科学浙教版（2024）第3章 电磁及其应用第1节 磁体的磁场第2课时教案

这是一份科学浙教版（2024）第3章 电磁及其应用第1节 磁体的磁场第2课时教案，共3页。教案主要包含了核心概念，内容要求，教学目标，教学思路，教学过程，探索活动，科学小故事，科学方法等内容，欢迎下载使用。
【核心概念】物质的运动与相互作用
【内容要求】
1.学习内容：电磁相互作用
2.内容要求：知道磁体周围存在磁场并说出证据。
【教学目标】
1.通过探索活动感知磁场的存在，认识磁场的性质和方向。
2.认识并不客观存在的磁感线是为了形象地描述磁体周围的磁场分布。会运用磁感线建立条形磁体和蹄形磁体磁场的理想化模型。
3.通过探索活动认识地球周围有地磁场，了解地磁两极与地理两极的位置关系。
4.运用磁场的性质和磁感线初步解决生活生产中的一些实际问题。
【教学思路】
在复习磁体的相互作用规律的基础上，运用转化法认识磁场的客观存在，理解磁场的性质。认识科学研究上所规定的磁场方向，通过探索细铁屑在条形磁体和蹄形磁体周围的分布情况，运用磁感线建立它们的磁场的理想化模型。通过模型深化理解磁场的性质。通过小磁针静止时指向的探索活动，认识地磁场的存在。运用磁体的相互作用规律，了解地磁两极与地理两极的位置关系。最后结合实际生活达到学以致用的目的。
【教学过程】
【引入】小实验：磁体间相互作用的活动，问题：为什么不相接触的两个磁体间会发生力的作用？
【视频】磁体间相互作用
一、磁场
1.磁场的性质
【探索活动】如图所示，
实验现象：条形磁铁靠近小磁针，小磁针会产生运动。
现象分析：磁体周围存在着一种我们看不见的物质，它们之间发生了作用。（类比：在地面附近，将物体向空中抛出后会落回地面，这是由于存在重力场。）
归纳总结：在磁体周围存在着一种看不见的物质，在科学上称之为磁场。条形磁铁和小磁针通过磁场发生相互作用。磁场的性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。
2.磁场的方向
现象再观察：当小磁针静止下来后，有一个固定的指向。通常这个指向与移开条形磁体后静止时的指向不同。
科学定义：小磁针静止时北极所指的方向就是其所处位置的磁场方向。
探索活动继续：改变小磁针的位置，小磁针的北极的指向不同。
结论：在磁体周围的不同位置，磁场的方向是不同的。
应用：要判断是否有磁场或磁场方向，可以在物体周围放上小磁针进行判断。
3.磁场的分布
【视频】可视化磁场
【探索活动】在一块玻璃板上均匀地撒上铁屑，中间分别放上一块条形磁铁和蹄形磁铁，轻敲玻璃板，观察磁体周围铁屑的分布。
现象：磁体周围细铁屑的分布可以形象地显示出各点的磁场分布。
【科学小故事】法拉第与磁感线
在法拉第之前，人们只知道：磁铁能吸铁、两块磁铁会隔空相吸或相斥，但没人明白隔空的力是怎么传递的，大家都觉得是 “超距作用”。法拉第不认同这种神秘说法。他反复做实验，把铁粉撒在磁铁周围，铁粉自动排列成一条条弯曲、连贯的曲线，从磁铁N 极出发，回到S 极。看着整齐的铁粉纹路，法拉第灵光一闪：磁铁周围不是空的，存在一种看不见、摸不着的特殊物质 —— 磁场。他把这些代表磁场方向和分布的曲线，命名为磁感线。
▲磁感线核心特点（法拉第提出）：
1.磁感线闭合不相交；
2.磁体外部：由N 极→S 极；
3.磁体内部：由S 极→N 极；
4.磁感线越密，磁场越强。
法拉第用磁感线直观描绘了看不见的磁场，第一次让“磁场”变成可以被理解、被画出来的物理概念。细铁屑被磁化成小磁针有规律排列，在实验基础上建立磁感线模型，模型是假想的；磁感线并不真实存在而磁场是真实存在的。
▲条形磁体与蹄形磁体的磁感线模型如下图：
【科学方法】理想化方法
理想化是指抓住研究对象、条件或过程的主要特征，进行高度抽象的极限思维方法。理想化是一种模型构建方法，它可以是对象理想化、条件理想化或过程理想化。例如，光线、磁感线等是对象理想化后形成的模型，光滑、轻杆、细绳等是条件理想化后形成的模型，匀速直线运动、均匀变化等是过程理想化后形成的模型。理想化是简化问题、解决问题的模型方法。
【思考与讨论】两个磁体之间的吸引或排斥作用力是如何产生的？
