第1课时 3.1磁现象和磁场
教学目标
知识与技能
1、了解磁性、磁极等概念。
2、了解电流的磁效应，领会发现电流磁效应的意义
3、知道磁体和通电导体周围都有磁场，磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的。
过程与方法
1．通过设计操作试验，掌握磁场的基本知识概念与特征
2、通过奥斯特实验了解电与磁的联系
情感态度与价值观
了解我们中国对磁的研究与辉煌，体验地磁的存在与作用，体验电流的磁效应，体验电流和电流的作用，感受磁性材料，感悟磁与人类文明。
教学重点与难点
教学重点：了解地磁与电流的磁效应—奥斯特实验。
教学难点： 对磁现象研究的过程认识
课堂教与学互动设计
[创设情景，导入新课]
做一个小实验，一辆实验室用的小车，内部没有驱动装置，同学检查下有没有发条或者电动机之类的？
接下来放到水平的轨道上，静止下来。大家相不相信我手不接触小车也能让车动起来呢？试试看。
为什么会这样呢？猜猜看？很好。是手里的磁铁吸引了这辆小车，才使车被拉过来了。
在我们生活中，磁的应用十分的重要。那么你说说看哪些地方有用到磁？
指南针
对现象的观察我国很早的时候就有研究。大家知道这是什么吗？中国人最早记录的极光现象。来自宇宙中的宇宙射线，经过地磁场的作用，往两极偏转，在两极上空与气体碰撞使得气体放电，出现各种各样漂亮的极光。
磁卡
磁悬浮
电磁铁------磁卡、喇叭、电话、手机、门吸、螺丝刀
磁带、软盘（软磁材料、硬磁材料）
有关磁现象，我们在初中的时候已经接触过了，接下来想把大家分成几组，前后六个同学为一组，利用手头的仪器设计一些实验，观察现象，思考通过你设计的实验，复习了哪些有关磁现象的概念或者说明了哪些规律。
（一）第一组实验需要总结出的结论
1．天然磁体的成分：Fe3O4；
现在使用的磁体的构成：铁、钴、镍等金属或用某些氧化物制成的
2．磁性：磁体本身之间的相互作用、磁体吸引铁质物体的性质。
3.磁极：磁体的磁性处处相同吗？
磁极：北极（N）、南极（S）
N极、S极的规定：将小磁针悬挂，静止时指向南的叫南极，指向北的叫北极。
4、磁化：
5、磁极间的相互作用：同名磁极相斥，异名磁极相吸。
思考：它们是通过什么发生作用的？
磁场
问题1：通电导线与磁体是怎样发生作用的呢？没有直接接触就能产生力的作用？
类比电荷间的相互作用通过电场发生，说明其间有看不见的物质——磁场
思考：是否只有磁铁周围才存在磁场?
能不能也做一些试验来说明这个问题呢？
（二）、电流的磁效应
通过这个实验说明了什么? 说明通电导线周围存在磁场，电生磁成为事实。
这个发现最早是由谁发现的？奥斯特。
1：电和磁之间的相似性：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。谁也具有类似性质？
电荷：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2：事实基础：有磁与电相关的历史事实吗？
1731年，一位英国商人发现，雷电过后，他的一箱刀叉竞有了磁性
1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电使缝衣针磁化
3：哲学家康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。实例：摩擦生热、蒸汽机
问题5：奥斯特如此幸运？
介绍奥斯特发现电流的磁效应的偶然与必然
受“纵向力”的影响，奥斯特总以电流的方向放置小磁针，均以失败告终。1820年4月在一次讲课中，他偶然将导线沿南北放置，结果奇迹发生了。
（三）、磁铁对电流有没有力的作用？安培等人的研究
既然电流能产生磁场，而磁场对电流有力的作用，那么电流和电流之间有没有力的作用。来看这样的演示试验
（四）电流和电流之间有没有力的作用？
（四）、磁场
问题1：磁场的最基本的特性是什么？
对放入其中的磁体或电流有力的作用
问题2：存在于何处？
磁场存在于磁体周围以及电流周围
四、磁性的地球
问题1：指南针给我们带来了什么启示？
地球存在磁性，地球是个大磁体。
问题2：地磁的南北极与地理的南北极的关系如何？
展示图片：地磁场的北磁极（N极）在地球的南端
地磁场的南磁极（S极）在地球的北端
类似于条形磁铁周围的磁场
问题3：地磁的两极与地理的两极完全重合吗？
不重合。存在一个磁偏角。地球上不同的地方磁偏角不同，并在缓慢地变化。
问题4：其他天体有磁性吗？
许多天体有磁性：太阳、月亮都有磁性。但火星上没有磁性。
我们知道，地球是块大磁石，形成各种各样的磁场在影响着人们的生活。但地磁对人类的作用和影响，却被人们忽视了。对它的重要性认识不够，因此，在这里讲讲地磁的重要性还是非常必要的。 地磁同空气、水和阳光一样重要，是人类生命体不可缺少的四大元素之一。据科学家测定：人在地磁作用下，相应形成了人体自身磁场。但磁场和人的生命活动是看不见摸不着的，不像缺水和空气那样立即会带来饥渴和窒息感，因而不易被人们认识和察觉，实验研究表明：当人体细胞活动时，细胞内外便有带电的粒子活动，并发生微弱的电流，电的流动便在周围产生磁场。人类缺磁是不易发现的，但能产生相应的症状或疾病。例如初期宇航员在太空旅行时，因缺磁曾患严重的“太空综合症”。在寻找原因时，美国发现这一病症是因缺磁引起的，后来太空总署在穿梭机内装置了人造磁场，才解决了宇航员的缺磁症状。人类是在漫长的生活和实践中逐渐认识了磁力和磁的功效的，并逐步发展到用它来治疗疾病。 磁疗并不是今日才有的，而是自古以来就有，延用至今。今天只是又推出了磁疗枕这种新方法，将过去局部治病发展为全身治病，由局部治一种病发展为同时可治多种疾病，其疗效更为明显，范围更为广泛而已?。
