磁场
(第二课时)
第2节
第14章 电与磁
(北师大版)九年级
上
大单元教学
大单元知识框架
学习目标
1.物理观念:理解磁感线的特点(假想性、方向性、疏密反映磁场强弱),掌握地磁场的分布(地磁两极与地理两极的差异)及指南针的工作原理。
2.科学思维:学会用“模型法”分析磁场,能通过磁感线图示推理磁场的强弱与方向,提升抽象思维与逻辑推理能力。
3.科学探究:能通过磁感线模型、地磁场图示分析磁场分布,尝试解释指南针指向等生活现象,提升知识应用与探究能力。
4.科学态度与责任:体会物理模型的研究价值,关注地磁场在导航、航天等领域的应用,培养基于证据的科学态度与技术应用意识
激趣导入
上节课实验发现,小磁针和铁屑的排列能间接反映磁场的分布。但磁场看不见、摸不着,我们该如何方便、形象地描述其分布与方向呢?
情境设问
指南针为何能始终指向南方和北方?这一现象除了磁极间的相互作用,还隐藏着什么“神秘力量”在起作用?
任务一:磁感线
在之前的实验中,小磁针和铁屑的排列情况反映了条形磁体周围磁场的分布情况。为了方便、形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线来描述磁场的分布,这样的曲线叫作磁感线(magnetic induction line)。
物理学研究中另一种重要方法--模型法
如图所示就是用磁感线描述的条形磁体、蹄形磁体、两个同名磁极和两个异名磁极周围的磁场分布情况。
新知探究
结合实验与磁感线的图示,我们可以认识到,磁感线密集的地方,磁场对小磁针(铁屑)的作用力强,说明这里的磁场强;
磁感线稀疏的地方,磁场对小磁针(铁屑)的作用力弱,说明这里的磁场弱。
磁感线上某一点的切线方向,即放在该点的可自由转动的小磁针静止时N极的指向,就是该点的磁场方向。
新知探究
例:如图所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,a点的磁场比b点的磁场 (选填“强”或“弱”);若在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向 (选填“P”或“Q”)处。
弱
P
即时训练
N S
1.磁感线是假想曲线,并不真实存在。
2.磁感线不交叉而且是闭合的曲线。
3.磁感线上某点的切线方向代表该点磁场方向。
4.磁体外部磁感线:N极出发,回到S极
5.磁感线的疏密程度,表示磁场的强弱
新知探究
磁感线场特点:
思考:小磁针为什么能指南北?
新知探究
任务二:地磁场
地球本身相当于一个巨大的磁体,地球周围空间存在的磁场叫作地磁场。指南针可以指示方向,正是受地磁场作用的结果。
指南针的N极指北,说明地磁场的磁感线在地面附近由地理位置的南指向地理位置的北。所以地磁的N极应该在地理的南极附近,地磁的S极应该在地理的北极附近。
如图所示,地理的两极与地磁的两极并不完全重合。
新知探究
(2)地磁N极在地理的南极附近;
地磁S极在地理的北极附近。
(1)形状与条形磁体的磁场相似。
地磁场特点:
新知探究
我国宋代著名的科学家沈括(1031一1095)是世界上第一个准确地记载了这一现象的人。
他在《梦溪笔谈》中明确指出,指南针所指的方向“常微偏东,不全南也”。四百多年后,哥伦布(Cristoforo Colombo,约1451一1506)横渡大西洋时(1492一1502)才发现这一现象。
新知探究
古代起源:司南
两千多年前发明的司南是世界上最早的指向仪器。磁勺在底盘上停止转动时,勺柄指向南方,勺口指向北方,利用天然磁石的极性指示方向。
发展与应用:罗盘与指南鱼
在司南基础上发展出了罗盘,广泛应用于航海。随后又发明了指南鱼等性能更优的工具,成为军事和航海领域不可或缺的导航设备。
现代应用:电子罗盘
智能手机中的“指南针”由电子罗盘实现,能感应地磁场。即使在卫星信号不佳的环境下也能工作,为地图导航提供精准的朝向判断。
科学窗:“指南针”发展简史
新知探究
新知探究
科学窗:“指南针”发展简史
指南针从两千多年前的司南发端,经罗盘、指南鱼演进为影响人类文明的四大发明之一,如今又以电子罗盘融入智能设备,它既是中国古代科技的璀璨名片,也是人类探索方向、跨越时空的文明纽带。
新知探究
实践活动
查阅资料,了解指南针的发明对人类社会进步所起的作用,并以手抄报或壁报的形式与同学分享。
新知探究
拓展阅读:极光——来自宇宙的绚丽光舞
形成原因
太阳风中的高能粒子与地球高层大气原子碰撞,从而产生发光现象。
多彩颜色
氧原子发绿光/红光,氮原子发紫光,氢原子发蓝光,共同构成绚丽色彩。
新知探究
拓展阅读:极光——来自宇宙的绚丽光舞
出现地点
主要出现在地球两极,因地球磁场引导高能粒子向两极运动。
地球磁场的作用
不仅是极光的“导演”,更是保护地球生命免受太阳有害射线侵袭的屏障。
课堂小结
磁场
(第二课时)
磁感线
定义:假想带箭头曲线,用于形象描述磁场
地磁场
定义:地球(巨大磁体)周围的磁场
分布:条形/蹄形磁体、同名/异名磁极的曲线形态
特点:假想、闭合不交叉、外部N→S、方向与疏密特性
规律:疏密→磁场强弱;切线方向→磁场方向
特点:形状似条形磁体;地磁N极→地理南极附近,地磁S极→地理北极附近
应用:指南针工作原理
历史:沈括最早记载“指南针常微偏东”
练习与应用
1.关于磁感线的说法,正确的是( )
磁感线是真实存在的曲线
B. 磁感线密集的地方磁场较弱
C. 磁体外部的磁感线从 N 极出发,回到 S 极
D. 磁感线可以交叉
C
练习与应用
2.下列关于地磁场的说法,错误的是( )
地球相当于一个巨大的磁体
B. 地磁场的形状与条形磁体的磁场相似
C. 地磁 N 极在地理北极附近
D. 指南针能指示方向是受地磁场的作用
C
练习与应用
3.α、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.磁体周围的磁场方向都不相同
B.P点没有磁场
C.磁感线是真实存在的
D.Q点的小磁针静止后极指向右边
D
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine