18.1.2 磁场 磁感线--2025-2026学年沪科2024版物理九年级全册教学同步课件（31页PPT）

18.1.2 磁场 磁感线
第十八章 磁及其相互作用
沪科版2024版物理九年级全册
18.1.2 磁场 磁感线教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能清晰阐述磁场的概念，明确磁场是磁体或电流周围存在的一种特殊物质，虽然看不见、摸不着，但可通过它对放入其中的磁体或通电导体产生力的作用来感知其存在。例如，能解释小磁针在磁体周围发生偏转是因为受到了磁场力的作用。
深入理解磁场的基本性质，即对放入其中的磁体有力的作用，并且能准确判断磁场力的方向与磁场方向的关系。例如，根据小磁针 N 极在磁场中的受力方向确定该点磁场方向。
全面掌握磁感线的概念和特点，知道磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，能利用磁感线描述磁体周围磁场的分布情况，包括磁场的强弱和方向。例如，通过观察磁感线的疏密判断磁场强弱，根据磁感线的切线方向确定磁场方向。
能够识别常见磁体（如条形磁体、蹄形磁体）和通电螺线管周围磁场的磁感线分布特征，并能用安培定则判断通电螺线管的磁极与电流方向的关系。例如，根据安培定则判断通电螺线管哪端是 N 极，哪端是 S 极。
了解地磁场的存在，知道地磁场的分布特点以及地磁南北极与地理南北极的关系，解释指南针指南北的原理。例如，说明指南针静止时 N 极指向地磁南极（地理北极附近）的原因。
（二）过程与方法目标
通过观察小磁针在磁体周围的偏转、铁屑在磁场中的分布等实验现象，培养学生从实验现象中发现问题、分析问题和归纳总结的能力，提升学生的科学观察素养。例如，引导学生观察小磁针在不同位置的偏转方向，总结出磁场具有方向性。
在探究磁场方向和磁感线分布的实验过程中，让学生运用控制变量法设计实验方案，如在探究影响小磁针偏转方向的因素时，控制其他因素不变，只改变磁体的磁极位置，培养学生科学探究的思维和实验设计能力。
借助类比法，将磁场与学生熟悉的电场、水流等进行类比，帮助学生理解磁场的抽象概念，培养学生运用类比思维解决问题的能力，提高学生知识迁移的能力。例如，将磁场对磁体的作用类比为电场对电荷的作用，使学生更好地理解磁场力。
引导学生通过绘制磁感线、分析常见磁体和通电螺线管周围磁场的分布情况，锻炼学生的空间想象能力和逻辑思维能力，使学生能够将抽象的磁场概念转化为直观的图像进行理解。例如，让学生根据铁屑在磁场中的分布情况，绘制出相应的磁感线分布图。
（三）情感态度与价值观目标
以生活中丰富的磁现象（如磁悬浮列车、指南针导航等）和科技领域中磁场的应用（如核磁共振成像、粒子加速器中的磁场应用）为切入点，激发学生对物理学科的浓厚兴趣和好奇心，使学生认识到物理知识在生活和科技中的重要价值，增强学生学习物理的主动性和积极性。
在实验探究过程中，培养学生严谨认真的科学态度和实事求是的科学精神，让学生养成规范操作实验仪器、仔细观察实验现象、准确记录实验数据的良好实验习惯。例如，在实验中要求学生如实记录小磁针的偏转角度和方向，不篡改数据。
通过小组合作完成实验探究和问题讨论，培养学生的团队协作精神和沟通交流能力，使学生学会在团队中相互学习、相互支持，共同解决问题，提高学生的合作意识和团队凝聚力。例如，在探究通电螺线管磁场分布的实验中，学生分组合作，共同完成实验操作、数据记录和分析讨论。
介绍我国古代在磁现象研究方面的卓越成就（如指南针的发明与应用），增强学生的民族自豪感和文化自信心，激发学生对科学技术的探索热情和创新精神，培养学生为推动科技进步和社会发展而努力学习的责任感。
二、教学重难点
（一）教学重点
深刻理解磁场的概念和基本性质，这是学习磁场相关知识的基础。通过大量的实验演示（如小磁针在磁体周围的偏转实验、磁极间相互作用实验）和生活实例（如磁悬浮列车利用磁场力悬浮），帮助学生建立清晰的磁场概念，理解磁场对磁体的作用。
熟练掌握磁感线的概念、特点及常见磁体和通电螺线管周围磁场的磁感线分布规律。通过实验观察铁屑在磁场中的分布情况，引导学生绘制磁感线，直观感受磁感线的特点和分布，强化学生对磁感线的理解和记忆。
能够运用安培定则准确判断通电螺线管的磁极与电流方向的关系。通过实例分析和练习，让学生熟练掌握安培定则的使用方法，如给出通电螺线管的电流方向，让学生判断其磁极；或已知磁极，让学生判断电流方向。
（二）教学难点
理解磁场这种看不见、摸不着的特殊物质的存在及其抽象概念。由于磁场无法直接感知，学生理解起来较为困难。通过类比法（如将磁场类比为电场、空气流动形成的风等）、实验间接证明（如小磁针在磁场中的偏转）以及多媒体动画展示（如展示磁场对磁体作用的微观过程）等方式，帮助学生突破对磁场概念的理解难点。