[课堂小结]
1．物体具有的吸引铁、钴、镍等物质的属性叫做 磁性 ；具有磁性的 物体 叫做磁体；磁体上磁性最强的部分叫做 磁极 ；磁体有两个磁极：南极、北极。同名磁极相互 排斥 ，异名磁极相互 吸引 。
2．丹麦物理学家 奥斯特 首先发现电流周围也存在着磁场。
3．磁场是存在于磁体或 电流 周围空间的一种客观存在的 物质 ；磁极和磁极间、磁极和 电流 间、电流和电流间的作用都是通过 磁场 来传递的。
4．地球本身在地面附近空间产生的磁场，叫做 地磁场 。地磁场的分布大致就像一个 条形 磁铁外面的磁场。
5．日常生活中有关磁的现象：磁卡、喇叭、电话、手机、门吸、光盘、螺丝刀
磁带、软盘（软磁材料、硬磁材料）
课外同步训练
[轻松过关]
1．首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家 ( C )
A安培 B法拉第 C奥斯特 D特斯拉
2．奥斯特实验说明了( C )
A．磁场的存在 B．磁场具有方向性
C．通电导线周围存在磁场 D．磁体间有相互作用
3. 下列关于磁场的说法中正确的是 ( A )
A. 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B. 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C. 磁极与磁极之间是直接发生作用的
D. 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
4．在奥斯特电流磁效应的实验中,通电直导线应该 ( A )
A．平行南北方向,在小磁针正上方
B．平行东西方向,在小磁针正上方
C．东南方向,在小磁针正上方
D．西南方向,在小磁针正上方
5．下列说法正确的是 （ACD）
A．地球磁场的北极与地理南极不完全重合
B．将条形磁铁从中间断开,一段是N极,另一段是S极
C．改变通电螺线管中电流的方向可使其N极与S极对调
D．磁场是客观存在的一种物质
6．下列所述的情况,哪一种可以肯定钢棒没有磁性 （ B ）
A．将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的这端接近磁针的南极,两者互相排斥
B．将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引;再将钢棒的另一端接近磁针的北极,两者仍互相吸引
C．将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的南极两者仍互相吸引
D．将钢棒的一端接近磁针的北极,两者互相排斥
7．地球具有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是：（ BD ）
地球上的潮汐现象与地磁场有关
太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关
通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质
对火星观察显示，指南针不能在火星上工作
[适度拓展]
8．判断一段导线中是否有直流电流通过,手边若有几组器材,其中最为可用的是（A）
A．被磁化的缝衣针及细棉线
B．带电的小纸球及细棉线
C．小灯泡及导线
D．蹄形磁铁及细棉线
9．甲乙两根外形相同的钢条,用甲的一端触及乙的中间且相互垂直.下列说法中正确的是（D）
A．若相互吸引，则甲、乙均有磁性
B．若相互吸引.则甲有磁性，乙一定没有磁性
C．若相互不吸引，则甲、乙均没有磁性
D．若相互不吸引，则甲一定没有磁性.乙可能有磁性
[综合提高]
10．如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘。A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片、质量为m,当电磁铁A通电,铁片被吸引上升的过程中,悬挂C的轻绳上拉力的大小为 ( D )
A．F=Mg
B．MgC．F=(M+m)g,
D．F>(M+m)g
奥斯特一直相信电、磁、光、热等现象相互存在内在的联系，尤其是富兰克林曾经发现莱顿瓶放电能使钢针磁化，更坚定了他的观点。当时，有些人做过实验，寻求电和磁的联系，结果都失败了。奥斯特分析这些实验后认为：在电流方向上去找效应，看来是不可能的，那么磁效应的作用会不会是横向的？
在1820年4月，有一次晚上讲座，奥斯特演示了电流磁效应的实验。当伽伐尼电池与铂丝相连时，靠
??
