11.1《磁现象 磁感线》课时教案--2025--2026年沪科版高中物理必修第三册（表格式）

11.1《磁现象 磁感线》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 沪科版高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容选自沪科版高中物理必修第三册第十一章第一节，是电磁学的起始课。教材从生活中的磁现象引入，通过条形磁铁、蹄形磁铁等常见磁体展示磁场的存在，并借助铁屑实验直观呈现磁感线分布，引导学生建立“磁场”和“磁感线”的初步概念。本节内容为后续学习安培定则、洛伦兹力、电磁感应等知识奠定基础，在整个电磁学体系中具有承前启后的关键作用。
学情分析
高二学生在初中已接触过磁体的基本性质，如磁极间的相互作用、指南针原理等，具备一定的感性认识。但对“磁场”这一抽象概念缺乏深入理解，容易将其误认为是实物存在。学生的空间想象能力和抽象思维正处于发展期，面对磁感线的空间分布可能产生困惑。此外，部分学生在实验观察中缺乏目的性和细致性。因此，教学中应通过可视化实验增强感知，结合类比法降低认知难度，并设计探究活动促进思维深化。
课时教学目标
物理观念
1. 能说出磁体的基本性质，识别N极与S极，解释同名磁极相斥、异名磁极相吸的现象；掌握磁场是一种客观存在的特殊物质，能在磁体周围产生力的作用。
2. 理解磁感线是用来描述磁场强弱和方向的假想曲线，能根据条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线分布图判断磁场方向与强弱区域。
科学思维
1. 能通过观察铁屑在磁场中的排列规律，归纳出磁感线的特点，发展归纳推理能力；运用类比法（如电场线）帮助理解磁感线的构建逻辑。
2. 能利用磁感线模型分析简单磁体周围的磁场分布，进行空间想象与模型建构，提升抽象思维水平。
科学探究
1. 能独立完成或合作开展“用铁屑显示磁场”的实验操作，正确使用条形磁铁、玻璃板、铁屑等器材，记录并描述实验现象。
2. 能提出“如何形象化地表示看不见的磁场”这一驱动性问题，并参与设计简易方案，体验科学建模的过程。
科学态度与责任
1. 在实验过程中保持严谨求实的态度，尊重实验事实，不随意更改观察结果，养成良好的科学习惯。
2. 意识到磁场广泛存在于自然界和技术应用中（如指南针、电动机），激发探索电磁世界的兴趣，增强将物理知识应用于生活的意识。
教学重点、难点
重点
1. 磁场的基本性质及其作为特殊物质的存在形式
2. 磁感线的概念、特点及其在描述磁场中的作用
难点
1. 理解磁场是客观存在的非实体物质，突破“眼见为实”的认知局限
2. 建立三维空间中磁感线分布的立体图像，实现从二维平面图到空间结构的转换
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验观察法、讲授法、合作学习
教具准备
条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针若干、玻璃板、铁屑、白纸、投影仪、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入：磁之谜踪
【5分钟】 一、重现古人智慧，引出磁之奥秘。 （一）、讲述司南传说，激发探究兴趣。
教师站在讲台前，手持一枚仿古司南模型，缓缓转动底座，让勺柄自然指向南方。随后播放一段动画视频：战国时期一位旅人迷失于山林之中，夜幕降临，星斗难辨，正当他焦虑之际，取出随身携带的“司南”，轻轻放置于光滑石面之上，只见勺柄坚定地指向一方——那是回家的方向。教师深情讲述：“两千多年前，《韩非子》中记载‘先王立司南以端朝夕’，这小小的磁勺，是中国古代四大发明之一——指南针的雏形。它为何能穿越千山万水，始终指明方向？这背后隐藏着怎样的自然之力？”
