16.1 从永磁体谈起（教案）
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第十六章 课题1《从永磁体谈起》教案
【教学目标】
1.知识与技能
（1）认识磁体、磁极、磁化等现象，知道磁极之间的作用。
（2）了解磁场及磁场分布。
（3）了解磁感线的概念，会画不同磁体的磁感线。
2.过程与方法
培养学生的观察、归纳、总结能力。培养学生的动手探究能力，引导学生养成良好的实验习惯。
3.情感态度和价值观
使学生有将自己的见解与他人交流的愿望，认识交流的重要性。
【教学重点】
知道磁体、磁极、磁化和磁极间的相互作用；了解磁场、磁感线的含义。
【教学难点】
了解磁化和磁极间的相互作用；知道磁场间的作用。
【教学过程】
一、导入新课
我国在两千多年前就已经发现了磁体，并利用
( http: / / www.21cnjy.com )磁体制作了我国的四大发明之一-----指南针，指南针的出现有利于航海事业的发展。而现在磁体被广泛应用于电力设备、家电、信息空间等多个领域。现在，我们就来认识一下磁体与磁场。
二、新课学习
1．认识磁体
【过渡】指南针由什么材料构成？指南针为什么能使人辨别方向？
物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，
( http: / / www.21cnjy.com )具有磁性的物体叫磁体。顾名思义，能够永久保持磁性的磁体叫做永磁体。磁体分为：①天然磁体、人造磁体；②条形磁体、蹄形磁体、磁针；③硬磁体、软磁体。同学们看一下课本图16-1，图中给出了三种常见的人造永磁体，分别为条形磁体、蹄形磁体和小磁针，这三种磁体在以后的学习生活中经常遇到，同学们务必加以认识。在科研中根据磁体制备出了很多仪器，大家看信息浏览部分给出的“α-磁谱仪”，图16-2为磁谱仪的结构，它是一个巨大的磁体。
【提问】磁体能吸引我们身边什么样的物体？
刚才已经讲过，磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，所以凡是生活中由铁、钴、镍构成的物体都能被磁体吸引，比如铁锅、刀子等。
【思考】一块磁体的任何部位吸引物体的牢固程度都相同么？磁体与磁体之间又有何作用呢？
大家来看活动1，图16-3给出了几种器材，
( http: / / www.21cnjy.com )其中有条形磁铁、磁针、铁屑、大头针、锯条和细线，让我们来探究磁体中磁性最强的部位以及磁体与磁体之间的相互作用。
我们来思考一下，条形磁铁和
( http: / / www.21cnjy.com )小磁针都具有两端，这两端是否都具有磁性，我们可以通过其能否吸引铁制品判断，磁性的强弱我们可以通过吸引大头针的数量验证。那么磁铁是否在任何部位磁性都相同？我们可以将铁屑洒在磁体的周围，观察铁屑在磁体周围的分布来判断。如何判断磁铁与磁铁之间的作用？我们可以将条形磁铁靠近小磁针，观察小磁针的旋转方向，通过改变条形磁铁的方向确定磁体具有几个磁极以及磁极与磁极之间的作用。
【实验】根据刚才的分析，请同学们进行实验，验证实验结果，写出得到的结论，并完成图16-6下面的填空。
教师指导学生完成上述实验。
【教师指出】我们发现，条形磁铁的两端均
( http: / / www.21cnjy.com )可吸引相同数量的大头针。将铁屑洒在条形磁铁周围后，可以看出磁铁的磁性强弱分布，发现磁铁的两极铁屑密度大，中间部位铁屑密度小，这说明磁铁具有磁极，磁极处的磁性最强。当条形磁铁标有字母N的一端接近小磁铁的N端时，小磁针发生偏转，最终S端靠近条形磁铁的N端，而反过来放置时，小磁针的N端靠近条形磁铁的S端，这说明磁铁具有磁极，同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。通过实验我们可以得出结论：
磁体的两端磁性最强，称为磁极，每个磁体都有两个磁极。
悬挂着的磁体静止时，总是一端指南，一端指北；指南的一端是磁体的南极，又叫做S极；另一端是北极，又叫做N极。
磁极间的相互作用规律是：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。
【过渡】大家观看信息浏览部分，一块
( http: / / www.21cnjy.com )磁体总有两极，那么是否存在只有一个磁极的磁体呢？在1931年狄拉克就预测了磁单极子的存在，关于寻找磁单极子的工作仍旧在进行，一旦寻找出，这将是物理学领域的重大突破。
是否那些不具有磁性的物体就不能具有磁性呢？比如铁钉能否具有磁性呢？我们来进行活动2的探讨。
我们来看图16-4，图中给出了条形
( http: / / www.21cnjy.com )磁铁、没有磁性的铁钉和铁屑。首先我们根据图a所示，将磁铁的一极靠近铁钉，观察其是否能够吸引铁屑；然后我们根据图b所示，将磁铁的一极在铁钉上打磨，然后拿开磁铁后观察铁钉能否吸引铁屑。
