初北师大版九年级全一册物理14.2磁场 教学设计

课程基本信息
课题
磁场
教科书
书名：物理九年级（全一册）
出版社：北京师范大学出版社
出版日期：2014年7月
教学目标
教学目标：
知识与技能目标
1.知道磁体周围存在磁场。
2.知道磁场方向是如何规定的，知道可以用磁感线可以形象地描述磁场。
3.了解条形磁体、U形磁体的磁感线空间分布情况。
4.知道地球周围存在磁场以及地磁场的南北极。
过程与方法目标
1.利用磁场对放入其中的磁性物体有力的作用，来研究看不见、摸不着的磁场，认识磁场的存在，体现科学的思维方法。
2.通过观察磁体周围小磁针的指向、铁屑的分布情况，感知磁场的存在，研究磁场的情况，提高分析问题和抽象思维的能力。
3.经历用小磁针和铁屑的分布情况模拟磁感线的过程，了解模拟法在物理学研究中的作用。
情感与态度价值观目标
1．通过了解我国古代磁现象研究方面取得的成就，增强民族自豪感，进一步提高学习物理的兴趣。
2．通过感知磁场的存在及模拟磁感线，养成良好的科学态度和求实精神，树立探索科学的志向。
教学重点：磁体周围存在磁场，磁感线可以描述磁体周围的磁场状况。
教学难点：认识磁场的存在，用磁感线描述磁场。
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
4min
引课
教师介绍：风铃的主要构造：铜铃、重球和重锤，重锤可以带动重球击打铜铃发出声音。
提问：如何能让风铃发出声音？
追问：吹风为什么可以使风铃发出声音呢？
继续提问：用手能让风铃发出声音吗？
实验活动：用手拨动风铃，使风铃运动而发声。
分析：手对风铃有力的作用，风铃在力的作用下运动而发声。
实验活动：手拿木棍，用木棍去拨动风铃，使风铃发声。
分析：手通过木棍对风铃施加力的作用
实验活动：玻璃罩内的风铃，磁铁可以使它运动而发声，而铜块和木块不能。
提问：为什么磁铁可以使风铃运动，而铜块、木块不能？
分析：因为磁铁对风铃的铁质重锤有力的作用，而铜块、木块没有给重锤力的作用。
追问：磁铁与重锤没有接触，为什么可以给它力的作用呢？
因为与铜块、木块不同，在磁铁的周围空间中存在一种看不见、摸不着的特殊物质，磁铁通过这种特殊的物质对风铃的铁质重锤产生力的作用。不止是这个磁铁，所有磁体的周围空间里，都会有这种特殊物质的存在。
我们把磁体周围空间的这种特殊物质叫做磁场。物理学中，如何描述磁场这种看不见摸不着的特殊物质呢？
引出课题：磁场
8min
新授
一、磁场
一、磁场
实验活动：条形磁体控制小磁针。我们知道磁体具有指向性，放在桌面上的小磁针，静止时指南北方向，当用磁体去靠近它们，小磁针是否还是南北指向？
实验现象：有一部分小磁针不指南北，发生偏转了。
分析：说明小磁针受到力的作用，这个力是谁给的呢？是条形磁体，但是条形磁体与小磁针没有接触，他们之间的力就是通过看不见摸不着的磁场产生的。磁场对放入其中的磁性物体有力的作用，这就是磁场的基本性质。正是因为磁场的这种性质，风铃的铁质重锤在磁场中才会受力而动，从而让风铃发声。
1.磁场的基本性质是：对放入其中的磁性物体有力的作用
这个条形磁体的磁场会对小磁针产生力的作用，但是它的磁场是怎样分布的呢？接下来我们一起来研究条形磁体的磁场。
2.研究磁场
研究磁场的方法
这是一个条形磁体，它的周围空间存在磁场，但是看不见，也摸不着，如何去研究磁场？自然界中有很多看不见摸不着的东西，比如风，如何研究风？如何知道今天吹的什么风，有同学已经想到了，可以看外面的树枝或者旗帜，可以选一个看得见的东西去研究。
实验活动：用纸条显示单向风演示实验
提问：吹什么风？并简单画出风向。
实验活动：用纸条显示环形风演示，同样简单画出风向。
看不见，摸不着的东西，把它画出来研究是很形象直观的。
研究风时，风对纸条有力的作用，可以通过观察纸条的情况，来研究风的情况。磁场也看不见，摸不着，但因为磁场对小磁针、铁屑有力的作用，所以可以借助看得见的小磁针、铁屑来看不见的研究磁场，这就是转换的思想，接下来我们就先选小磁针来研究条形磁体的磁场。
探究一：用小磁针探究条形磁体周围某点的磁场
这个条形磁体的周围空间存在磁场，把小磁针插在它的旁边，观察小磁针静止时的指向，然后拨动它，小磁针静止时指向不变，是不是这个小磁针比较特殊呢？换一个试试，小磁针静止时的指向还是确定的；把小磁针插在不同的位置，小磁静止时的指向改变了。