接着提问：“同学们在生活中还见过哪些磁体现象？它们有哪些共同特征？”鼓励学生自由发言，列举冰箱贴、磁悬浮列车、耳机喇叭等实例。待气氛活跃后，教师总结：“这些看似不同的事物，都离不开一个核心——磁。今天，我们就一起揭开‘磁现象’的神秘面纱，走进那看不见却真实存在的磁场世界。”
二、动手感知磁力，建立初步经验。 （一）、分发材料，组织小组互动。
教师向每张实验桌发放两块条形磁铁和若干小磁针。指导语：“请同学们以小组为单位，用手中的磁铁靠近小磁针，观察会发生什么现象？再尝试让两块磁铁的不同端相互接近，看看又有何变化？”在学生操作过程中巡视指导，提醒注意安全距离，避免磁铁猛烈撞击损坏。
当多数小组完成探索后，请代表分享发现：“我们发现磁铁的一端总是吸引小磁针的一端，而排斥另一端。”“两块磁铁有时会吸在一起，有时又会推开对方。”教师顺势引导：“科学家把磁铁上磁性最强的部分称为磁极，分为南极（S极）和北极（N极）。刚才你们验证的就是磁极间的基本规律——同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。这是磁现象的第一个重要特性。” 1. 观看视频，聆听故事，感受磁的历史魅力
2. 回忆生活中的磁应用，积极发言
3. 动手操作磁铁与小磁针，观察现象
4. 小组讨论并汇报磁极间的作用规律
评价任务 现象描述：☆☆☆
规律归纳：☆☆☆
表达清晰：☆☆☆
设计意图 以“司南”这一中华科技瑰宝切入，融合历史人文元素，既弘扬传统文化，又营造神秘探究氛围。通过亲手操作磁体，激活已有经验，使抽象概念具象化，为后续理解磁场存在提供感性支撑。
实验探知：看见磁场
【15分钟】 一、巧用铁屑显形，揭示磁场分布。 （一）、演示经典实验，引导细致观察。
教师将一块条形磁铁平放在讲台上，覆盖一张透明玻璃板，在玻璃板上方均匀撒上一层细铁屑。轻敲玻璃板边缘，让学生透过投影仪大屏幕仔细观察铁屑的变化过程。起初，铁屑杂乱无章；随着轻微震动，它们逐渐排列成一条条从N极指向S极的弧形线条。教师暂停敲击，画面定格。“大家看到了什么？这些线条有什么规律？”引导学生描述：“铁屑连成了线状图案。”“线条从磁铁一端出发，回到另一端。”“中间密集，两端稀疏。”
进一步追问：“为什么原本散落的铁屑会自动排成这样的形状？说明了什么？”启发思考：“每一个微小的铁屑都被磁化成了一个个小磁针，它们在磁场的作用下有序排列，从而‘画’出了磁场的路径。这种人为描绘出来的线，就是我们所说的——磁感线。”
二、对比多种磁体，归纳共性特征。 （一）、更换磁体类型，拓展观察维度。
教师更换为蹄形磁铁重复上述实验，再次撒铁屑并轻敲，投影显示新的图案。提问：“这次的磁感线分布与条形磁铁有何异同？”引导学生比较：“同样是弧线连接两极。”“蹄形磁铁内部也有直线状的磁感线。”“整体呈对称分布。”
接着出示一组预先拍摄好的磁感线照片（包括两个同名磁极相对、异名磁极相对的情况），让学生观察并分析磁场方向与强弱关系。强调：“磁感线上任意一点的切线方向，就是该点小磁针N极所指的方向，即磁场方向。线条越密的地方，磁场越强；越疏的地方，磁场越弱。”
三、构建科学模型，明确核心定义。 （一）、提炼本质属性，形成规范表述。
基于实验现象，教师系统讲解磁感线的五大特点：第一，磁感线是闭合曲线，在磁体外部从N极出发进入S极，在内部则由S极回到N极，构成完整回路；第二，磁感线不会相交，因为同一位置磁场方向唯一；第三，磁感线的疏密程度反映磁场的强弱；第四，磁感线是假想的工具，用于形象描述磁场，并非真实存在；第五，磁感线具有方向性，规定为N极指向S极。配合PPT动态演示三维磁感线环绕效果，帮助学生建立立体空间印象。 1. 观察铁屑实验全过程，记录现象变化
2. 描述磁感线分布规律，回答教师提问
3. 对比不同磁体的磁感线图样，总结异同
4. 听讲并理解磁感线的五大特点及物理意义
评价任务 观察能力：☆☆☆
归纳能力：☆☆☆
理解准确：☆☆☆