请同学们根据图a和图b进行实验，记录实验结论。
【教师指出】上述两种情况下，铁钉均能吸引铁屑，这说明铁钉在上述两种情况下均具有磁性。那么磁铁究竟使铁钉发生了什么样的变化而使其具有磁性？
一些物质在磁体或电流的作用下获得磁性，叫做磁
( http: / / www.21cnjy.com )化。这种原来没有磁性的物体获得磁性的途径叫做磁化。我们不断敲击磁化后的铁钉或者将其进行加热，可以发现磁性退却，这个过程叫做退磁。
2．认识磁场
【过渡】我们学习过力的相互
( http: / / www.21cnjy.com )作用，这种相互作用的必要条件是两个物体相互接触。那么磁体为什么不需要接触就可以发生相互作用呢？这源于物理学的另一个重要概念“场”。
我们学习过重力，苹果之所以落地是由于受到重力的作用，重力的来源是地球的吸引力构成的重力场，那么磁体是否存在一种场的作用呢？
我们将磁体周围存在的物质
( http: / / www.21cnjy.com )称为磁场。磁体间的相互作用以及磁化现象均由磁场造成。我们将条形磁铁的周围摆放一些小磁针，如图16-5所示，可以发现小磁针静止后会有不同的指向，这是由于各处小磁针的磁极处于不同的磁场作用力下。磁场是有方向的，我们将静止时小磁针N极指向的方向称为该点处的磁场方向。
【引导学生思考】磁场我们是看不到的，那么如何描述磁场呢？
我们来看活动3，将磁铁按图16-6的方
( http: / / www.21cnjy.com )向摆出，在磁体上方放置玻璃板，在玻璃板上洒出一些碎铁屑，观察铁屑的排布取向。图16-6a为条形磁铁周围的铁屑分布，可以看出当两个同名磁极朝向时，铁屑排布呈现排斥形状，当两个异名磁极朝向时，铁屑排布呈现连续形状；而图b所示为蹄形磁铁周围的铁屑分布，可以看出铁屑呈现连续分布。
【思考】铁屑为什么会呈现上述分布呢？
铁屑在磁场中被磁化为小磁针，根据磁极之间的作用规律，铁屑呈现这样的排布。所以用铁屑可以用来模拟磁体周围的磁场以及磁场强弱。
3.描述磁场-磁感线
【思考】既然磁场客观存在，但它看不见，摸不着，我们如何描述磁场呢？
我们可以模仿铁屑在磁场周围的排布，将磁
( http: / / www.21cnjy.com )场周围的铁屑形状用曲线代替，画出一条条带箭头的曲线，这样的曲线叫做磁感线。所以，磁感线是用来直观描述磁场的线，并不真实存在。磁感线可以用来描述磁场的方向和它的分布情况，某一点处的切线方向对应该点处的磁场方向。大家来看图16-7，图中所示的条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线方向与刚才所示的磁场。
【提问】指南针为什么可以用来辨别方向？
因为地球是一个巨大的磁体，地球的周
( http: / / www.21cnjy.com )围存在地磁场。同学们请看图16-8，图中所示地球的磁场方向，磁场方向与地球的地理方向相反，即地理南极在地磁北极附近，偏角为15度，我国宋代科学家是世界上最早发现地磁偏角的人。
【归纳总结】同名磁极相排斥，异名磁极相吸引；磁感线可以用来描述磁场的方向和它的分布情况。
三、课堂练习：
1．下列关于磁场的描述，正确的是（
B
）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
( http: / / www.21cnjy.com )
B．磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的
C．磁体周围的磁感线从磁体S极发出，回到磁体N极
D．地磁的N极在地理北极附近，地磁的S极在地理的南极附近
2．磁铁外面磁场最强的部位（C ）
A．N极
B．S极
C．N极合S极处
D．远离磁极处
3．关于磁感线，下列说法正确的是（
A
( http: / / www.21cnjy.com )B）
A．磁感线上任何一点的切线方向，就是该点的磁场方向
B．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极
C．磁场中的磁感线是确实存在的
D．磁感线是由铁屑构成的
课堂小结：
【师生交流】通过这节课，谈一下我们学习了哪些内容？
【总结】
16.1
从永磁体谈起
1．认识磁体
物体能够吸引铁、钴、镍等物质的
( http: / / www.21cnjy.com )性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体，磁体上磁性最强的部分叫磁极，磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。
2．认识磁场
磁体周围存在的特殊物质叫磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
3．描述磁场-磁感线