如有A、B 两个磁体， A 磁体在其周围会产生磁场，当B 磁体处于A 磁体的磁场中，就会受到A磁体的磁场的作用力；同样，B 磁体产生的磁场也会对A 磁体产生作用力。
本质：磁场对放入其中的磁体施加力的作用，这就是磁体相互作用力的来源。
二、地磁场
【问题】未受周围磁场影响时，能够自由转动的小磁针静止时为什么总是有一极指向北方？
科学推理：
地球是一个磁体
这个磁场可能来自地球自身
小磁针总是有一极指向北方
地球表面一定有指向北方的磁场
1.概念：地球是一个大磁体。地球产生的磁场叫地磁场。
2.分布：地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，地球周围的磁感线总是从地理南极附近指向地理北极附近。如下图所示：
3.产生原因：
关于地磁场的起源问题科学家们现在还有不同观点。科学家提出了一些不同的假设，如有的科学家认为是地核中熔化了的金属（铁和镍）的环流使地球产生了磁性，但现在尚无法验证。
4.对生物的影响：
许多动物自身有识别地磁场的能力，磁场对生物的生命活动有一定的影响。
5.宇宙中的磁场
宇宙中的许多天体具有磁场，且它们的磁场也在变化之中。例如，太阳磁场的极性会每隔11 年变化一次，太阳表面的黑子、耀斑和太阳风（高速运动的带电粒子流）等活动都与太阳的磁场有关。太阳风遇到地磁场后发生偏转，并与高空的稀薄气体分子碰撞会发出光，形成绚丽的极光。
【思考与讨论】根据图3.1 -13 中指南针的指向，画一个示意图，解释地理北极就在地磁南极附近的原因。
【课堂总结】
1.磁场的性质是什么？如何确定磁场的方向。
2.画出条形磁体和蹄形磁体磁场的磁感线模型。
3.说说地磁两极与地理两极的位置关系。
【随堂例题】
例1 使用磁吸式双面玻璃清洁器时，玻璃内外两块清洁器总是合在一起。下列磁感线模型能正确表示这一工作原理的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B。
【解析】由题意可知，内外两块清洁器相对的两个面相互吸引，是异名磁极，即一个N极，一个S极，在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，故B符合题意，ACD不符合题意。
例2．a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．P点没有磁场
B．磁感线是真实存在的
C．磁体周围的磁场方向都相同
D．Q点的小磁针静止后N极指向右边
【答案】D
【解析】
A、磁体的周围存在磁场，P点有磁场，故A错误；
B、为了形象地描述磁场的性质，物理学中引入了磁感线，但磁感线不是真实存在的，故B错误；
C、磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，则图中水平磁感线上各点的磁场方向都相同（即水平向右），而磁感线为曲线时，各点的磁场方向不同，故C错误；
D、由图可知，Q点的磁场方向水平向右，Q点放置小磁针静止后，由于小磁针N极的指向与磁场方向相同，所以N极指向右边，故D正确。
例3 今年是世界物理年，也是爱因斯坦发表相对论100周年，爱因斯坦不仅对物理学的发展做出了巨大贡献，还给我们留下了许多宝贵的科学精神和思想财富。爱因斯坦曾经说过：“磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在”。这句话形象地说明了（ ）
A．磁场是为了研究物理问题而假想的
B．椅子一定是磁场
C．磁场是真实存在的一种物质
D．磁场和椅子一样是看得见、摸得着的
【答案】C
【解析】
A、磁场看不见摸不着，但磁场是一种真实存在的物质，磁感线是为研究磁场而假想的，是建立理想模型法，磁感线是假的不存在。
B、爱因斯坦是拿磁场与椅子类比，并不是说椅子是磁场。
C、这句话是对的。
D、有的物质可以看得见摸得着，有的物质看不见摸不着。
【板书设计】
第1节 磁体的磁场（第2课时）
——磁场、磁感线与地磁场
应用
条形与蹄形磁体分布
地磁场
特点
磁场
磁感线
分布
性质
方向
【布置作业】
1.完成作业本上相应内容