1教学目标
1.知识与技能:知道磁体和磁极的概念;知道磁极间的相互作用规律;描述磁化的概念。
2.过程与方法:能规范的进行实验操作;在设计实验方案时能运用转换法等科学方法。
3.情感态度与价值观:指南针是我国古代的四大发明之一,增加学生的民族自豪感;体会科学与生活的紧密联系。
2学情分析
最初接触磁现象学习肯定觉得既陌生又熟悉,平时不少把玩的吸铁石,里面居然有那么
多的奥妙。在学生原有的认识基础上,怎么建立起一个有一个全新的概念是本堂课的教学重难点。学生的逻辑推理能力和抽象思维能力还处在不断发展提高阶段,所以怎样开发学生这两方面的能力也是教师需要面临的课题。
3重点难点
教学重点:落实磁体、磁极、磁化的概念,知道磁极间的相互作用规律
教学难点:磁化概念的建立
教学活动
活动1【导入】【引课】:(展示吸铁石)
问1:同学们平时玩过吸铁石吧,吸铁石有哪些特点?
生:吸铁石可以吸引铁、硬币(追问:还有呢?不能吸引什么呢?)
问2:两块吸铁石放在一起会出现什么情况?
生:有时候吸引,有时候排斥。
问3:可以说这些都是我们的生活经验。除了这些,同学们还想知道哪些关于吸铁石的知识呢?
生:吸铁石可以吸引哪些物质?
两块吸铁石放在一起为什么有时候相互吸引,有时候相互排斥?
吸铁石是由什么做的?
吸铁石为什么可以吸引某些物质?
(如果学生提不出问题,可以教师自己提出问题,或者基于学生的经验进行追问。)
学习科学就是发现问题、解决问题的过程,问题应该是来自于学生的生活体验,由学生自发产生,这一环节主要目的就是了解学生的原有认知,这些认知有些是正确的,有些是错误的。通过这一环节简单的“提问-回答”,教师能掌握学生的认知水平,也能了解学生心中的困惑,从中挑选出本节课能够解决的问题来展开下面的教学,这样的设计更加符合学生认识事物的一般规律,让学生带着自己心中的问题去学习。
问4:同学们普遍认为吸铁石可以吸引金属,不可以吸引非金属。真的是这样吗?吸铁石可以吸引所有的金属吗?
生:有些金属好像不能吸引。
追问:哪些金属能被吸引呢?哪些金属不能被吸引呢?同学们能不能想办法解决这个问题。
生:准备各种金属和吸铁石一块,用吸铁石去一一尝试,看能否吸起来。
活动2【讲授】教学过程
【实验1】吸铁石能吸引哪些物质?(顺便介绍各种形状的吸铁石)
材料:条形磁铁1根
铁、铝、铜(圆柱体组)、钴、镍、大头针
牙签、塑料、皮筋
过程:观察条形磁铁能吸引哪些物质并记录下来。
预期结果:条形磁铁能吸引铁、钴、镍和大头针(主要成分是铁)
小结:从实验中我们不难发现,吸铁石不能吸引非金属,但并非能吸引所有的金属,只能吸引铁、钴、镍。我们把这种能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体就叫做磁体。我们平时讲的吸铁石其实是不准确的,除了铁以外还有钴、镍等呢!
问5:在刚才的实验过程中,同学们有没有注意到在用磁铁吸引大头针时,哪里的大头针数目特别多呢?
生:两头特别多。
追问:这说明什么呢?
生:说明磁铁的磁性有强有弱。两端的磁性比中间强。(此问题可以稍加引导再回答,再由条形磁铁扩展到马蹄形磁铁。)
小结:我们把磁体上磁性最强的部位叫做磁极。
这一环节主要是磁性、磁体、磁极三个概念的落实,其实都是比较简单的,能让学生得到提升的地方应该是知道了磁铁能吸引哪些物质,不能吸引哪些物质。钴和镍应该是第一次听说,第一次见到,一般的实验室是没有的,是本人专门从网络上购买的。又通过实验让同学们自然接受磁铁两端的磁性最强的事实,这些知识的掌握都是顺理成章的。在实验设计方面也不存在困难。
过度:到此我们了解了磁体的一般性质,那么在我们的生活中有哪些地方应用到了磁体呢?
