《磁现象-磁场(第二课时)》教案

《磁现象磁场（第二课时）》教案教学目标教学目标：知识目标：知道磁感线可以用来描述磁场。知道地磁场、磁偏角。能力目标：通过磁感线概念的建立，让学生经历建立模型的过程，深入体会模型法在物理中的作用。情感目标：通过沈括对磁偏角的发现的事例介绍，加强学生的爱国情感。通过磁现象的介绍，激发学生学习物理的兴趣。教学重点：用磁感线描述磁场；地磁场。教学难点：用磁感线描述磁场。教学过程时间教学环节主要师生活动1分钟16分钟6分钟1分钟0.5分钟引入用磁感线描述磁场地磁场课堂小结布置作业【问】磁场的基本性质是什么？【答】磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用。【问】磁场有方向吗？磁场的方向是如何规定的？【答】磁场有方向；在磁场中某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向为该点的磁场方向。【问】如果想知道磁体周围磁场的分布，要怎样做？【答】通过之前的学习，我们知道，磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用。磁场虽然看不见，但可以通过放置在磁场的小磁针开始对磁场的研究。【ppt】在磁场中放入几枚小磁针，能看到磁场分布了吗？由于小磁针的数量不多，这样只能粗略看出磁场分布的大致情况。【ppt】在磁体外部放置越多、越小的磁针，就能越清楚的看出磁场的分布情况。【问】在磁体周围放上成千上万个小磁针岂不更好？问题来了，空间有限，这么多数量的小磁针放不下怎么办呢？用什么替代小磁针，可以更清晰反映磁场分布情况呢？【ppt】上节课中，我们借助铁屑对磁体的磁性强弱进行了研究，知道，铁屑可以被磁化。被磁化后的铁屑，每一粒都相当于一个极小的小磁针。我们可以用铁屑代替小磁针，把磁体周围的磁场分布情况形象地显示出来。接下来，我们就利用铁屑来研究条形磁体周围的磁场分布情况。【播放视频】研究条形磁体周围的磁场分布在条形磁体上面放置一块有机玻璃板，在玻璃板上均匀的洒上一些铁屑，观察实验现象。【ppt】铁屑被条形磁体磁化后，在磁场的作用下，首尾相连，按照一定的规律，有序地排列起来。【ppt】让我们一起观察条形磁体周围的磁场分布。条形磁体周围的上下位置，铁屑排列的形状好像一条条弯曲的曲线。在两个磁极附近，铁屑排列的形状好像一条条放射状的曲线。可以用画图的方式把铁屑排布情况画出来。【ppt】铁屑可以形象的描述磁场的分布，但是不能指示方向。取某一条形状类似弯曲曲线的铁屑集合，找几个位置把小磁针重新摆上去，这几个小磁针用来反映这些位置的磁场方向。小磁针红色的一端为N极。小磁针N极所指示的方向，为该点的磁场方向。用箭头标出各点的磁场方向，这些小箭头连起来看，趋势是从N极出发指向S极。可以用一个大箭头取代这些小箭头。这样，由铁屑排列成的线就有了方向。可以标在图上。【ppt】再观察条形磁体磁极附近呈放射状排列的铁屑，在某一条线上也找几个位置，把小磁针摆上去，用箭头标出小磁针所在位置的磁场方向，这些小箭头连起来看，趋势是从N极向外指。用一个箭头取代这些小箭头，可以为曲线画上方向，标在图中。