设计意图 通过可视化的铁屑实验，将不可见的磁场转化为可见的图形，有效突破“磁场抽象难懂”的障碍。采用“观察—描述—比较—归纳”的探究路径，培养学生实证意识和科学建模能力。强调磁感线的“假想性”与“实用性”统一，避免学生产生误解。
模型建构：绘制磁感线
【12分钟】 一、示范标准画法，规范作图要求。 （一）、黑板现场绘图，分解步骤讲解。
教师取下磁铁，擦净玻璃板，在黑板上重新画出条形磁铁轮廓，标出N、S极。开始逐步绘制磁感线：“首先，从N极出发画几条向外发散的曲线，逐渐弯曲延伸至S极。注意保持对称，上下左右都要有。”边画边强调：“磁感线不能断开，也不能交叉。靠近磁极处要画得密一些，表示磁场强；远离区域适当稀疏。”完成后，补充内部磁感线：“在磁体内部，磁感线是从S极指向N极的，形成闭合回路。”
然后转向蹄形磁铁：“它的外部磁感线类似条形磁铁，但从N极到S极的路径更短。特别要注意的是，两极之间的空隙中，磁感线几乎是平行等距的直线，说明此处磁场均匀。”
二、组织学生实践，强化空间认知。 （一）、下发练习纸张，开展绘图训练。
教师发放印有空白磁体轮廓的练习单（含条形磁铁、蹄形磁铁、同名磁极相对、异名磁极相对四种情形）。宣布任务：“现在请大家模仿老师的画法，独立完成这四幅磁感线示意图。要求：方向正确、闭合连续、疏密得当、不相交。”在学生绘图期间，教师走下讲台巡视，重点关注是否遗漏内部磁感线、是否存在交叉错误、疏密比例是否合理。
选取几位典型作品通过实物投影展示，邀请作者讲解思路，其他同学点评优劣。例如：“这位同学在异名磁极之间画了密集且近乎平行的磁感线，很好地体现了磁场集中且均匀的特点，值得表扬。”“但这幅图中磁感线在中间交叉了，违反了‘不相交’原则，需要修正。” 1. 观看教师示范，学习磁感线绘制技巧
2. 动手绘制四种磁体的磁感线分布图
3. 参与作品展示与互评，交流作图心得
4. 根据反馈修改和完善自己的图纸
评价任务 方向正确：☆☆☆
闭合无交：☆☆☆
疏密合理：☆☆☆
设计意图 绘图不仅是技能训练，更是思维外化过程。通过动手绘制，促使学生主动思考磁感线的空间走向与物理含义。同伴互评环节促进深度交流，帮助发现盲点，巩固正确认知，提升空间想象力与表达能力。
迁移应用：磁与生活
【8分钟】 一、联系实际案例，体会技术价值。 （一）、展示现代应用，拓宽知识视野。
教师播放短视频片段：医院里的核磁共振成像（MRI）设备工作场景。解说：“这是一种利用超强磁场对人体组织进行扫描的先进技术。患者躺在机器中央，强大的超导磁体产生均匀稳定的磁场，结合射频脉冲，获取体内氢原子信号，最终生成高分辨率图像。”提问：“这里的磁场起到了什么作用？如果磁场不均匀会怎样？”引导学生思考磁场在医疗诊断中的关键地位。
再出示电动机剖面图：“电动机转动的秘密也藏在磁场中。通电线圈置于永磁体的磁场内，受到安培力作用而旋转。正是磁场与电流的相互作用，实现了电能向机械能的转化。”
二、设置挑战问题，激发深层思考。 （一）、提出开放议题，引导课后探索。
教师提出问题：“地球本身就是一个巨大的磁体，地磁场保护着我们免受太阳风等宇宙高能粒子的侵袭。那么，地磁场的磁感线是什么样子的？它的N极和S极分别位于地理上的哪个位置？”鼓励有兴趣的同学查阅资料，准备下节课分享。“还有，磁悬浮列车是如何利用磁极间的排斥力实现悬浮的？它与今天所学的知识有何关联？”这些问题作为课后延伸，点燃持续探究的热情。 1. 观看MRI与电动机工作原理视频
2. 思考磁场在科技中的具体应用
3. 讨论地磁场与磁悬浮的基本原理
4. 明确课后拓展任务，做好研究准备
评价任务 联系实际：☆☆☆
思考深度：☆☆☆
参与积极：☆☆☆
设计意图 将课堂知识延伸至高科技领域，展现物理学的巨大应用价值，增强学习的意义感。通过设置富有挑战性的开放问题，打通课内外界限，激励自主探究，培养社会责任意识和创新精神。
课堂总结：磁场之诗
【5分钟】 一、诗意收束全课，升华情感体验。 （一）、回顾知识脉络，凝练核心思想。
