资源简介

5.1 磁场及其描述
一．学情分析：磁现象和磁场的相关知识，学生在初中已经有所接触，在日常生活中学生对磁场也有一定的了解。很多磁现象还是比较抽象的，大部分学生知道电与磁之间是有联系的，但是还不能用一种普遍联系的观点来看待电与磁的关系。本节通过类比电场和奥斯特实验探究，有助于学生利用所学知识解决实际问题的能力。有助于学生通过多媒体手段，查找和了解有关磁场的相关知识，在满足获取新知需求的同时，培养学生的高阶思维能力。
二．教学要点
内容 具体目标 核心素养 对应环节
教学 目标 1.学生能够通过观察实验，认识磁场的存在。知道磁场的基本特性。通过磁感应强度和磁感线定量定性的描述磁场。 物理观念 科学探究 观察磁感线空间分布模型
2.学生探究电流的磁效应及发现过程，体会科学发现的重要意义，关注与磁相关的现代技术发展。 科学探究 科学思维 探究奥斯特实验及萨伐尔定律
3.学生通过调查、查阅资料等活动，整理磁现象在生产生活中的应用实例，体验科学知识在生活和科技中的应用，体会科学、技术、社会、环境的关系。 科学态度与责任 回顾与表述磁现象
4.学生通过了解我国古代对磁学的研究成果，及其为人类文明做出的重大贡献，增强民族自豪感，弘扬爱国情怀。 科学态度与责任 磁偏角与指南针
教学重点 电流的磁效应和磁场概念的形成 物质观念与相互作用观 观察与实验探究电流磁场
教学难点 奥斯特实验的影响因素 科学探究 实验探究
教学方法 类比教学法、实验探究法，任务驱动法、问题教学法、评价教学法
教学用具 小磁针，磁铁，磁感线分布模型，导线框，电池组，开关，导线，萨伐尔直线电流磁感应强度演示器，手机phyphox软件，希沃白板
三．教学流程
四、教学过程
环节 情境 问题 教师活动 学生活动 设计意图 学生发展
激趣入境 播放《荒野求生》自制之指南针片段 1.视频是如何制作简易指南针的？ 2.除了地磁场，还有哪些与磁有关的实例？ 1.播放视频 2.提出与磁相关的问题 1.观看视频 2.思考老师提出的问题，积极发言。 通过观看视频，引导学生思考利用地磁场的例子。感受知识就是力量，增强学习兴趣。 利用物理学知识学以致用。并从物理视角解释一些现象。
导引体验与回顾旧知 感受桌上磁体之间的相互作用 1.磁铁之间同名磁极互相排斥靠什么相互作用？ 2.磁铁间的相互作用与电荷间的相互作用原理是否相同？ 1.引导学生感受磁性和磁场，并进行表述。 2.通过与电场对比，引出磁场概念。 1.感受磁铁实验，分析相互作用通过的方式，体会物理概念形成的过程. 2.对比电荷间的相互作用，思考磁极之间通过磁场相互作用。 通过感受磁场，培养学生归纳总结能力。 利用类比的学习方法培养学生的知识迁移能力。 通过观察与感受磁铁间的相互作用，认识物理研究是建立在观察和实验基础上的学科。能通过熟悉的电场知识迁移到磁场，解决简单的物理问题。
导引体验磁体周围的磁感线 观察条形磁铁与蹄形磁铁周围的铁粉或者小磁针分布与指向 1.条形磁铁周围的磁粉联想到什么？ 2.蹄形磁铁周围的小磁针指向有什么特征？ 1.展示条形磁铁与蹄形磁铁周围铁粉或小磁针分布情况。引导学生观察与思考。 2.引导学生分析归纳磁感线特点。 认真观察铁粉分布与小磁针指向，积极思考，利用电场线迁移到磁感线。 通过类比电场线引出磁感线，并明确磁感线的特征和几种常见磁体的磁感线。 在观察与类比中完成物理概念的构建。并能对概念延伸与利用。
导引磁感应强度概念 定量描述磁场 1.电场的强弱用电场强度定量描述，那么磁场的强弱如何定量描述？ 展示磁感线，不同位置，垂直穿过相同面积的磁感线条数不同。 类比电场，积极思考，回答问题。 类比电场，定量描述磁场。 在类比中实现知识迁移
探究体验奥斯特实验 为每个小组准备小磁针，导线框，电源，开关等实验器材 电与磁之间是否存在联系？奥斯特如何发现电和磁之间的联系？ 实验过程导线水平放置还是南北放置？ 为每组学生提供奥斯特实验器材，指导学生设计实验，完善实验方案，并进行合理的实验操作。追寻奥斯特的足迹，探究电流周围的磁场。 积极思考问题，回忆科学初中所学内容。 小组合作探究，不同方向放置导线，观察小磁针转动情况。体验实验过程，分析实验现象与地磁场的干扰因素及产生的原因。 通过设计实验方案，并实验探究，培养学生的小组合作能力和动手操作能力。让学生体悟科学家在科学探索中的困难与艰辛。 认识到客观事物是存在普遍联系的，电和磁也不例外。能够分析物理现象，提出可探究的物理问题。能制定科学的探究方案，选用合适的器材进行实验。能够分析实验现象，形成结论。
