18.1磁的奥秘 学案--物理沪科版9全册

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18.1磁的奥秘 学案--物理沪科版9全册

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【学习目标】
1.能认识磁极间的相互作用规律;
2.能通过磁感线描述磁场,知道磁场的方向,知道地磁场;
3.能认识我国古代四大发明之一指南针在促进社会发展方面的价值。
重点:1. 理解磁极间的相互作用规律,掌握磁场的基本性质;
2. 掌握磁感线的特点及其在描述磁场方向与强弱中的应用。
难点:1. 理解“磁场”作为一种特殊物质的存在形式,突破“必须接触才能有力作用”的认知误区;
2. 正确构建磁感线的空间模型,区分其作为假想工具与实际存在的区别,避免误解。
【自主学习】
1.物体能够吸引 等物质的性质叫 。具有磁性的物体叫______。
2.条形磁体 磁性最强,是磁体的两个磁极, 磁性最弱。将一个磁体分成若干块后,每块磁体有 磁极。静止后指南的那个磁极叫 ;指向北方的一端叫 。
3.同名磁极相互 ,异名磁极相互 。
4.我们把原来不显磁性的物质,通过靠近或接触磁体的方式使其显出磁性的过程叫做 。能被磁化的物质叫做 ,如铁、钴、镍等。
5.磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质,人们将其称为 。磁体间的相互作用正是通过 发生的。
6.实验中的铁屑在不同磁体周围有不同的分布图像,是因为不同磁体周围的 。这些铁屑的分布图像显示了磁体周围的 分布状况。
7.磁感应线,简称磁感线,即带 的曲线来描述磁场的某些特征和性质。
8.在磁体的外部,磁感线总是从磁体的 极发出,最后回到 极。磁感线上任何一点的 方向,也是放在该点小磁针的 指向,就是该点的 。
9.磁感线分布越密的地方,其磁场 ;磁感线分布越疏的地方,其磁场 。
10. 地球本身就是一个大附体,其磁场形状跟 的磁场类似。地磁场的N极在地球的 附近,地磁场的S极位于地理 附近。
【合作探究】
1.磁的妙用
在日常生活、工业生产乃至高科技领域里,用到磁的地方真是不胜枚举。从我国古代四大发明之一指南针到今天现代化的磁浮列车,磁现象及磁的应用几乎随处可见
2. 磁性与磁体
(1)磁性:能够吸引____________等物质的性质称为磁性。
(2)磁体:人们将具有________的物体称为磁体。
(3)磁极:磁体的两端磁性______,磁体上磁性最强的部分叫做磁极。
(4)南极与北极
能够自由转动的磁体,静止时指向南方的那个磁极叫做_________;指向北方的那个磁极叫做___________。
拓展延伸
按磁体的形状来分:条形磁体、蹄形磁体、环形磁铁和针形磁体。
按来源分:天然磁体、人造磁体
天然磁体 人造磁体
按磁性保持的时间分:永磁体 软磁体
永磁体 软磁体:硅钢片
3.磁体间的相互作用
磁体间的相互作用既可表现为引力,也可表现为斥力。规律:________相互排斥,________相互吸引
4.磁化
如图将条形磁体接触或靠近大头针,发现被吸引的大头针又能吸引其他大头针。
大头针被磁化
(1)定义:我们把原来不显磁性的物质,通过________或________磁体等方式使其显出磁性的过程叫做磁化。
拓展延伸
(2)磁化的方法
①摩擦法:用磁体的南极或北极沿物体表面向一个方向摩擦几次,通过磁体的磁性传递使物体内部磁畴有序排列,从而产生磁性。
②接触法:使物体与磁体长时间接触或吸引,通过磁体的磁场作用使物体获得磁性。
接触法
③电流磁化法:在物体上绕制绝缘导线并通入直流电,或通过脉冲电流产生瞬时强磁场,使物体内部磁矩方向趋于一致。
电流磁化法
④热磁化法:将物体加热至红炽状态后,在南北方向上自然冷却,利用地球磁场使内部磁畴有序排列。
5.磁极的规律
磁体上的磁极总是________出现的,到目前为止,自然界中还没有发现只有单个磁极的磁体。
如图:把一块条形磁体分为数段,则每一段磁体上仍然有________,再继续分割下去,每段仍然有两个磁极。
思考:用细绳将一块条形磁体悬挂起来,再用另一块条形磁体靠近它。你观察到什么现象?
