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第二十章 电与磁
第1节　磁现象　磁场
知识与技能：
1．知道磁体有吸铁(钴、镍)性和指向性以及磁化现象。
2．知道磁体间的相互作用规律；知道磁体周围存在磁场以及地磁场的南、北极。
3．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。
4．知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极。
过程与方法：
1．经历观察磁现象的过程，能描述其主要特征，有初步的观察能力和信息交流能力。
2．经历实验观察、总结类比的过程，学习从物理现象和实验中归纳规律，初步认识科学研究方法的重要性。
情感、态度与价值观：
1．通过了解我国古代的科技成就对航海事业的发展作出的贡献，进一步提高学习物理的兴趣。
2．通过感知磁场的存在，知道磁感线和地磁场，使学生养成良好的科学态度和实事求是的精神，帮助学生树立探索科学的志向。
重点：磁场、用磁感线描述磁场。
难点：认识磁感线的特点。
第1课时　磁现象
多媒体课件、两个外形相同的铁棒和铜棒、一碗砂石、两个条形磁体、细线、铁屑。
一、情景导入
每到播种季节，小明的爸爸就有一件很头疼的事情，就是他家的种子中混有一些杂草的种子。但两种种子在外表面上是不同的，农作物的种子比较光滑，不易吸附小颗粒物，而杂草的种子表面有许多绒毛，能够吸附靠近它的小颗粒物。怎么把它们很快分离？正在束手无策的时候，机灵的小明很快利用一些铁屑和一块磁体就把农作物的种子和杂草的种子分离开来。你能说出他是怎么做的吗？其中所含的物理道理是什么？通过这节课的学习你就能明白其中的道理。
多媒体播放视频：极光。(视频详见教学课件)
同学们知道美丽的极光的发生与地球的磁场有怎样的关系吗？在本节的内容中我们将找到答案。
传说秦始皇统一六国后，为了自己逍遥作乐，建造了一座富丽堂皇的阿房宫。由于秦始皇曾经历过几次遇刺，虽都侥幸脱险，但仍使他整日提心吊胆，生怕再有人前来刺杀，因此在建造阿房宫时，他命令工匠在大门上安装“机关”使得身披铁甲、怀揣利刃的刺客休想进入。
同学们知道聪明的工匠们是怎样解决这一难题的吗？学习了本节内容，我们便会找到答案。
二、合作探究
　磁体、磁极
1．磁体
教师拿出课前准备好的铜棒和铁棒，小组之间交流讨论如何将它们区分开？
教师拿出课前准备好的磁体，将铜棒和铁棒分别靠近磁体，看能否被吸引，能够被吸引的为铁棒，不能被吸引的为铜棒。
(1)磁性：能够吸引铁、钴、镍这类物质的性质称为磁性。
(2)磁体：具有磁性的物体称为磁体。
2．磁极
把课前准备好的磁体放到装有砂石的碗里搅动后拿出来，观察现象。
根据观察到的什么现象怎么来判断磁体的磁性强弱？
同学们根据观察到磁体两端吸引的砂石较多，交流讨论出磁体的磁性最强的部位在磁体的两端。
(1)磁体上的不同位置，磁性强弱不同。
(2)磁体上磁性最强的部位为磁极。磁体上有两个磁极，指北的为北极(N极)、指南的为南极(S极)。
指南针是我国古代四大发明之一，它是利用磁体的磁极具有指向性制成的，最早的指南针叫司南。
　磁极间的相互作用规律
教师拿出课前准备好的两根条形磁体按如图所示方式，一个用细线挂起来，另一个分别用不同的磁极去靠近挂着的磁体的相同一端。
同学们根据观察到的实验现象，交流、讨论出同名磁极和异名磁极间的相互作用规律。
同名磁极互相排斥；异名磁极互相吸引。
　磁化
教师拿出课前准备好的铁棒、铁屑和磁体，将铁棒在磁体上摩擦几次后，靠近铁屑。同学们观察实验现象。(铁棒上有铁屑)
(1)一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
(2)磁化的结果是磁化出异名磁极。
第1节　磁现象　磁场
第1课时　磁现象
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见学生用书。
在授课的过程中，通过给学生演示实验，让学生在体验和观察实验现象的过程中得出几个磁概念。磁极间的相互作用的实验探究使学生通过磁极间的自由组合和对结论的分析归纳，培养学生掌握解决问题的思路。磁化演示实验导入，让学生采用手边的器材找到使物体的磁性由无到有的方法：接触和靠近磁体或在磁体上沿某一方向摩擦。从动手实验中得出磁化的概念和特点，加深学生对知识的记忆和理解。
第2课时　磁场
多媒体课件、若干小磁针、条形磁体、铁屑、玻璃板。
一、情景导入
同学们知道吗，鸽子飞到几百米甚至几千公里以外仍能飞回家去，奥妙何在呢？有人说，鸽子眼神好，记忆力惊人。但倘若把鸽子装在严密遮挡的笼子里到一个陌生的地方放飞，它们依然能轻而易举地飞回家。有人说，鸽子是利用地球是一个磁体来导航的，果真如此吗？这节课我们就来探讨这个问题！
二、合作探究
　磁场
同学们分组进行实验：用条形磁体的一端靠近静止在桌面上的小磁针。
条形磁体静止不动，重复拨动静止在磁体旁边的小磁针，松手，你观察到什么现象？
同学们交流讨论观察到的实验现象，并讨论小磁针是否受到力的作用？
(1)磁场：在磁体周围存在着一种人眼看不到的物质，能使磁针偏转，它虽然看不见、摸不着，但确实是实际存在的。