能力提升 用手机phyphox软件半定量探究磁场 1.电流产生的磁场强弱的因素是什么？ 2.如何借助phyphox软件测量磁场 1.通过萨伐尔直线电流磁感应强度演示器，引导学生探究直线电流磁场的影响因素。 2.介绍phyphox软件测量磁场的方法。 3.引导学生探究测量直线电流的磁场和条形磁铁磁场。 学生观察仪器，学习软件的测量方法。学生代表上台操作演示。归纳总结得出结论。 通过动手操作半定量测量电流产生的磁场。学会用智能手机的磁传感器方便快捷测出磁场。 会根据实验目的设计可行的实验方案。通过软件的学习，方便快捷测出物理量，为生活中简单实验打下测量基础。
结合小磁针用软件测量所在位置的地磁场 排除周围干扰后，小磁针指示的是什么磁场？ 2.地磁场有哪些分量？ 3.磁偏角出现的原因是什么？ 提供小磁针和手机软件。引导学生观察各坐标数据。 结合测量结果，分析地球的磁感线。 认真观察，积极思考问题。并总结教室的磁场方向是斜向下指北的。并能迁移理解各地的磁场方向。 通过软件认识地磁场的方向。知道地磁场有水平分量和竖直分量的合成。比理解磁偏角的成因。 能分析相关事实或者结论，发现其中规律。合理解释现象。比较全面认识地磁场。会根据软件指示南北。
课堂小结 依据板书内容，进行思考和小结 在本节课中你学习到了哪些知识？有什么收获？可以解决什么实际问题？ 引导学生回顾本节课的探究过程及所学到的知识，将知识系统化，并构建知识体系。 归纳总结本课所学内容。 让学生回顾课上所学知识，理解所学知识的层次结构和相互关系，培养学生阶段性的反思能力。 知识进一步系统化，网络化。提升反思能力。认识到物理学是基于人类有意识的探究而形成的对自然现象的描述与解释，并需要实践的检验。
四．板书设计
五．课后反思：
1.类比电场，实现知识的迁移。通过动手感受与认真观察调动各种感官与记忆，在初中的基础知识和电场知识基础上建立磁场一系列概念
2.还原科学实验，培养探究精神。电和磁之间存在紧密的联系，在一定条件下可以互相转化，但是每个科学原理的发现都不是一蹴而就的，都需要有科学家执着的科学探索精神，进行反复无数次实验。在本次的分组实验过程中，绝大多数学生能够积极参与，通过小组合作，讨论分析，探究电流周围产生的磁场。此外为了加深印象，本节课特意才有手机软件与萨伐尔直线电流的磁感应强度演示器定量探究影响因素。并测量地磁场的各个分量，增强学生对地磁场的空间分布认知。为后续学习打下空间基础。
3.创设情景，解决实际问题。从《荒野求生》视频里制作简易指南针到认识地磁场的空间分布，确定教室的地磁场方向都是应用物理知识解决实际问题。激发了学生的学习热情和解决实际问题的能力。
4.本节课采用希沃白板和手机PHYPHOX软件,实现了实时实验投屏和定量测量。实验的实时投屏解决了后排学生看不见的痛点。手机软件的方便快捷，解决了农村学校传感器器材不足的难题。软件里其他的速度传感器，加速度传感器也方便学生课后时间，随时做实验，真可谓高效轻便。
六．作业布置：导学案习题。
1. 地震之后，网上曾盛行预测地震这样的一个做法。用磁铁吸住铁块悬挂家中，正对铁块下方放一铁盆。当地震来临，地球磁场剧烈变化，导致磁铁失去磁性，铁块将掉落，发出响声此种方法可以提前10分钟到几十秒预测地震的到来。你觉得这方法科学吗？请查阅相关资料。课堂发言
2. 关于磁感应强度，下列说法中错误的是（ ）
A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量
B．磁感应强度的方向为该点小磁针静止时N极的指向
C．一通电导线在磁场中某处所受安培力大，该处的磁感应强度就大
D．磁感线的切线方向表示磁场的方向，疏密表示磁感应强度的大小
3. 为方便描绘直线电流的磁感线，将导线如下图竖直放置，并在导线周围放置一圈的小磁针。如何描述直导线的磁感线。做奥斯特实验时，为排除地磁场干扰，通电导线应如何放置？
4.某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动后静止不动由此可知通电直导线的电流方向是 ；为观察到明显的实验现象，可以将电流沿 放置。
5. 小明同学在排除周围干扰后通过水平放置的手机，测定教室所在磁场。该手机的磁传感器置于坐标原点处，X、Y轴如果所示，Z轴正方向为垂直手机平面向上。水平面上旋转手机，某一位置时，他得到数值如图所示。请问手机所在位置点的磁场有几个分量？手机的哪个朝向是磁北？该点的地磁场方向是？

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