生:有些包包的扣子上面有磁体;喇叭、电话……
(或许有的学生可以说出指南针,如果没有人说出,可以由教师告知,那么学生心中会产生疑问,可以激发他们的学习兴趣。)
问6:为什么指南针可以指方向呢?让我们先来观察一下指南针的结构。
【展示图片】司南
这是世界上最早的指南针——司南,是我们古代四大发明之一,是我国古代劳动人民智慧的结晶。(进行爱国主义教育,增加学生的民族自豪感)
司南的结构是这样的,中间是用天然磁铁矿石琢成的一个杓形的东西,放在一个光滑的盘上,盘上刻着方位,中间的杓是可以自由转动的。现代的指南针原理与之相同,是将一枚很小的磁针放在针尖上,也可以自由转动。
【实验2】观察小磁针的指向
器材:小磁针一枚
过程:将小磁针放置在底座上,然后用手轻轻拨动磁针,观察小磁针静止之后的指向。
强调注意事项:小磁针要远离磁铁放置,并且要重复多次实验。
预测结果:小磁针静止后总是指向相同的方向。
师:我们所处的教室方位情况是这样的……不难发现,小磁针总是指向南北向。
我们把磁体指北的那个磁极叫做北极,又叫做N极;
我们把磁体指南的那个磁极叫做南极,又叫做S极。
这一环节的教学难度也不大,但是通过对指南针的学习可以增加学生的民族自豪感,又能通过观察小磁针的指向培养学生认真观察的习惯,以及多次重复实验的科学精神。
过度:同学们通过观察和实验这两项最基本的科学技能解决了第一个问题,接下来我们再来想办法解决两个磁铁靠近的问题。生活经验告诉我们,两个磁铁靠近有时候会相互吸引,有时候会相互排斥。
问7:那么,什么时候会相互吸引,什么时候会相互排斥呢?
追问:两个磁铁靠近会出现几种情况?(生:四种)你能设计一个实验方案来解决这个问题难题吗?
【实验3】两个磁铁相互靠近会出现什么情况?
器材:条形磁铁2根、棉线、吸管(备选)
过程:方案1.左右手分别拿住一根条形磁铁,相互靠近,感受磁铁是相互吸引还是相互排斥。
(一开始很多学生都会选择这样的方法,这也是一种有效的方法。)
追问:这是一个很不错的办法,但感受这种东西只有自己知道,别人看不见,我们能不能想办法把看不见的感受变成能实实在在看到的现象呢?
生:开始优化实验方案。
方案2:用棉线将其中一根条形磁铁悬挂起来,用另一根条形磁铁来靠近,观察现象。
方案评价:这个方案比前面的好很多,因为可以把看不到的感觉转换成看得到的现象。但是在实验过程中同学们有没有觉得棉线的稳定性不太好,容易导致磁铁转动呢?
方案3:将一根条形磁铁放在两根吸管上,用令一根条形磁铁靠近,吸管上的条形磁铁会滚动。
方案评价:既能看到实验现象,而且规避了棉线容易转动的缺陷,非常巧妙。
实验结论:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
这一环节的重点其实不是结论的得出,因为这个结论是很容易得出的,主要是为了通过对实验方案的优化再优化,培养学生思维力和科学方法的渗透(转换法)。其实对于学生而言,记住结论只需要一分钟,但是怎么做才最好这才是他们真是受益的。磁极间相互作用规律的研究,往往采用悬挂法来完成,有悬挂在铁架台上的,其实那不是很好的办法,因为铁架台是铁质的,会对实验产生干扰。也有看到老师改进成悬挂在学生使用的凳子脚上的,还是显得比较麻烦。还有的老师将磁铁放置在小车上,实验效果确实很好,但小车取材不是很方便,所以本人做了小小的改进,预期效果是很不错的。取材方便,吸管很容易得到,没有吸管的话其他圆柱体形状的物体,比如说圆珠笔、筷子等都可以替代,而且实验效果也很好。
过度:那么,说了那么多,磁铁到底是什么东西做的呢?为什么磁铁可以吸引铁、钴、镍等金属呢?