从空间角度理解磁感线的分布与磁场实际情况的对应关系，尤其是对于复杂磁体（如蹄形磁体）和通电螺线管内部磁场的磁感线分布，学生难以建立清晰的空间想象。通过模型演示（如用立体模型展示磁体周围磁场分布）、多媒体三维动画展示以及让学生亲自参与绘制立体磁感线分布图等方法，帮助学生构建空间概念，理解磁感线与磁场的对应关系。
灵活运用磁场和磁感线的知识解释生活中复杂的磁现象和解决实际问题。学生在将理论知识应用到实际情境时往往存在困难。通过分析大量生活中的磁现象实例（如磁性门锁的工作原理、电动机中磁场对通电线圈的作用），组织学生进行讨论和实践活动（如制作简易指南针并解释其工作原理），引导学生逐步掌握运用知识解决实际问题的方法和技巧，提高学生的知识应用能力。
三、教学方法
讲授法：系统讲解磁场的概念、性质、磁感线的定义和特点、安培定则等重要知识点，确保学生对知识体系有清晰的认识。例如，在讲解磁场概念时，详细阐述磁场是一种特殊物质，虽然无形但具有力的作用等特性。
实验探究法：组织学生进行实验探究磁场的性质和磁感线分布。如通过小磁针在磁体周围的偏转实验探究磁场方向，利用铁屑在磁场中的分布实验探究磁感线分布规律。提供丰富的实验器材，引导学生设计实验方案、进行实验操作、观察实验现象和记录实验数据，培养学生的科学探究能力和实践操作能力。
类比法：将磁场与电场、水流等学生熟悉的事物进行类比，帮助学生理解磁场的抽象概念。例如，将磁场对磁体的作用力类比为电场对电荷的作用力，将磁感线类比为水流中的流线，使学生更容易接受和理解磁场相关知识。
讨论法：针对磁场和磁感线的一些抽象概念（如磁场的本质、磁感线的实际意义）、生活中常见的磁现象（如电磁炉的工作原理、磁卡的读写原理）以及实验中出现的问题组织学生进行讨论。激发学生的思维活力，促进学生之间的思想交流和碰撞，加深学生对知识的理解和应用能力。
多媒体辅助教学法：运用多媒体展示磁场在生活和科技中的应用视频（如核磁共振成像过程、磁悬浮列车运行视频）、磁场和磁感线的动态演示动画（如不同磁体周围磁场的分布动态展示、通电螺线管磁场的形成过程动画）、实验操作的标准视频等，增强教学的直观性和趣味性，帮助学生理解抽象的知识，突破教学难点。
四、教学过程
（一）导入新课（5 分钟）
展示一些生活中与磁场密切相关的有趣现象图片或视频，如磁悬浮列车高速行驶、指南针在航海中的应用、MRI（核磁共振成像）技术在医学诊断中的使用等，提问学生：“大家知道是什么力量使得磁悬浮列车能够悬浮在空中高速运行吗？指南针为什么总是能准确地指示南北方向呢？MRI 又是如何利用磁场来获取人体内部图像的呢？” 引导学生观察并思考，引发学生对磁场的好奇和探究欲望，从而引出本节课的主题 —— 磁场。
进行一个简单的小实验：将一块条形磁体放在讲台上，在磁体周围放置一些小磁针，让学生观察小磁针的指向变化。提问学生：“小磁针原本是指南北方向的，为什么靠近磁体后它们的指向发生了改变呢？” 激发学生的好奇心，顺势导入新课内容，引导学生思考磁体周围存在的神秘力量 —— 磁场。
（二）新课讲授
磁场的存在与性质（10 分钟）
磁场的存在：结合导入环节的小实验，讲解磁场的概念。磁体周围存在着一种特殊的物质，这种物质能够对放入其中的磁体产生力的作用，我们把这种物质叫做磁场。虽然磁场看不见、摸不着，但可以通过它对磁体的作用来感知它的存在。展示更多实验现象，如将两个未接触的磁极相互靠近，观察到它们之间的吸引或排斥现象，说明磁极间的相互作用是通过磁场发生的。
磁场的基本性质：强调磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。通过实验演示，将小磁针放在条形磁体的不同位置，观察小磁针的偏转方向和角度，让学生直观感受磁场力的存在和方向的变化。进一步说明，当两个磁体相互靠近时，它们之间的相互作用（吸引或排斥）也是通过磁场实现的，就像两个电荷之间的相互作用是通过电场实现的一样，加深学生对磁场性质的理解。
磁场的方向：介绍磁场方向的规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。通过实验操作，在条形磁体周围不同位置放置小磁针，让学生观察小磁针静止时 N 极的指向，并在黑板上用箭头标注出相应位置的磁场方向，帮助学生建立磁场方向的概念。
磁感线（15 分钟）