【ppt】在条形磁体周围的不同位置，放置多个小磁针，用箭头标出这些位置小磁针的N极指向，即为该点的磁场方向，将小磁针移去，就为它们所在的曲线线标上了方向，用同样的方法，可以将所有曲线都标上方向。【ppt】把铁屑去掉，保留刚才画出的带有方向的曲线，用这些曲线可以形象的描述磁场的分布。【ppt】把铁屑、小磁针在磁场中排列情况，用一根根带箭头的曲线画出来，形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。【ppt】磁感线能够把磁体周围的磁场分布形象地表示出来。为我们描述、研究磁场提供了极大的便利。需要说明的是，磁感线是我们根据磁场中铁屑和小磁针排列画出来的。如同以前学过的光线、力的示意图和等效电路图等一样，都是为了方便研究问题而建立的物理模型。实际上，在磁体周围并不存在磁感线。【ppt】我们已经了解了条形磁体周围的磁场分布，画出了磁感线。那么，蹄形磁体、同名磁极和异名磁极周围的磁场分布情况又是怎样的呢？接下来我们就依次进行研究。首先，研究蹄形磁体周围的磁场分布情况。【播放视频】研究蹄形磁体周围的磁场分布。在玻璃板上撒上铁屑，轻敲玻璃板，也可以看到磁场分布情况。【播放视频】把几个小磁针放在磁场中的不同位置，观察比较它们的N极指向。我们画出蹄形磁体周围的磁感线,如图所示。【播放视频】实验：同名磁极周围的磁场分布。【播放视频】把小磁针放入磁场中，观察小磁针N极指向。【ppt】我们发现，四个小磁针的N极分别指向两个条形磁体的S极。我们画出磁感线。【播放视频】两个异名磁极周围的磁场分布。【播放视频】把小磁针放入磁场中，观察小磁针N极指向。【ppt】我们发现，两个异名磁极周围的磁感线都是从N极出发，终止在S极，我们画出磁感线，如果所示。【ppt】前面的实验，我们都是在桌面上完成的，所以我们看到的是磁场在一个平面上的分布情况。其实磁体的磁场分布在周围的立体空间中，这两张照片就形象地显示了条形磁体和蹄形磁体磁场的空间分布情况。【ppt】刚才我们进行了四个实验，磁感线描述的磁场分布分别是这四幅图，让我们一起总结磁感线的特点：首先观察在磁体外部磁感线的方向，有什么特点？1）磁感线都是由磁体的N极出发，回到S极；2）磁感线上任意一点切线方向，是放置在该点的小磁针的N极指向，也就是该点的磁场方向。所以，磁感线上某一点的切线方向，表示的是该点的磁场方向。（3）磁极附近磁场比较强，磁感线分布比较密集，原理磁极处磁场比较弱，磁感线分布比较稀疏，这说明什么？磁场越强的区域，磁感线越密集，磁场越弱的区域，磁感线越稀疏。磁场的强弱可以用磁感线的疏密表示。4）再观察，磁感线有交叉吗？在图上看，磁感线没有交叉，你知道为什么吗？我们知道，磁场中任意一点的磁场方向都是确定的，同一点不可能同时有两个方向。磁感线互相不交叉。【ppt】你能应用磁感线解决问题吗？试一试。1.磁铁的磁感线分布如图所示,请画出磁感线的方向，P点的磁场方向。我们知道，磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发回到S极的，由此可判断磁感线的方向，图中P点的磁场方向就是磁感线上这点的切线方向。在图中标出。2.图中的两个磁极是同名磁极还是异名磁极？磁感线都指向磁极，可以判断两个磁极是同名磁极，都为S极。如果磁感线方向如图所示，它们是什么磁极？3．关于磁感线的说法正确的是（）A．磁感线是由小铁屑形成的。