师:其实磁铁不是人类发明的,自然界中存在不少天然的磁铁矿石,天然就具有磁性。
但我们日常所用的磁体一般都是人造的。
我们可以采用一些方法让原来没有磁性的物体得到磁性。
【实验4】铁棒的磁化
器材:条形磁铁1根、铁、铝、铜、钴、镍、大头针、钢条(个别组)
过程:1.用铁棒去吸引大头针,能否吸起大头针?
说明此时铁棒 磁性。
2.用条形磁铁吸住铁棒,再将铁棒靠近大头针,能否吸起大头针?
说明此时铁棒 磁性。
3.将条形磁铁拿开后,你看到 ,
说明此时铁棒 磁性。
预期结果:一开始铁棒不能吸引大头针,靠近磁铁后的铁棒可以吸引大头针,离开磁铁后铁棒又不能吸引大头针。2-1-c-n-j-y
小结:原来没有磁性的铁棒,靠近条形磁铁之后就具有了磁性。
我们把这种原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。
拿开磁铁后铁棒的磁性就消失了。
问8:除了铁棒外,还有哪些物质可以被磁化呢?
追问:你是怎么做的呢?
生:利用现有的实验器材重复上述操作,如将铁棒换成铝棒、铜棒、钴、镍等。
预期结果:除了铁,还能被磁化的物体有钴和镍。
小结:可见,磁铁能够吸引铁钴镍是因为它们可以被磁化。
问9:为什么只有铁钴镍可以被磁化呢?
【建模】我们知道物质是由很小的微粒构成的,构成铁钴镍的微粒可以被看做是一枚枚的小磁针,一般情况下,这些小磁针杂乱无章地排布,磁性相互抵消,所以对外不显磁性。当有磁体靠近的时候,小磁针与磁体之间相互作用,异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,小磁针便有规律的排布起来,使得铁钴镍具有磁性。当磁铁拿开后,小磁针又恢复了杂乱无章的排布,磁性也就随之消失了。这是对磁化的微观解释。
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(无磁性) (有磁性)
追问:物体被磁化后,靠近磁铁那端是什么磁极呢?
生:与磁铁是异名磁极。
追问:是不是所有被磁化的物质离开磁体后磁性都会马上消失呢?
生:不是的,钢条的磁性依然存在。
【演示】取出学生刚才实验中所用的钢条,靠近大头针,发现大头针还可以被吸引。
小结:像铁棒这样,当磁体拿开后磁性立刻消失,不能长久保持磁性的磁体,我们称之为软磁体。钢棒被磁化后,磁性可以较长久保持,所以可用钢来制造人造永磁体。如果用磁体在钢棒上沿同一方向摩擦多次,钢棒的磁性就可以长久地保持。
这一环节是本堂课的重点,因为磁体、磁性、磁极乃至磁极间的相互作用这些知识点,学生有一定的认知水平,而磁化使全新的概念,面对这样全新的概念,我觉得概念的建立一定是一个循序渐进的过程,更何况磁化是一个抽象的过程。磁化不仅仅是获得磁性的过程,它也关系到磁极间的相互作用以及为什么铁钴镍可以被磁铁吸引等。如果能打通磁化这个环节,那么也就意味着学生完全掌握了前面的概念。通过建模的方式,对磁化进行微观解释,看似十分复杂,但确实是这个阶段的学生能够达到的认知水平,而且能够从本质上解决磁化产生异名磁极,甚至用磁体摩擦后的钢条带什么磁极都可以解决。在讨论磁体断开后磁性如何变化这个问题时,学生不单单是去断开磁铁去看个究竟,而是可以自己通过这个模型去分析,这种能力才是最高的境界。
活动3【活动】【课堂讨论】:
1.有哪些方法可以判断一个物体是否具有磁性?
2.磁体被分割成两段或者几段后,每一段磁体上是否仍然都有N极和S极?