引入磁感线：提出问题：“磁场是看不见、摸不着的，我们如何才能更形象地描述它的分布和方向呢？” 展示一个实验：在一块玻璃板上均匀撒上铁屑，将条形磁体放在玻璃板下方，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。可以看到铁屑会沿着一定的曲线排列起来，这些曲线的形状和分布大致反映了磁场的分布情况。引导学生思考，能否用一些带箭头的曲线来形象地表示磁场的分布和方向呢？从而引出磁感线的概念。
磁感线的定义和特点：讲解磁感线的定义，磁感线是为了形象地描述磁场而引入的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致（即与小磁针静止时 N 极的指向相同）。通过黑板绘图和多媒体动画展示，详细讲解磁感线的特点：
磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线从 N 极出发，回到 S 极；在磁体内部，磁感线从 S 极指向 N 极，形成闭合回路。
磁感线不相交，因为在磁场中某一点，磁场方向是唯一确定的，如果磁感线相交，那么在交点处就会出现两个不同的磁场方向，这与事实不符。
磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密集的地方，磁场越强；磁感线越稀疏的地方，磁场越弱。通过对比条形磁体两极和中间部分磁感线的疏密程度，让学生直观理解磁场强弱与磁感线疏密的关系。
常见磁体的磁感线分布：利用多媒体展示条形磁体、蹄形磁体周围磁场的磁感线分布示意图，同时在黑板上进行简单的绘图讲解，让学生观察并记忆其特点。例如，条形磁体的磁感线是从 N 极出发，呈弧线状分布，回到 S 极，在两极附近磁感线较为密集；蹄形磁体的磁感线分布形状类似，但在两极之间的区域，磁感线相对较为均匀。组织学生进行小组讨论，尝试自己画出这两种磁体周围的磁感线分布草图，然后请小组代表在黑板上展示并讲解，教师进行点评和纠正，强化学生对常见磁体磁感线分布的认识。
通电螺线管的磁场（15 分钟）
实验探究：提出问题：“电流周围也存在磁场，那么通电螺线管的磁场是怎样的呢？它与我们前面学习的磁体磁场有什么相似之处和不同点呢？” 进行实验演示，将通电螺线管靠近小磁针，观察小磁针的偏转情况，改变通电螺线管中的电流方向，再次观察小磁针的偏转方向变化。引导学生思考：从小磁针的偏转现象中，能发现通电螺线管磁场的哪些特点？
磁场特点：结合实验现象，讲解通电螺线管周围磁场的特点。通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，也有 N 极和 S 极。当电流方向改变时，通电螺线管的磁极也会发生改变。通过多媒体动画展示通电螺线管内部和外部磁场的磁感线分布情况，帮助学生建立空间概念，理解通电螺线管磁场的全貌。
安培定则：介绍判断通电螺线管磁极与电流方向关系的方法 —— 安培定则（右手螺旋定则）。用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。通过具体的实例，如在黑板上画出通电螺线管的电流方向，让学生运用安培定则判断其磁极；或者给出通电螺线管的磁极，让学生判断电流方向，进行多次练习，使学生熟练掌握安培定则的应用。组织学生进行小组活动，每个小组利用电池、导线、螺线管和小磁针等器材，验证安培定则的正确性，通过亲身体验加深对安培定则的理解和记忆。
地磁场（5 分钟）
地磁场的存在：介绍地球是一个巨大的磁体，地球周围存在着磁场，称为地磁场。指南针能够指南北就是因为受到了地磁场的作用。展示地球磁场的示意图，让学生了解地磁场的大致分布情况。
地磁南北极与地理南北极的关系：讲解地磁南北极与地理南北极并不完全重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，存在一定的磁偏角。磁偏角的发现是我国古代科学家沈括的重要贡献之一，增强学生的民族自豪感。简单提及磁偏角在现代导航等领域的实际应用，拓宽学生的知识面，让学生体会物理知识与实际生活的紧密联系。
（三）课堂小结（5 分钟）
引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括磁场的存在和性质、磁感线的概念和特点、常见磁体和通电螺线管周围磁场的磁感线分布、安培定则以及地磁场等方面的知识。请学生代表发言总结，其他学生进行补充，帮助学生梳理知识框架，形成完整的知识体系。
教师对重点和难点内容进行强调和总结，如磁场的基本性质、磁感线的特点、安培定则的应用等，加深学生对关键知识点的理解和记忆，强化学生对知识的掌握程度。同时，引导学生思考磁场知识在生活和科技中的广泛应用，鼓励学生在课后继续观察和探索身边的磁现象。
（四）课堂练习（5 分钟）
展示练习题，涵盖选择题、填空题、作图题和简答题等多种题型。例如：