该实验现象说明磁场是具有方向性的，为了研究方便，人们规定，在磁场中，小磁针静止时N极的指向为磁场方向。
根据刚才的实验现象，我们猜测，在磁场的同一位置，磁场方向是确定的；在磁场中的不同位置，磁场方向不同。想要进一步验证，我们需要多做一些实验。
探究二：用小磁针探究条形磁体周围多点的磁场
在条形磁体旁边其它位置也放置小磁针，观察小磁针静止时N极的指向，也就是磁场方向。
实验现象：同一位置的小磁针，拨动它，小磁针静止时N指向是确定的；再换一个位置，也拨动小磁针，在这一位置，小磁针静止时N指向还是确定的；这说明在磁场中的同一位置，小磁针静止时N极指向是确定的。我们来观察条形磁体周围不同位置的小磁针，大部分小磁针静止时的N极指向不同，但是有个别小磁针静止时N极指向相同，所以我们可以说在磁场中不同位置，小磁针静止时的N极指向一般不同。
初步得出结论：在磁场中的同一位置，小磁针静止时N极指向是确定的，磁场的方向是确定的；在磁场中的不同位置，小磁针静止时N极指向一般不同，磁场方向一般不同。
科学家经过大量的实验确实得出了此结论。
我们还想要知道条形磁体周围其他点的磁场方向怎么办？引导学生得出可以铁屑来研究条形磁体周围的磁场。
探究三：用铁屑探究条形磁体周围的磁场
在刚才实验的基础上，在小磁针所处的平面放置一个玻璃板，然后在玻璃板上面均匀的撒铁屑，轻敲玻璃板，可以同时观察小磁针和铁屑在这一个平面内的分布情况。
教师展示:条形磁体周围多个小磁针以及铁屑分布的情况
此时的铁屑就是一个个小磁针，它们在磁场力的作用下，形象地显示出磁场的分布。
3min
新授
二、磁感线
把小磁针或铁屑在磁场中的排列画出来，用带剪头的曲线表示，可以形象地描述磁场，物理学家也采用同样的方法，用带剪头的曲线形象地把磁场画出来了，物理学中把这样的曲线称为磁感线。磁感线密集的地方磁场强，磁感线的方向表示磁场的方向。
刚才我们把条形磁体的磁场画出来了，除了条形磁体，我们还学习了其他磁体，可以采用同样的方法进行研究。
拓展：
用小磁针和铁屑研究U型磁体周围的磁场，然后让学生画出对应磁感线；
用小磁针和铁屑研究两个磁体异名磁极间的磁场，然后让学生画出对应磁感线；
用小磁针和铁屑研究两个磁体同名磁极间的磁场，然后让学生画出对应磁感线。
刚才看到的只是磁场在一个平面内的分布情况，磁体的周围空间都存在磁场，分布是什么样的呢？
实验观察：小磁针在条形磁体周围立体空间的分布情况
继续观察：磁体周围空间磁感线，并根据问题提示总结出磁感线特点；
问题：（1）磁感线是否在磁体周围真实存在？
（2）磁体外部的磁感线方向如何？
（3）磁感线的分布有什么特点？
总结磁感线特点：
（1）磁感线不是在磁体周围真实存在的线，人们为了方便、形象地描述磁场而假想的。
（2）磁体外部磁感线的方向从N极指向S极
（3）磁场强的地方磁感线密集，磁场弱的地方磁感线稀疏。
磁感线不但可以描述磁场的方向、分布情况，还可以描述磁场强弱。
4min
新授
三、地磁场
回顾前面的实验，小磁针在没有条形磁体影响的情况下，它们会整齐地指南北方向，其实他们就相当于一个个指南针，为什么指南针在地球的各个地方指南北？是受谁的影响呢？
是地球，地球的周围空间也存在磁场，我们称之为地磁场
科普阅读：了解地磁场的相关知识，完成下列问题：
（1）地球的磁场分布与什么磁体的磁场类似？
（2）地磁的两极与地理的两极是否完全重合？
（3）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，下面所示的四个示意图中，哪个能合理描述这块大磁铁？
拓展：中国宋代科学家沈括是历史上第一个记载磁偏现象的人。这比西方哥伦布（1451-1502）横渡大西洋时才发现这一现象早了四百多年。
实验观察：地球周围立体空间的磁场分布情况
2min
新授
四、磁场应用
信鸽和海龟走很远的距离，一般也能找回自己的家。你知道原因吗？其中一个原因就是地磁场的存在。
除此之外，磁场在生活生产中还有其他的应用。
古代的司南
磁性螺丝刀
解释现象：磁悬浮陀螺
2min
课堂练习
1.在用小磁针探究条形磁体周围的磁场时，如果把某点小磁针拿走，该点还有磁场吗？放置小磁针的目的是什么？
2.这是条形磁体周围的磁感线，没有磁感线的地方，有磁场吗？我们为什么要引出磁感线？
3.地球上放置的指南针为什么能够指南北？是正南正北方向吗？
1min
课堂小结