活动4【练习】课堂练习
探寻“失磁”磁针
两根材质、外形完全相同的磁针,一根有磁性,一根失去磁性。请判断哪一根是失去磁性的磁针?并说出判断的理由?(可选用小铁钉、橡皮、条形磁铁、塑料直尺)
探寻“失磁”磁针
两根材质、外形完全相同的磁针,一根有磁性,一根失去磁性。请判断哪一根是失去磁性的磁针?并说出判断的理由?(可选用小铁钉、橡皮、条形磁铁、塑料直尺)
方法一:根据磁体具有磁性来判断
方法二:根据磁体具有指向性来判断
方法三:根据磁极间的相互作用规律来判断
方法四:根据磁体上磁性最强的部位在磁极来判断
问题:1、“失磁”磁针能否恢复磁性?
2、有无磁性的磁针在本质上有何区别?
活动5【测试】小小测试
一、选择题
1.用条形磁铁去吸一元和一角硬币,发现只能吸起一元硬币,这是因为一元硬币:
A.面值较大 B.直径较大
C.用金属(如铜、铝)做成 D.用铁类物质(如铁、镍)做成
2.以下实际应用中,没有用到磁性材料的是 ( )
A.录音机的录音带 B.电话机用的IC卡
C.VCD播放器用的光碟 D.电脑的存储软盘
3.用钢条的一端去接近小磁针,如果小磁针被吸引过来,则( )A.钢条肯定有磁性 B.钢条肯定没有磁性
C.钢条可能有磁性 D.以上说法都不对
4..如果地磁南极和地磁北极颠倒,在以下现象中不能发生的是( )
A.将条形磁铁吊起来静止时,磁铁现在的北极将指向地理的南极
B.司南的勺柄将指向北方
C.指南针将不能使用
D.地磁两极和地理两极并不重合,存在一个偏角
5.用一条形磁铁去吸引两枚大头针,待大头针平衡后,不可能出现的现象是 ( )
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6..经科学家研究发现,在某些细菌的细胞质中有一些磁生小体,它们相当于一个个微小磁针。实验证明:在只有地磁场而没有其他磁场作用时,小水滴中的一些细菌会持续不断地向北游动,并聚集在小水滴北面的边缘。实验中,若把这些细菌中的磁生小体看成小磁针,则它的N极指向 ( )
A.北 B.南 C.西 D.东
7.如图甲所示,放在水平地面上的磁体上方,有挂在弹簧秤上的小磁体。小辉提着弹簧秤向右缓慢移动时,小磁体的下端沿图示水平路线从A缓慢移到B。则图乙中能反映弹簧秤示数F随位置变化的是 ( )
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8.在研究“磁极间的相互作用规律”时,实验小组的同学分别设计了如下四个方案,其中最合理的是( )
A.两人各拿一块条形磁铁,并将各自的一个磁极相互靠近
B.用一块条形磁铁的一个磁极靠近另一块条形磁铁中间
C.将放在粗糙桌面上的两块条形磁铁的磁极相互靠近
D.用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的一个磁极
二、填空题
9..科学上把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做 ,磁体各部分的磁性强弱不同,条形磁体的 磁性最强,磁体上磁性最强的部分叫 。同名磁极相互靠近时会相互 ,异名磁极相互靠近则会相互 。
10.现代磁悬浮列车具有高速、平稳、安全、环保等特点,它是利用_______________的原理将车身托起的。而磁带和磁卡则是利用了它们能够被____________的原理。
11. “指南针”是我国四大发明之一,这一伟大发明在航海、探险、军事方面都有重要的实用价值。指南针能指方向,是因为指南针受到了______磁场的作用。指南针静止时北极所指的方向是在地理的______极附近。人类将在本世纪登上火星;目前对火星上的磁场情况不明,如果现在登上火星,你认为在火星上的宇航员能依靠指南针来导向吗? (选填:“能”、“不能”或“不知道”)。
12.手表一般不能放在音箱和电视机等电器设备附近,因为这样放置会使手表 ;固定不动的大型钢梁,常常具有磁性,这是因为它们长期受到 作用被磁化了。
[21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站] 13.传说秦始皇为了防止刺客行刺,所住的阿房宫的大门是用磁石做的。凡身上暗藏刀剑的人,到了门前都会被吸住,这是利用了磁石能 的性质。
三、实验探究题
14.右图是一种椭球体磁铁,该磁铁磁性最强的部位在哪里呢?小明认为在磁铁的两端。为了验证自己的猜想,他做了如下实验:
步骤1:将两块磁铁如甲图放置,手拿住上面的
磁铁,将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下
端,下面磁铁均掉落。
步骤2:将两块磁铁如图乙放置,手拿住上面的
磁铁,下面的磁铁不会掉落。
(1)根据小明的实验现象,可以判断出小明的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。
(2)要确定该磁铁磁性最强的部位,你的实验方案是 。
能力提升
阅读下面短文,并回答问题:
一天,小明在炉子旁边,将手中的铁钩在炉子中烧得通红,他突然想到:如果将磁铁放在火中烧,会有什么现象?是磁性变强,还是变弱?