(2)规定：磁场中某点小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。
　磁感线
1．磁感线
将若干小磁针均匀地放置在条形磁体周围，待小磁针全部静止时，观察小磁针N极的指向。
　
同学们交流讨论观察到的实验现象。
把小磁针在磁场中的排列情况用一些带箭头的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。
2．磁感线的分布规律
把玻璃板放在条形磁体上，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻敲玻璃板，观察现象。
同学们交流讨论观察到的实验现象，并试着在白纸上将铁屑排成的曲线画出来。画出来之后仔细观察这些线条的分布有什么规律？
(1)磁感线只是帮助我们描述磁场，是假想的物理模型，实际并不存在。
(2)磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。磁感线越密集，磁性越强。
(3)任何两条磁感线都不能相交。
(4)磁感线是闭合的曲线。
(5)磁感线上任意一点的方向，与该点的磁场方向相同。
几种磁体周围磁感线的形状：
　地磁场
小磁针周围没有磁体时，它的北极为什么总指北呢？指南针为什么永远指南呢？
(1)地球周围存在磁场，即地球是个大磁体。
(2)地磁场的形状与条形磁体的磁场相似。
(3)地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
(一)指南针为什么会指南
我们知道磁极间的相互作用规律为：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。那么，地球本身就是一个巨大的磁体，它的南极和北极位于地球的两端。根据磁极之间相互作用的规律，指南针的北极与地磁的南极相互吸引，指南针的南极与地磁的北极相互吸引。所以指南针静止时，它的北极总是指向地球的北端，南极指向地球的南端。公元11世纪，我国科学家通过长期的观察发现，指南针的指向并不是地球的正南和正北，而是略微偏离一点。也就是说，地球的两极和地磁的两极并不完全重合。地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地球北极附近。意大利航海家哥伦布横渡大西洋时(1492年)，才观察到这一现象，比我国科学家发现要晚400多年。
(二)动物罗盘
有些动物有某种类似罗盘或导航仪的“仪器”，能够帮助它们准确地确定方位。这种“仪器”被称做“生物罗盘”。
绿海龟是著名的航海能手。每到春季产卵时，它们就从巴西沿海向坐落在南大西洋的“沧海一粟”——阿森松岛游去。这座小岛全长只有几千米，距非洲大陆1 600 km，距巴西2 200 km。但是绿海龟却能准确无误地远航到达。产卵后，夏初季节，它们又渡海而归，踏上返回巴西的征途。据研究，绿海龟也是利用地磁场进行导航的。
在加勒比海沿岸水域生活着一种形体较大的节肢类动物——大鳌虾，这种动物白天栖息在暗礁中，晚上出来活动觅食。让科学家感到迷惑不解的是，这种动物在离开其巢穴一段距离后仍能准确无误地找到自己的巢穴。它们是如何在漆黑一片的大海中找到归途的呢？美国科学家发现它们体内有一个能辨认方向的“磁罗盘”。
每年深秋，数百万的王斑蝶都要从美国和加拿大的栖息地迁徙到墨西哥中部山区越冬，行程可达3 200 km，堪称昆虫迁徙距离之最。但这些王斑蝶却是前一年春季自墨西哥返回到北美等地区的王斑蝶后代，从未飞到过墨西哥，它们靠什么认路呢？人们曾经认为这些蝴蝶以太阳作为“指南针”来导航，但在乌云蔽日的天气中它们照样迁飞。研究人员在实验室中对秋季王斑蝶进行测定发现，将王斑蝶放在正常的磁场中，它们朝西南方向飞行，与从美国东部向墨西哥方向迁飞的方向一致。而将其放在逆向磁场中，则纷纷朝东北方向迁飞。撤掉磁场时，则呈现漫无目标的乱飞状态，这表明王斑蝶体内存在磁性物质，其迁飞方向与体内磁性物质有关。
第1节　磁现象　磁场
第2课时　磁场
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见学生用书。
在本节的学习中，学生会遇到两个难点：第一是磁场的概念，这是由于磁场看不见、摸不着，而又客观存在，对初中学生不能深讲，对这个问题，教师只有通过实验、比喻让学生领会。第二，磁感线是学生遇到的又一难点，难在磁感线的本质究竟是什么，搞不清楚磁感线的分布情况。
这节课要取得较好的教学效果，关键是做好三个演示实验。即(1)通过演示小磁针在磁体周围受到磁力的作用，其指向跟平常不同，说明磁体周围和非磁体周围的不同，使学生知道磁体周围存在着磁场。(2)通过演示磁体周围的若干小磁针都不再指向南北，其N极都有各自新的指向，使学生知道磁场是有方向的。(3)通过演示细铁屑在磁场作用下有规则地排列，从而引入磁感线，使学生知道，磁体周围有磁感线，形象而又方便地表示出磁极在磁场中各点所受磁力的方向。这三个实验作为三个层次，是学生头脑中初步建立磁场分布的物理图景的基础。

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