第1课时 磁现象

第二十章电与磁磁这一章与电学有很大的联系，学习本章的内容时要既要理清关于磁的基础概念，又要结合电学的知识来学习.通过本章的学习，引导学生认识磁场和磁感线，理解电生磁和磁生电中的能量转换，理解电磁继电器、电动机和发电机的原理.本章共分5节:1.第1节“磁现象磁场”，通过实例让学生知道磁性、磁体、磁感线、磁极的表示方法以及磁极间的相互作用规律；常识性了解地磁南极在地理北极附近，地理的两极和地磁场的两极并不重合.2.第2节“电生磁”，通过实验引导学生认识电流的磁效应，初步了解电和磁之间有某种联系；通过实验演示探究通电螺线管周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形磁体相似.3.第3节“电磁铁电磁继电器”通过实验让学生了解电磁铁、电磁继电器的特性和工作原理以及影响电磁铁磁性强弱的因素；通过生活实例了解电磁铁、电磁继电器在生活中的广泛应用，初步认识电磁学知识的实际应用.4.第4节“电动机”，首先通过实验让学生理解磁场对通电导体的作用，以及受力方向与电流方向和磁场方向的关系；结合电动机的基本构造和工作原理，初步认识科学与技术、社会之间的关系.5.第5节“跨学科实践：制作简易直流电动机”，让学生利用前面学过的直流电动机的工作原理，制作一台简易的直流电动机.6.第6节“磁生电”，通过观察和分析实验现象，运用逆向思维的方法，学习电磁感应现象，让学生理解磁生电过程中能量的转化，通过探究产生感应电流的条件，使学生能对导体有无感应电流产生作出判断，继而能够更深入地探究感应电流方向跟什么因素有关；结合发电机的构造、工作过程，引导学生理解发电机发电过程中各种能量的转化.【教学目标】1.①知道磁体周围存在着磁场；②知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的；③知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极；④认识电流的磁效应，知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形磁铁磁场相似；⑤理解电磁铁的特性和工作原理；了解电磁继电器和扬声器的结构和工作原理；⑥了解磁场对通电导体的作用；知道电动机的基本构造；⑦知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件；知道发电机的原理以及发电过程中各种能量的转化.2.观察磁极间相互作用规律的实验，探究磁极间相互作用的规律；通过亲历“磁场”概念的建立过程，进一步明确“类比法”、“转换法”、“理想模型法”等科学思维方法；通过观察直导线电流磁场和通电螺线管的磁场实验，进一步发展学生的空间想象力；通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理，经历磁生电现象，感知逆向思维.3.通过探究活动体验成功的喜悦，引导学生在头脑中使理论知识和生产实际建立联系，提高学习物理知识的兴趣；在与小组成员一起探索过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯；关注日常生活，乐于将所学的物理知识应用到自然现象和日常生活中去，乐于探索自然的奥妙，帮助学生树立探索科学的志向.【教学重点】知道磁极间的相互作用；磁场的概念；奥斯特的实验；通电螺线管的磁场；安培定则；探究影响电磁铁磁性的因素；电磁铁的优越性与应用实例；了解电磁继电器的结构和工作原理；磁场对电流的作用；电动机的工作原理，换向器的作用；直流电动机的能量转化；电磁感应现象，感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关；通过实验知道发电机的工作原理.【教学难点】了解磁化现象；磁场和磁感线；通电螺线管的磁场及其应用；引导学生对影响电磁铁磁性的因素做出科学猜想和探究；电磁继电器的工作原理；电磁继电器控制电路的通断的原理；理解通电线圈在磁场里为什么会转动；电动机能够持续转动的原因；产生感应电流的条件；应用原理分析发电机的工作过程.【课时建议】本章共6节，建议10课时磁现象磁场…………2课时第1课时磁现象…………1课时第2课时磁场…………1课时电生磁……1.5课时电磁铁电磁继电器……1.5课时电动机……1.5课时跨学科实践：制作简易直流电动机…………1课时磁生电………………1.5课时本章复习和总结………………1课时第1节磁现象磁场第1课时磁现象【教学目标】1.知道磁性和磁体.2.知道磁极、磁极的指向性和磁极的表示方法.3.理解磁极间的相互作用规律.4.了解磁化现象及其应用.5.感知物质的磁性和磁化现象.通过观察实验现象认识磁极，理解磁极间的相互作用规律.6.观察磁极间相互作用规律的实验，探究出磁极间相互作用规律.【教学重点】知道磁极间的相互作用.【教学难点】了解磁化现象.【教具准备】教师演示准备:条形磁铁、蹄形磁铁、大头针、铁钉.