教师站在讲台中央，目光扫视全班：“今天我们踏上了一段奇妙旅程——从古老的司南，到现代的MRI；从看不见的力，到看得见的线。我们知道了磁极之间有引力也有斥力，明白了磁场虽无形却有力，学会了用磁感线这一美丽模型去描绘它的方向与强弱。”
引用法国哲学家帕斯卡的话：“心灵有其理性所不知晓的理由。”而物理学家的使命，正是用理性的语言去揭示那些看似神秘的力量。磁场就是这样一种力量——它无声无息地穿行于天地之间，守护着地球的生命，驱动着现代文明的齿轮。
最后深情总结：“或许我们无法用肉眼看见磁场，但当我们看到指南针坚定指向北方，看到电动机欢快旋转，看到医生手中清晰的影像，我们就知道——那是自然之诗，正在默默吟唱。愿你们今后也能以好奇为笔，以实验为墨，在这个充满奇迹的世界里，书写属于自己的科学篇章。” 1. 静心聆听教师总结，回顾学习历程
2. 感受物理之美与科学之魅
3. 思考个人与科学发展的关系
4. 激发继续探索电磁世界的愿望
评价任务 整体把握：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
展望未来：☆☆☆
设计意图 采用情景化与激励性相结合的总结方式，不仅梳理知识结构，更注重情感升华。通过文学化的语言和哲思性的引言，让学生感受到物理学不仅是公式与实验，更是一种理解世界的方式，是一首写在宇宙深处的壮丽诗篇。
作业设计
一、基础巩固题
1. 判断下列说法是否正确，错误的请改正：
（1）磁感线是真实存在于磁体周围的曲线。（ ）
（2）磁场中某点的磁场方向就是小磁针S极在该点的受力方向。（ ）
（3）磁感线可以相交，因为在某些位置磁场较强。（ ）
（4）地球的地磁北极位于地理南极附近。（ ）
2. 绘制下列情况下的磁感线分布示意图（标明N、S极及磁感线方向）：
（1）一块条形磁铁；
（2）两个异名磁极相对放置的磁铁；
（3）一个蹄形磁铁。
二、拓展探究题
1. 查阅资料，简要说明磁悬浮列车的工作原理，并画出其基本磁极布局示意图。
2. 设计一个小实验，证明磁场能够穿透纸张、塑料等非磁性材料。写出实验器材、步骤和预期现象。
三、阅读思考题
阅读科普文章《地球的磁场盾牌》，回答：
（1）地磁场是如何形成的？
（2）如果没有地磁场，地球生命将面临哪些威胁？
【答案解析】
一、基础巩固题
1. （1）× 改正：磁感线是假想的曲线，用来描述磁场，并非真实存在。
（2）× 改正：磁场方向是小磁针N极在该点的受力方向。
（3）× 改正：磁感线不会相交，因为磁场方向具有唯一性。
（4）√
2. 略（要求：方向正确、闭合、不交叉、疏密合理）
二、拓展探究题
1. 磁悬浮列车利用同名磁极相互排斥的原理，使列车悬浮于轨道之上，减少摩擦阻力。示意图应显示轨道与列车底部均为相同磁极（如均为N极）。
2. 实验示例：将条形磁铁置于纸张下方，上方放一小磁针，移动磁铁观察磁针偏转，证明磁场可穿透纸张。
板书设计
§11.1 磁现象 磁感线
磁现象
磁极：N极、S极
相互作用：同斥异吸
↓
发现问题
↓
磁场
定义：磁体周围存在的一种特殊物质
特性：看不见、摸不着、有力的作用
↓
科学建模
↓
磁感线
概念：假想曲线，描述磁场
特点：①闭合曲线（外N→S，内S→N）
②不相交
③疏密表强弱
④切线方向为磁场方向
[右下方配简笔图：条形磁铁+磁感线分布]
教学反思
成功之处
1. 以“司南”故事导入，巧妙融合科学史与爱国主义教育，极大提升了学生的学习兴趣与文化认同感。
2. 铁屑实验效果显著，配合投影放大，确保每位学生都能清晰观察到磁场的可视化过程，有效化解了抽象概念的理解难题。
3. 绘图实践与互评环节充分调动了学生的主动性，多数学生能准确绘制磁感线，达成知识内化。
不足之处
1. 部分学生在绘制磁感线时仍存在“内部断开”或“外部交叉”的错误，反映出对“闭合性”和“唯一性”的理解尚需加强。
2. 对于空间想象力较弱的学生，二维平面图难以完全还原三维磁场结构，未来可考虑引入AR虚拟现实技术辅助教学。
3. 拓展环节时间略显紧张，未能深入展开地磁场与生物导航的关系，可在后续课程中补充。