选择题：下列关于磁场的说法中，正确的是（ ）
A. 磁场看不见、摸不着，所以不存在
B. 只有磁体周围才有磁场
C. 磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用
D. 小磁针在磁场中静止时，S 极所指的方向就是该点的磁场方向
填空题：磁感线是用来形象地描述磁场的一些有方向的曲线，在磁体外部，磁感线从____极出发，回到____极；磁感线越____的地方，磁场越强。
作图题：根据图中给出的通电螺线管的电流方向，用安培定则判断并标出通电螺线管的 N、S 极，以及周围磁感线的方向。
简答题：请解释为什么指南针能指南北方向？在地球的赤道上空，小磁针静止时 N 极的指向是怎样的？
学生独立完成练习，教师巡视，及时发现学生存在的问题。练习结束后，对答案进行详细讲解，针对学生普遍存在的错误和疑问进行深入分析解答，如在讲解安培定则的应用题目时，强调右手握住螺线管的方法和四指与电流方向的对应关系，强化学生对知识的应用能力，巩固本节课所学知识。
（五）布置作业（课后完成）
书面作业：布置教材课后相关习题，包括对磁场概念的理解、磁感线特点的考查、安培定则的应用以及地磁场知识的运用等题目，如分析生活中一些
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
物理观念
1.知道磁体周围存在磁场；
2.知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极。
科学思维
会用磁感线描述磁场的分布情况。
科学探究
1.观察磁体之间的相互作用，感知磁场的存在；
2.通过铁屑的分布情况感知磁场的存在，并经历磁感线的得出过程，学会画磁感线。
科学态度与责任
通过了解我国古代在磁的研究方面取得的成就，增强民族自豪感。
难点
重点
重点
思考并猜想磁场力产生的原因。
回顾知识：在磁体间相互作用的实验中，我们可以发现磁体间没有相互接触就可以产生力的作用。
在条形磁体上面铺上透明的玻璃 板，在玻璃板上面均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板，观察到 铁屑出现对称性的分布，说明磁体周围存在某种物质。
演示实验
思考磁场力是如何产生的。
演示实验
将小磁针放在条形磁体周围任何 一个地方，它总是有一个确定的指向，这是因为条形磁体对小磁针有力的作用。
进入新课
为了形象直观地描述磁场，人们引入了磁感应线，简称磁感线。
1. 磁感线的外部走向：
磁感线是有方向的曲线，在磁体外部，磁感线总是从磁体的 N 极发出，最后回到 S 极。在内部，是从 S 极指向 N 极
2.磁场方向：
磁感线上任何一点的切线方向就是该点的磁场方向。(小磁针静止时 N 极的指向就是该点的磁场方向)
3.磁场强弱：
磁感线分布越密的地方，磁场越强；磁感线分布越疏的地方，磁场越弱。
指南针是我国四大发明之一。人们在研究指南针为什么能指示方向时先把天然磁石磨成一个“地球”,然后将磁针放在“小地球”的各个不同位置进行观察,发现在磁性小球上所观察到的现象与地球上所看到的完全类似，进而断定地球是一个天然大磁体。
指南针静止时为什么要指南北呢？有哪些应用？
地球是一个天然大磁体
地磁北极在地理南极附近，
地磁南极在地理北极附近。
任务三、认识地磁场
观察图片发现地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地 理北极附近。地磁南北极和地理南北极并不重合，它们之 间存在着一个偏角，叫磁偏角。这一现象最早是由我国宋代学者沈括记述的。

总结：地球是个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
磁场
基本性质
方向
磁感线
地磁场
方向
假想曲线
磁偏角
磁偏角
指南针
1.关于磁场和磁感线，下列说法中错误的是 （ ）
A. 在磁体外部，磁感线总是从磁体的北极指向南极
B. 磁体周围的磁感线分布较密的地方磁场较强
C. 磁体周围没有磁感线的地方没有磁场
D. 磁感线能形象地描述磁场的分布情况和方向
随堂检测
C
2.如图所示的是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是( )
随堂检测
C
A.该条形磁体的左端为N极，右端为S极
B.a处的磁场比b 处强
C.将小磁针置于a 点，静止时北极指向左侧
D.磁极附近磁场最弱
3.指南针是我国古代的四大发明之一，下列有关指南针和地磁
场的说法正确的是（ ）
A.指南针静止时南极指向地理北极
B.指南针静止时指示南北，是因为受到地磁场的作用
