生思考。再通过实验:铁质磁铁相框是否吸引铜片、铁片、镍制硬币、铝制硬币等,得出结论:磁性是指吸引铁钴镍等物质的性质,具有磁性的物体称之为磁体。并向学生介绍常见磁体的分类。
教师引导学生完成磁体吸引铁屑的实验。学生认真操作,观察实验现象并思考下列问题:
(1)磁体吸引铁屑的多少有何不同?
(2)磁体的每部分磁性大小相同吗?
师生共同总结:磁体各部分的磁性强弱不同。磁体上,磁性最强的部分在两端,中间部分的磁性最弱,几乎为零,我们把磁体两端吸引能力最强的两个部位叫做磁极。
引导学生观察,并提问:
(1)什么情况下小磁针会远离磁体?什么时候小磁针靠近磁体?
(2)各磁极间有怎样的作用力?
根据学生的回答,教师加以说明,最后师生共同总结出磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
铁棒原来没有磁性,不吸引大头针。将铁棒在磁铁上按一定的方向摩擦几下,能单独吸引一些小的曲别针。
师生共同总结:一些物体在磁体或电流作用下获得磁性的现象叫做磁化。
(二)磁场
如果把磁针拿到一个磁体附近,它会发生偏转。磁针和磁体并没有接触,怎么会有力的作用呢?这是因为磁体周围存在着一种物质,能使磁针偏转。这种物质看不见、摸不着,我们把它叫做磁场。
物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向。为了形象地描述磁场,可以在磁体周围放许多小磁针,这些小磁针在磁场的作用下会排列起来,这样我们就能知道磁体周围各点的磁场方向了。
我们把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫做磁感线。
在磁体外部放置越多、越小的小磁,就清楚地看出磁场的分布情况。在蹄形磁体上放一块有机玻璃,在玻璃上撒一些铁屑。轻轻敲打玻璃,可以看到小铁屑有规则地排列起来。
光是客观存在的,光线是描述光的模型。
磁场是客观存在的,磁感线是描述磁场的模型。
在用磁感线描述得到磁场时,磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。
教师点拨:
1.磁感线只是帮助我们描述磁场,是假想的物理模型,实际并不存在。
2.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发回到S极。磁感线越密集,磁性越强。
3.任何两条磁感线都不能相交。
4.磁感线是闭合曲线。
5.磁感线上任意一点的方向与该点的磁场方向相同。
(三)地磁场
小磁针静止时为什么指向南北,磁体在地球上为什么有指向性呢?
小磁针静止时都指向同一方向即磁针的N极总是指向北方。这说明,地球周围存在着磁场——地磁场。说明地磁的南极在地理的北极附近;地磁的北极在地理的南极附近。
教师利用多媒体展示:地磁场的分布及其方向。
教师指出:1.地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。
磁偏角:地理两极与地磁两极并不重合,磁针所指南北方向与地理南北方向略有偏离。
知识拓展]沈括记载磁偏角的现象比西方早400多年。
沈括,中国宋代科学家,在其著作《梦溪笔谈》中最早提及磁偏角:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。
三、总结反思,超越自我
以小组为单位,讨论本节课学到了什么?有什么收获?师生共同解决存在的问题。
1.磁性、磁体;
2.磁体的吸铁性、指向性,磁极之间的相互作用规律;
3.磁化。
磁场和磁感线都比较抽象,磁场是实际存在的,但磁感线是不存在的。
四、板书设计,整合提升
第1节 磁现象 磁场
1.磁性:磁铁能吸引铁、钴、镍等物质。磁铁的这种性质叫做磁性
2.磁体:具有磁性的物质叫做磁体
分类:天然磁体 人造磁体
3.磁极
南极(S):指南的磁极叫南极
北极(N):指北的磁极叫北极
4.磁极间的相互作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引
5.磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化
6.磁场、磁感线地磁场
五、大海扬帆,尝试远航
1、下列能被磁体吸引的是( )
A、铝棒 B、铜棒 C、金条 D、铁棒
2.甲磁体能吸引小铁球,乙磁体也能吸引小铁球,若甲乙磁体相互靠近,则两磁体一定( )
A .一定互相吸引
B.一定互相排斥
C.可能无磁力作用
D.可能互相吸引,也可能互相排斥
3.关于磁感线的说法正确的是( )
A.磁场是由小铁屑形成的
B.磁场中有许多曲线,这些曲线叫磁感线
C.小磁针在磁感线上才受力,在两条磁感线之间不受力
D.磁感线是人们为了形象地描述磁场的分布而假想出来的,实际并不存在
4.如图所示,在条形磁体周围放置4只可以自由转动的小磁针,其中方向标得不正确的是( )
A、甲
B、乙
C、丙
D、丁
5、如图所示,根据磁感线的方向,分别标出磁体的磁极名称。
6.小馨同学在实验过程中不小心摔断了一根条形磁体,下列说法正确的是( )
A、磁体失去磁性
B、磁体只剩下一个磁极
C、断成两段的磁体都有南北极
D、以上说法都不正确
六、作业:
教学反思:
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