磁感线的疏密表示磁性强弱，箭头方向表示磁场方向；地球是一个天然磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）认识磁体、磁极、磁化等现象，知道磁极之间的作用。
（2）了解磁场及磁场分布。
（3）了解磁感线的概念，会画不同磁体的磁感线。
2.过程与方法
培养学生的观察、归纳、总结能力。培养学生的动手探究能力，引导学生养成良好的实验习惯。
3.情感态度和价值观
使学生有将自己的见解与他人交流的愿望，认识交流的重要性。
【教学重点】
知道磁体、磁极、磁化和磁极间的相互作用；了解磁场、磁感线的含义。
【教学难点】
了解磁化和磁极间的相互作用；知道磁场间的作用。
【教学过程】
一、导入新课
我国在两千多年前就已经发现了磁体，并利用
( http: / / www.21cnjy.com )磁体制作了我国的四大发明之一-----指南针，指南针的出现有利于航海事业的发展。而现在磁体被广泛应用于电力设备、家电、信息空间等多个领域。现在，我们就来认识一下磁体与磁场。
二、新课学习
1．认识磁体
【过渡】指南针由什么材料构成？指南针为什么能使人辨别方向？
物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，
( http: / / www.21cnjy.com )具有磁性的物体叫磁体。顾名思义，能够永久保持磁性的磁体叫做永磁体。磁体分为：①天然磁体、人造磁体；②条形磁体、蹄形磁体、磁针；③硬磁体、软磁体。同学们看一下课本图16-1，图中给出了三种常见的人造永磁体，分别为条形磁体、蹄形磁体和小磁针，这三种磁体在以后的学习生活中经常遇到，同学们务必加以认识。在科研中根据磁体制备出了很多仪器，大家看信息浏览部分给出的“α-磁谱仪”，图16-2为磁谱仪的结构，它是一个巨大的磁体。
【提问】磁体能吸引我们身边什么样的物体？
刚才已经讲过，磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，所以凡是生活中由铁、钴、镍构成的物体都能被磁体吸引，比如铁锅、刀子等。
【思考】一块磁体的任何部位吸引物体的牢固程度都相同么？磁体与磁体之间又有何作用呢？
大家来看活动1，图16-3给出了几种器材，
( http: / / www.21cnjy.com )其中有条形磁铁、磁针、铁屑、大头针、锯条和细线，让我们来探究磁体中磁性最强的部位以及磁体与磁体之间的相互作用。
我们来思考一下，条形磁铁和
( http: / / www.21cnjy.com )小磁针都具有两端，这两端是否都具有磁性，我们可以通过其能否吸引铁制品判断，磁性的强弱我们可以通过吸引大头针的数量验证。那么磁铁是否在任何部位磁性都相同？我们可以将铁屑洒在磁体的周围，观察铁屑在磁体周围的分布来判断。如何判断磁铁与磁铁之间的作用？我们可以将条形磁铁靠近小磁针，观察小磁针的旋转方向，通过改变条形磁铁的方向确定磁体具有几个磁极以及磁极与磁极之间的作用。
【实验】根据刚才的分析，请同学们进行实验，验证实验结果，写出得到的结论，并完成图16-6下面的填空。
教师指导学生完成上述实验。
【教师指出】我们发现，条形磁铁的两端均
( http: / / www.21cnjy.com )可吸引相同数量的大头针。将铁屑洒在条形磁铁周围后，可以看出磁铁的磁性强弱分布，发现磁铁的两极铁屑密度大，中间部位铁屑密度小，这说明磁铁具有磁极，磁极处的磁性最强。当条形磁铁标有字母N的一端接近小磁铁的N端时，小磁针发生偏转，最终S端靠近条形磁铁的N端，而反过来放置时，小磁针的N端靠近条形磁铁的S端，这说明磁铁具有磁极，同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。通过实验我们可以得出结论：
磁体的两端磁性最强，称为磁极，每个磁体都有两个磁极。
悬挂着的磁体静止时，总是一端指南，一端指北；指南的一端是磁体的南极，又叫做S极；另一端是北极，又叫做N极。
磁极间的相互作用规律是：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。
【过渡】大家观看信息浏览部分，一块
( http: / / www.21cnjy.com )磁体总有两极，那么是否存在只有一个磁极的磁体呢？在1931年狄拉克就预测了磁单极子的存在，关于寻找磁单极子的工作仍旧在进行，一旦寻找出，这将是物理学领域的重大突破。
是否那些不具有磁性的物体就不能具有磁性呢？比如铁钉能否具有磁性呢？我们来进行活动2的探讨。
我们来看图16-4，图中给出了条形
( http: / / www.21cnjy.com )磁铁、没有磁性的铁钉和铁屑。首先我们根据图a所示，将磁铁的一极靠近铁钉，观察其是否能够吸引铁屑；然后我们根据图b所示，将磁铁的一极在铁钉上打磨，然后拿开磁铁后观察铁钉能否吸引铁屑。
请同学们根据图a和图b进行实验，记录实验结论。