B．磁场中有许多曲线，这些曲线叫磁感线

。

C．小磁针在磁感线上才受力，在两条磁感线之间不受力。D．磁感线是人们为了形象地描述磁场的分布而假想出来的，实际并不存在。【ppt】磁感线是为了形象描述磁场，人为画出的曲线，不是真实存在的。AB不正确，D正确。把磁体放在磁场中任意一点，磁体都受到磁场对它力的作用。C不正确。本题答案为C。【ppt】通过之前的学习，我们知道，磁体都具有指向性，在水平面上可以自由转动的磁体静止时，总是一端指南，一端指北。这是为什么呢？【ppt】原来，地球本身就是一个磁体。地球周围存在的磁场叫做地磁场。【ppt】在地球表面和空中的不同位置测量地磁场的方向，可以画出地磁场的磁感线，如图所示，可以看出，地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。【ppt】将小磁针放在地磁场的某一点，回想磁体的命名方式，静止时指北方的是（N极），指向南方的是（S极）。小磁针的N极指向为该点的磁场方向，磁感线从磁体的N极指向S极，可以判断出，小磁针的N极指向的是地磁场的南极，小磁针的S极指向的是地磁场的北极。【ppt】小磁针的北极指向北方，正是因为受到了地球这个磁体南极的吸引，而小磁针的南极指向南方，就是因为受到了地球这个磁体北极的吸引。【问】磁针的指向是正指南北吗？【ppt】事实上不是的。【ppt】地理两极与地磁两极相反，且并不完全重合。这一现象最早由宋代学者沈括记述。在他的科学著作《梦溪笔谈》中这样写道“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。这句话告诉我们，指南针能指南方，但是会稍微的偏向东边一点，这就是我们后来所说的磁偏角。沈括的这一发现比西方早了四百多年。【ppt】与地磁场有关的现象也有很多。比如极光--播放视频。我们在极地附近所能看到的极光是因为:来自地球磁层或太阳的高能带电粒子进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，与原子和分子碰撞而激发的绚丽多彩的发光现象。【ppt】今天，我们一起经历了磁现象和磁场的学习，一起总结本节内容。1.用磁感线描述磁体周围的磁场。2.磁感线的特点：(1)磁感线都是由磁体的N极出发，回到S极。（2)磁感线上任意一点切线方向，表示的是该点的磁场方向。（3)磁场的强弱可以用磁感线的疏密表示。（4)磁感线互相不交叉。3.地磁场、磁偏角。【ppt】基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习。2.拓展性作业：（1)阅读课本112页科学世界《动物罗盘》。(2)尝试自制一个指南针。知能演练提升能力提升1.为了判断一根铁棒是否具有磁性,小明进行如下四个实验,根据实验现象不能确定该铁棒具有磁性的是()2.右图是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁体和金属块两部分组成。该金属块能被磁体所吸引,是因为其材质可能含有()A.银B.铁C.铝D.锌3.小天利用手中的条形磁体做了实验,其中结论正确的是()A.条形磁体能够吸引小铁钉B.同名磁极相互吸引C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就不可能有互相作用了4.(多选)关于磁感线,下列说法正确的是()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5.如图甲所示,当弹簧测力计吊着一小磁体,沿水平方向从水平放置的条形磁体的A端移到B端的过程中,能表示测力计示数与水平位置关系的是图乙中的()甲乙6.如图所示,甲、乙两小磁针在一根磁体附近,下列判断正确的是()A.甲小磁针左端是S极,乙小磁针左端是N极B.甲小磁针左端是N极,乙小磁针左端也是N极C.甲小磁针左端是S极,乙小磁针左端也是S极D.甲小磁针左端是N极,乙小磁针左端是S极7.磁浮列车的速度可达500km/h,且噪声低、动力消耗少、稳定性高。磁浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体,并使它们的磁极相互(选填“排斥”或“吸引”),从而使列车从铁轨上“浮”起来,达到(选填“减小”或“增大”)阻力的目的。

8.电冰箱门上装有磁性密封条,是利用了的原理,磁卡则利用了它们能够被的原理。

9.根据图中小磁针N极指向,标出磁体的N极和S极,并画出磁感线的方向。探究创新★10.某兴趣小组在研究扬声器结构时,发现扬声器中有一个环形磁体,他们不知道环形磁体的磁极分布情况,于是几位同学提出了以下三种猜想:猜想1:磁极呈横向分布(例如图甲,左侧为N极,右侧为S极)。猜想2:磁极呈轴向分布(例如图乙,上面为N极,下面为S极)。猜想3:磁极呈上中下分布(例如图丙,上下面为N极,中部为S极)。(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定猜想3是错误的,你认为他们判断的依据是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)为了验证其他猜想,他们用细线将环形磁体水平悬挂起来(如图丁所示),结果观察到磁体在任意位置都能保持静止。这说明猜想是错误的。