奥斯特
近铂丝的小磁针摆动了。这一不显眼的现象没有引起听众的注意，而奥斯特非常兴奋，他接连三个月深入地研究，7月21日以《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域──电磁学。
奥斯特受康德哲学思想的影响，一直坚信电和磁之间一定有某种关系，电一定可以转化为磁。当务之急是怎样找到实现这种转化的条件。奥斯特仔细地审查了库仑的论断，发现库仑研究的对象全是静电和静磁，确实不可能转化。他猜测，非静电、非静磁可能是转化的条件，应该把注意力集中到电流和磁体有没有相互作用的课题上去。他决心用实验来进行探索。
1819年上半年到1820年下半年，奥斯特一面担任电、磁学讲座的主讲，一面继续研究电、磁关系。1820年4月，在一次讲演快结束的时候，奥斯特抱着试试看的心情又作了一次实验。他把一条非常细的铂导线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方，接通电源的瞬间，发现磁针跳动了一下。这一跳，使有心的奥斯特喜出望外，竟激动得在讲台上摔了一跤。但是因为偏转角度很小，而且不很规则，这一跳并没有引起听众注意。以后，奥斯特花了三个月，作了许多次实验，发现磁针在有电流的闭合电路周围都会偏转。在导线的上方和导线的下方，磁针偏转方向相反。在导体和磁针之间放置非磁性物质，比如木头、玻璃、水、松香等，不会影响磁针的偏转。1820年7月21日，奥斯特写成《论磁针的电流撞击实验》的论文，正式向学术界宣告发现了电流磁效应。
课件30张PPT。第三章 磁 场1、磁现象和磁场 慈溪中学 叶春司南指南车指南鱼指南针1磁现象实验（2）磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极 南极(S极) ; 北极(N极)2磁体的磁现象（3）磁极间的相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸。电和磁现象相似性问题1:电和磁之间有没有某种联系?电现象磁现象问题2:电和磁有无联系的研究背景?雷击后的刀叉竞具有了磁性富兰克林发现放电可使缝衣针磁化1、一些“怪”现象的发现2、实例：摩擦生热、蒸汽机做功认识的深入康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。问题3:电流对小磁针的力会是一个纵向力吗，如果是纵向力那么小磁针怎么摆放?
奥斯特实验注意事项：导线应沿南北方向水平放置实验结果:电流能使磁针偏转。磁体电流磁场电流的磁效应：电流在其周围产生磁场的现象 问题4:电流与电流之间是否有力的作用?电流电流磁场回顾： 磁体或通电导体周围存在磁场。 磁场的性质磁 场4 磁场对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。 磁场:地磁场5地磁场5地磁场5问题5:教室里的地磁场方向?
问题6:地磁场怎么形成的?
法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔因发现“巨磁电阻”效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖。 展望： “诺贝尔物理学奖”获得者海姆，使用磁性克服了重力作用，使一只青蛙悬浮在半空中。 展望： 1.阅读P81页上“地球的磁场”内容，说一说宇宙中其它天体的磁场情况和对天体磁场研究的意义？说一说 2. 通过今天的课，谈谈你的收获与体会？ 3.阅读P82页上STS内容并结合今天的学习，说说中国古代对磁现象研究的重要意义？1、磁体的磁现象：磁性；磁体；磁极.
2、电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场.
3、磁场：存在磁体或电流周围空间的一种特殊物质.
磁场的性质：对放入其中的磁体或电流会产生磁力作用.
4、地磁场：地球周围空间存在的磁场叫地磁场.
地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称为磁偏角. 小结：谢谢大家！