学生活动准备:条形磁铁、蹄形磁铁、大头针、小磁针、铁片、钴片、镍片.【教学课时】1 课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】师公元843年，在没有航标、没有明确航道的大海上，一艘帆船正在日夜不停地航行.一些聪明的中国人利用手中的罗盘指示方向，开辟了从浙江温州到达日本值嘉岛的航线.是什么神秘的力量驱动着罗盘，让它指示方向?从这一章起我们要学习一个与电联系非常紧密的现象，那就是“磁”现象，我们把这一章叫电与磁.【进行新课】知识点1磁性磁极教师用多媒体展示罗盘的相关资料.师同学们知道罗盘是利用什么原理工作的吗？生磁场.教师用多媒体展示各种各样的磁体.师在小学自然课中，我们了解了简单的磁现象，同学们想想，有哪些磁现象？生1：磁铁能吸引铁.生2:指南针可以指南北，帮助人们辨别方向.生3：小磁针指示南北.生4:两磁铁可以相吸，其中一个换另一头就相斥.师同学们回答得很好，这说明大家对磁现象有了简单的了解.磁现象与生产、生活密切相关，具有较高的科学价值，你们很想对它有更多的了解是吧？那么你们都想了解什么呢？生1:磁铁只能吸引铁吗？磁铁具有哪些性质？生2:指南针为什么可以指南北？生3:什么叫磁性？磁铁各部分的磁性一样吗？生4:什么叫磁体？磁体哪部分磁性最强？生5:何为磁极？磁极间有什么作用？师：大家提出这么多问题，说明都很注意观察和思考，我很高兴.这些问题可能有的同学通过看书已经知道答案，有些就要通过实验和讨论来得到答案，下面就用我们准备的仪器设计实验，亲手试一试.(学生们相互讨论，动手做实验，教师巡回指导）师每组通过实验得出结论后，把结论告诉大家，让我们一起享受成功的快乐.第一组：生:我们把铁、钴、镍片，橡皮，塑料尺等器材放在桌上摆好，用条形磁铁和蹄形磁铁分别接近它们，观察到磁铁能吸引铁片，能微弱地吸引钴片和镍片，不吸引橡皮和塑料尺.板书:磁体:具有磁性的物质叫磁体.磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫磁性.知识点2磁极间的相互作用第二组：生:我们组是把大头针平铺在一张白纸上，分别将条形磁体和蹄形磁体平放在大头针上，然后用手轻轻将磁体提起，并轻轻抖动，观察到磁铁两端能吸引较多的大头针，而中部没有吸引大头针.生:这个实验表明，磁体各部分的磁性强弱不同，磁体两端的磁性最强.板书:磁极:磁体吸引能力最强的两个部位叫磁极.第三组：生1:我们是把条形磁体用线悬挂在铁架台上，或把小磁针支起，让它在水平方向上自由转动，观察它的静止方位.生2:得出的结论都是一端指南，一端指北.板书：能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极，又叫S极，指北的那个磁极叫北极，又叫N极.第四组：生1:我们组是把两块条形磁体用线吊起来，用其中一块条形磁体的N极靠近另一块条形磁体的S极，观察现象.再用这块条形磁体的N极靠近另一块条形磁体的N极，观察现象.生2:从这个实验中，我们得出结论：异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥.板书:磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.知识点3磁化师生活中有哪些磁化现象？生1机械手表磁化后，走时不准.生2钢针磁化后，可以用来制作指南针.教师一边做演示实验，一边对学生提问：用普通的铁钉靠近大头针，能否吸起大头针？用磁体向同一方向摩擦铁钉，靠近大头针，看到什么现象？（3）这种令铁钉产生磁性的现象叫做什么？板书：磁化：有些物体在磁体或电流的作用下获得磁性的现象.教师引导学生根据现象得出结论后，分组做磁化实验，掌握用磁体磁化钢针的技巧.介绍其他磁化的方法和生活中应用到磁化的例子:如磁带，1C卡等.简单介绍磁化的利与弊，让学生根据自己的认识继续补充说明磁化的利与弊.【教师结束语】这节课我们学习了一些简单的磁现象，明确了一些关于磁现象的基本概念，知道了磁体、磁极、磁化.磁体按不同的情况可以分为若干类，磁极只有两个，是根据其指向性命名的，磁化的现象也很多，生活中已把它作为一个记录信息的载体来看待和使用了.课后作业完成本课时作业.新课标注重从自然与生活现象中引入，通过探究寻找规律，然后介绍知识在生产、生活中的应用.由于磁现象在学生平时的学习、生活中都有了一定的基础，所以认识起来不会存在什么大的困难.但他们对磁现象的认识还很肤浅，有的还不统一，为此，本节课我采用了教师演示与学生动手操作进行教学.同时又采用了“读一读、想一想、做一做”的多样化教学方式.对于生活中一些记录磁信息的东西，学生比较新奇，他们见得也不多、不全，上课时拿一些磁卡之类的东西展示，学生的兴趣能得到很好地提高，这是个省力又能取得不错效果的方法.由于学生的自主探究能力不太强，有些探究活动要在教师指导下进行，进而引导学生自主建构磁现象有关概念，突破教学难点.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;