小明猜想,可能会变强吧。猜想是否正确呢?小明设计并亲自做了一个实验:他将一条形磁铁一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,再用酒精灯给磁铁加热。经过一段时间后,磁铁被烧红了,小铁钉也纷纷落下了。
(1)根据上述短文,你可以得到什么结论?
(2)你认为这一结论有什么应用?请举一例:
(3)你和小明在学习研究这一问题的整个过程中运用了怎样的学习程序?
。
课件27张PPT。 传说秦始皇统一六国后, 建造了一座富丽堂皇的阿房宫,由于秦始皇曾经有几次遇刺,虽都侥幸脱险,但仍使他整日提心吊胆,生怕再遇刺,因此在建造阿房宫时,他命令工匠在大门上安装“机关”使得身披铁甲,怀揣利刃的刺客休想进入.你知道聪明的工匠们是怎样解决这一难题的吗?磁现象中国人对磁现象的 研究源远流长,指南针是我国古代的四大发明之一。磁现象 东汉王充在《论衡》中写道:“司南之杓,投之于地,其柢指南” 汉(公元前206-公元220年)。盘17.8×17.4厘米,勺长11.5,口径4.2厘米。司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方;中心圆面下凹;圆外盘面分层次铸有10天干,十二地支、四卦,标示二十四个方位。磁勺是用天然磁体磨成,置于地盘中心圆内,勺头为N,勺尾为S,静止时,因地磁作用,勺尾指向南方。此模型是王振铎先生据《论衡》等书记载并参照出土汉代地盘研究复制。 思考:制作指南针的材料
有什么要求? 镍铜铝铁思考:你试过下列那些物体能被吸铁石吸引?铁铁1.磁性:能够吸引铁、镍等物质的性质.一、磁体 磁极想一想 议一议思考你家里哪些地方可能会有具有磁性的物体,请与同学们交流磁刀架磁画板磁带磁卡冰箱磁贴2. :具有磁性的物体。磁体条形磁体磁针蹄形磁体圆柱形磁体把铁屑均匀地铺在白
纸上,将磁体依次平
放在铁屑上,然后
将磁体提起,观察现象。结论:磁体两端的磁性强,
中间磁性最弱3. :磁体上磁性最强的部位。磁极N极和S极活动1: NN将小磁针放在针尖上,用手拨动小磁针,观察静止时的指向。
注意:不要让磁体靠近它。活动2:小磁针静止后的位置总是指向南北方向小磁针指向北面的一端叫北极(N极)
指向南面的一端叫南极(S极)思考如果磁体被分割成两段或几段后,每一段磁体上是否仍然有N极和S极每一段磁体上仍然有N极和S极磁极间的相互作用特点同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引4.磁极间相互作用的规律:同名磁极相互排斥,
异名磁极相互吸引。 修半导体收音机时,有一个小螺丝钉掉在了旁边,电工师傅怎样很快地把螺丝钉取来?思考:5.磁化现象:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。被磁化的物体如果是铁棒,获得的磁性会立即消失,叫软磁体被磁化的物体如果是钢棒,获得的磁性就会保持较长的时间,叫硬磁体或永磁体人造磁体:能长久保持磁性的磁体磁化方式:a、接触或靠近磁体;b、用磁体的一极沿同一方向多次摩擦。 应用:磁悬浮列车 起重机(1):怎样利用今天学到的知识检测一个物体是否具有磁性?
(2):如何来判断一个物体的两个磁极中哪个是N极?哪个是S极?活学活用(3). 如图所示的条形磁体旁有甲、乙、丙、丁四个能自由转动的小磁针,当小磁针静止时,其中磁极的极性标错的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
?
B活学活用