资源简介

(共21张PPT)
跨学科实践：指南针（第一课时）
第4节
第7章 磁与电
（教科版）九年级
上
大单元教学
大单元知识框架
学习目标
1.物理观念：理解磁性、磁化概念，明确指南针依托地磁场工作的原理。
2.科学思维：通过分析指南针进化史的史料，培养基于证据的推理能力，理解技术发展的阶段性逻辑。
3.科学探究：能模仿古代方法设计并制作简易指南针，体验人工磁化的实践过程。
4.科学态度与责任：认识指南针对航海及世界文明的影响，增强文化自信与科学史研究意识。
激趣导入
演示：展示指南针，请大家仔细观察，指南针静止后，N极真的完全对准教室的正北方向吗？
任务一：磁偏角的测量
沈括在世界上最早通过实验证明了磁针“能指南，然常微偏东，不全南也”，即地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合，存在磁偏角。
想一想：指南针在世界各地都能够指南北又是谁的磁场在施加作用呢？
1.地球周围存在的磁场叫作地磁场。
2.研究表明地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似
新知探究
地磁场特点
地磁N极在地理的南极附近；地磁S极在地理的北极附近
地理两极与地磁两极相反，且并不完全重合。
新知探究
新知探究
观看视频：地磁场地理地磁南北极磁偏角指南针指示方向
北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中首次记录磁偏角现象，指出地磁南极与地理北极存在偏差，这一发现比哥伦布早400余年。
沈括的卓越发现
磁偏角因地而异，如中国东部约为西偏5°，这一特性要求我们经常校准导航设备，以确保准确的方向指引和定位。
磁偏角的地理应用
磁偏角的发现与意义
新知探究
观看视频：磁偏角
新知探究
磁偏角是指地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角，可以用磁偏测量仪测出来。
新知探究
利用小磁针静止时N极所指的方向（地磁南极）与地理北极的夹角，可粗略测量当地磁偏角。
测量思路如下：
1.利用自制的指南针可以测定磁极方位；
2.查阅相关资料，借助影子、北极星等可以测定地理北极方位：
3.利用量角器测量地磁南极与地理北极的夹角。
新知探究
磁偏角的简易测量方法
定位磁北极
我们使用自制指南针，在静谧的环境中静待其稳定下来，观察并确定磁针静止时指向的方位，从而精准定位磁北极。
确定地理北极
量角器测量
我们可以利用太阳影子法，通过观测太阳高度和影子长度来计算地理北极的方向；或者查阅当地的地理坐标数据。
将指南针与地理北极方向线对齐，确保两者完全重合。随后，使用量角器测量指南针与地理北极方向线之间的夹角。
新知探究
专业仪器
如TY3300磁偏角测量仪，集成亥姆霍兹线圈与三轴磁矩分析技术，专为科研设计，实现高精度磁偏角测量。
技术原理
基于亥姆霍兹线圈产生均匀磁场，结合三轴磁矩传感器数据，通过先进算法计算磁偏角，确保测量结果的准确性。
进阶测量技术
新知探究
发展空间
物理在线：中国古代确定方位的基本方法
土圭之法是中国古代确定方位的基本方法。在水平地面上竖直立一直杆，以杆为圆心画出一个圆，观察太阳光投射的杆影，将日出和日落时杆影顶端恰好落在圆周上时的两，点记录下来，连接两，点形成的直线为东西方向，与之相垂直的直线就是南北方向。更多关于测定方位的内容，可以查阅图书或互联网进行了解。
课堂小结
跨学科实践——指南针
（第二课时）
磁偏角
定义：地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角
发现
科学家：北宋沈括
文献：《梦溪笔谈》记载“磁针微偏东”
意义：比哥伦布早400余年，体现中国古代的探索智慧
应用：航海需校准指南针，避免因磁偏角偏离航线
土圭之法
原理：依赖太阳光的直线传播（杆影方位随太阳运动变化）
优劣：晴天适用、阴天失效；无需磁体、原理直观
测量方法
简易测量：自制指南针定磁北极→影子/北极星定地理北极→量角器测夹角
专业测量：TY3300磁偏角测量仪
练习与应用
1. 地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角叫作磁偏角,历史上最早发现它的科学家是 (　　)
奥斯特
B. 法拉第
C. 张衡
D. 沈括
D
练习与应用
2. 我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南;然常微偏东,不全南也 ”这个发现比西方早400多年 进一步研究表明,地球周围地磁场的分布示意如图所示 关于地磁场,下列说法正确的是 (　　)
A. 地磁场的S极在地理南极附近
B. 地磁场的N S极与地理南 北极完全重合
C. 北京地区的地磁场方向由北向南
D. 描述地球周围磁场的磁感线,从地理南极附近
出发经地球外部回到地理北极附近
D
练习与应用
3. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也 ”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示 地磁场的磁感线________(选填“是”或“不是”)真实存在的,地磁场的N极在地理的_______(选填“南”或“北”)极附近
不是
南
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展开更多......

收起↑