(3)请设计一个简单实验,验证剩下的一个猜想是否正确,简述你的实验方案。主要器材:;简要做法:________________________________________________________________________________________________________________________________________________;

如何判断:________________________________________________________________。

★11.小明在观察磁体周围小磁针指向时想到:如果用铁盒将磁体包围起来,小磁针的指向会变化吗?如果用纸盒将磁体包围起来呢?小明同学作出以下猜想:猜想A:用铁盒或用纸盒包围磁体,磁体周围的小磁针的指向没有什么变化;猜想B:用铁盒包围磁体时,磁体周围的小磁针的指向与没有用铁盒包围时不一样;猜想C:用纸盒包围磁体时,磁体周围的小磁针的指向与没有用纸盒包围时不一样。为了检验上述猜想是否正确,小明设计了以下实验方案:①将小磁针置于条形磁体周围的不同位置,观察小磁针的指向。②将磁体放入铁盒内,小磁针置于铁盒外的不同位置,观察小磁针的指向。③将磁体放入纸盒内,小磁针置于纸盒外的不同位置,观察小磁针的指向。小明通过实验收集到如下证据:磁体周围小磁针的指向如图所示,而用铁盒包围磁体时,铁盒外不同位置小磁针的指向均是指南北,用纸盒包围磁体时,纸盒外不同位置的小磁针的指向与没有用纸盒包围磁体时一样。根据小明的猜想和实验,完成下面填空:(1)用铁盒包围磁体时,盒外小磁针指南北,说明________________________________。

(2)用纸盒包围磁体时,盒外小磁针指向与没有用纸盒包围磁体时一样,说明_________________________________________________________。

(3)得出结论:____________________________________。

(4)为使精密仪器不受外界磁场的影响,采取的措施是_______________________________________________________________________。

知能演练·提升1.B选项A中,将悬挂的铁棒多次转动,静止时总是南北指向,是磁体在地球周围由于受到地磁场的作用,才表现出来的现象,即磁体具有指向性的表现,故选项A不符合题意;选项B中,将铁棒一端靠近小磁针,因为小磁针具有磁性,磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,无论铁棒是否具有磁性,两者都会产生此现象,所以不能确定该铁棒具有磁性,故选项B符合题意;选项C中,铁棒能够吸引大头针,说明铁棒具有磁体才具有的性质,所以铁棒有磁性,故选项C不符合题意;选项D中,图中所示现象说明挂在弹簧测力计下的铁块在铁棒的不同位置受力不同,这恰恰反映出铁棒有磁性且铁棒两端磁性最强、中间磁性最弱的特性,故D不符合题意。2.B磁性材料是容易被磁化的物质,如铁、钴、镍。生活中含有这些磁性材料的物体,都容易被磁体吸引。3.A条形磁体周围存在磁场,能够吸引小铁钉,故A正确;由磁极间的相互作用规律可知,同名磁极相互排斥,故B错误;将条形磁体用线悬挂起来,让磁体自由转动,静止时指向地理南极的磁极叫南(或S)极,指向地理北极的是磁体的北极(N极),地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,故C错误;玻璃不能隔离磁场,条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有相互作用,故D错误。4.AB静止的磁针在磁场中的N极指向为磁场方向,磁针的指向沿切线方向,所以磁感线上任何一点的切线方向,就是该点的磁场方向,故选项A正确;磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来,回到S极,故选项B正确;磁感线是为了描述磁场的性质而引入的,实际上是不存在的,故选项C、D错误。5.D本题根据磁极间的相互作用规律来分析判断。当上面小磁体位于大磁体左端时,两磁体接近端同为N极,相互排斥,由于小磁体受到一个竖直向上的排斥力,所以弹簧测力计的示数应小于小磁体的重力,这时弹簧测力计的示数最小;当弹簧测力计向大磁体中间位置移动时,由于条形磁体