【教师指出】上述两种情况下，铁钉均能吸引铁屑，这说明铁钉在上述两种情况下均具有磁性。那么磁铁究竟使铁钉发生了什么样的变化而使其具有磁性？
一些物质在磁体或电流的作用下获得磁性，叫做磁
( http: / / www.21cnjy.com )化。这种原来没有磁性的物体获得磁性的途径叫做磁化。我们不断敲击磁化后的铁钉或者将其进行加热，可以发现磁性退却，这个过程叫做退磁。
2．认识磁场
【过渡】我们学习过力的相互
( http: / / www.21cnjy.com )作用，这种相互作用的必要条件是两个物体相互接触。那么磁体为什么不需要接触就可以发生相互作用呢？这源于物理学的另一个重要概念“场”。
我们学习过重力，苹果之所以落地是由于受到重力的作用，重力的来源是地球的吸引力构成的重力场，那么磁体是否存在一种场的作用呢？
我们将磁体周围存在的物质
( http: / / www.21cnjy.com )称为磁场。磁体间的相互作用以及磁化现象均由磁场造成。我们将条形磁铁的周围摆放一些小磁针，如图16-5所示，可以发现小磁针静止后会有不同的指向，这是由于各处小磁针的磁极处于不同的磁场作用力下。磁场是有方向的，我们将静止时小磁针N极指向的方向称为该点处的磁场方向。
【引导学生思考】磁场我们是看不到的，那么如何描述磁场呢？
我们来看活动3，将磁铁按图16-6的方
( http: / / www.21cnjy.com )向摆出，在磁体上方放置玻璃板，在玻璃板上洒出一些碎铁屑，观察铁屑的排布取向。图16-6a为条形磁铁周围的铁屑分布，可以看出当两个同名磁极朝向时，铁屑排布呈现排斥形状，当两个异名磁极朝向时，铁屑排布呈现连续形状；而图b所示为蹄形磁铁周围的铁屑分布，可以看出铁屑呈现连续分布。
【思考】铁屑为什么会呈现上述分布呢？
铁屑在磁场中被磁化为小磁针，根据磁极之间的作用规律，铁屑呈现这样的排布。所以用铁屑可以用来模拟磁体周围的磁场以及磁场强弱。
3.描述磁场-磁感线
【思考】既然磁场客观存在，但它看不见，摸不着，我们如何描述磁场呢？
我们可以模仿铁屑在磁场周围的排布，将磁
( http: / / www.21cnjy.com )场周围的铁屑形状用曲线代替，画出一条条带箭头的曲线，这样的曲线叫做磁感线。所以，磁感线是用来直观描述磁场的线，并不真实存在。磁感线可以用来描述磁场的方向和它的分布情况，某一点处的切线方向对应该点处的磁场方向。大家来看图16-7，图中所示的条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线方向与刚才所示的磁场。
【提问】指南针为什么可以用来辨别方向？
因为地球是一个巨大的磁体，地球的周
( http: / / www.21cnjy.com )围存在地磁场。同学们请看图16-8，图中所示地球的磁场方向，磁场方向与地球的地理方向相反，即地理南极在地磁北极附近，偏角为15度，我国宋代科学家是世界上最早发现地磁偏角的人。
【归纳总结】同名磁极相排斥，异名磁极相吸引；磁感线可以用来描述磁场的方向和它的分布情况。
三、课堂练习：
1．下列关于磁场的描述，正确的是（
B
）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
( http: / / www.21cnjy.com )
B．磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的
C．磁体周围的磁感线从磁体S极发出，回到磁体N极
D．地磁的N极在地理北极附近，地磁的S极在地理的南极附近
2．磁铁外面磁场最强的部位（C ）
A．N极
B．S极
C．N极合S极处
D．远离磁极处
3．关于磁感线，下列说法正确的是（
A
( http: / / www.21cnjy.com )B）
A．磁感线上任何一点的切线方向，就是该点的磁场方向
B．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极
C．磁场中的磁感线是确实存在的
D．磁感线是由铁屑构成的
课堂小结：
【师生交流】通过这节课，谈一下我们学习了哪些内容？
【总结】
16.1
从永磁体谈起
1．认识磁体
物体能够吸引铁、钴、镍等物质的
( http: / / www.21cnjy.com )性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体，磁体上磁性最强的部分叫磁极，磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。
2．认识磁场
磁体周围存在的特殊物质叫磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
3．描述磁场-磁感线
磁感线的疏密表示磁性强弱，箭头方向表示磁场方向；地球是一个天然磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。