C.如果地磁场消失，指南针还能指示南北
D.由于地磁场的存在，所以在地球的周围才存在着磁感线
随堂检测
B
4.如图所示，能自由转动的司南静止时，它的长柄指向南方，
说明长柄是磁体的 极。
随堂检测
南
知识点1 磁体的周围有什么
1. （多选）近几年，冰箱贴成了最受欢
迎的文创纪念品之一，其中磁性冰箱贴最为常见，下列关于
磁性冰箱贴的说法正确的是( )
BC
A. 它可以吸附在铜制物体表面
B. 它吸在竖直的冰箱门上时受到了磁力
C. 它周围存在着看不见、摸不着的磁场
D. 它能吸在冰箱门上是因为冰箱贴带了电
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2.小雨同学为了探究磁体周围的磁场，
进行了如下实验。
（1）如图甲所示，将玻璃板平放在
磁化
磁体上，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，
观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被______（填一种物理
现象名称），相当于一个个小磁针，从而在磁场中有序地排
列起来。
【点拨】铁屑原来没有磁性，但在磁
场的作用下能够获得磁性，说明铁屑
被磁化了。
（2）如图乙所示，在玻璃板上放一
些小磁针，小磁针静止时黑色一端表
示N 极，由此判断条形磁体右端的磁
极为___极。
?
N
?
【点拨】在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时N 极所指
的方向就是该点的磁场方向，由此判断条形磁体右端的磁极
为N 极。
?
（3）实验中小磁针的作用是________________。
显示磁场的方向
【点拨】本实验中采用可观察的小磁针的偏转，即小磁针 N
极的指向，来显示磁体周围的磁场的方向。
?
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知识点2 磁感线——一种描述磁场的方法
3. 关于磁场和磁感线，下列说法不正确的是( )
A
A. 磁感线是真实存在的
B. 磁场越强的地方，磁感线越密集
C. 磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S 极
D. 磁感线上某点的切线方向就是此点的磁场方向
?
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4.请在图中用箭头标出蹄形磁体a 点处的磁感线方向。
?
【解】如图所示。
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知识点3 地磁场
5. 我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁
偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”，如图甲所示，
这个发现比西方早400多年。进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示
意图如图乙所示。关于地磁场，下列说法正确的是( )
A. 地球本身是一个巨大的磁体，周围存
在磁感线
B. 地磁场的磁感线从S极出发，回到N 极
C. 北京地区的地磁场方向由南向北
D. 位于地球表面的能在水平面内自由转
动的小磁针静止时，其N 极指向地磁北极
?
C
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6. 在研究地磁场方向
时，如图所示，发现司南的长柄静止时总
是指向南方，则长柄相当于指南针的____
极。
南
【点拨】地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成
的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力
的作用，其静止时勺柄指向地理南方，而地磁的北极在地理
的南极附近，故长柄所指的方向是地磁场的北极，所以长柄
相当于指南针的南极。
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7. 小冬学习磁学知识后，想研究橄榄形磁
体（图甲）周围的磁场分布情况，做了如
C
A. B. C. D.
图所示的实验，其中图乙是小磁针（黑色为N 极）静止时的
指向，图丙是铁屑静止时的分布。选项中能正确用磁感线描
述以上实验现象的是( )
?
谢谢观看！