演示实验:观察磁体周围的铁屑分布
1.实验器材:
铁屑、玻璃板、条形磁体、蹄形磁铁
2.实验步骤
(1)将铁屑均匀撒在玻璃板上,再将玻璃板放置在条形磁体上方。
(2)轻轻敲打玻璃板,观察铁屑的分布。
(3)换成蹄形磁铁重复上面步骤,观察铁屑的分布。
演示:条形、蹄形磁体周围的磁场分布视频
1. 磁场
(1) 定义:从以上实验可知,磁体周围一定存在着某种物质,人们磁体的周围存在着一种________、_________的物质, 称为磁场。
(2) 磁场的特点: 看不见、摸不着,但真实_______。
(3) 磁场的基本性质 :对放入其中的磁体产生_________的作用。
2.常见的磁铁周围铁屑分布
条形磁体周围的铁屑分布 两条形磁体异名磁体周围的铁屑分布 蹄形磁体周围的铁屑分布
思考讨论:实验中的铁屑为什么在不同磁体周围有不同的分布图像?
1.磁感线
为了形象直观地描述磁场,物理学中用____________(简称磁感线),即带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质,这样的曲线就叫作磁感线。
如图所示,磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。
2.常见磁体周围的磁感线分布
条形磁铁的磁感线 蹄形磁铁的磁感线 异名磁极的磁感线 同名磁极的磁感线 同名磁极的磁感线
3.磁场方向
磁感线上任何一点的_______方向,即放在该点的小磁针静止时的________极指向,就是该点的磁场方向。
4. 磁感线的特点
(1)磁感线是一种物理模型磁感线是用来描述磁场的一些_________,实际上并不存在。
(2)磁感线是闭合曲线
在磁体外部,磁感线从__________ 出发,进入 _______;在磁体内部,又从_____ 回到________ ,形成一条条无始无终的闭合回路。
(3)磁感线互不相交
任意两条磁感线在空间中永不______,否则同一点将出现两个磁场方向,与磁场的单值性矛盾。
(4)磁感线上切线方向即磁场方向
磁感线上任一点的________,与该点磁场(磁感应强度 B)的方向完全一致。
(5)描述磁场强弱:磁感线的_________表示磁场的强弱,磁感线越密集,磁场越强;越稀疏,磁场越弱。
1. 地磁场
(1)地磁场:地球周围空间存在的磁场称为________。地球是一个磁体,地磁场的形状与_______的磁场很相似。
地球大磁体示意图
2. 地磁场的应用
(1)地磁场对人类的生产、生活都有重要意义
鸽子靠地磁场导航 行军、航海需要利用地磁场对指南针的作用来定向。
(2)地磁场被称为地球生命的“保护伞”
因为,假如没有________,来自宇宙空间的高速带电______将直射地球,威胁生命。另外,在高能粒子的轰击下,地球周围的大气成分也可能发生改变,使得生命无法生存。所以,地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。
拓展延伸
磁偏角
沈括是第一个发现磁偏角的学者。他在其著作《梦溪笔谈》中:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。
地磁的两极和地理的两极并不重合。地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,它们之间有一个偏差角度,我们称为磁偏角
【归纳整理】
1.认识磁现象
(1)磁体和磁极
(2)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(3)磁化:不显磁性的物质,通过靠近或接触磁体等方式使其显出磁性的过程。
2.磁场:磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质,称为磁场。
3.磁感线
(1)磁感线:用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质。
(2)磁场方向:磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。
(3)磁感线的特点
①磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线,实际上并不存在;
②磁感线是闭合曲线;
③磁感线互不相交;
④磁感线上切线方向即磁场方向;
⑤描述磁场强弱。
4.地磁场:地磁两极与地理两极相反。
【课堂练习】
1.如图所示,为判断一根铁棒是否有磁性,用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验,当出现以下哪一现象,便能证明铁棒有磁性(  )
A.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极,N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极,两极均被吸引
2.关于磁体和磁场,下列说法正确的是( )
A.磁体周围存在磁场,磁场是真实存在的
B.磁体周围的磁感线是真实存在的
C.磁体的磁场方向是从北极指向南极
D.磁体周围不存在磁场
3.小雨同学为了探究磁体周围的磁场,进行了如下实验:
(1)如图甲所示,将玻璃板平放在磁体上,并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,轻轻敲击玻璃板,观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被________(填一种物理现象名称)成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来;
(2)如图乙所示,在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时黑色一端表示磁体的N 极,由此判断条形磁体右端的磁极为_____ 极;
(3)人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针 N 极的指向画出 一 些带箭头的曲线来形象地描述磁场 , 物理学中把这样的曲线叫作___________ ;
(4)实验中小磁针的作用是_________________ 。
【课后巩固】
1. 图中绘出了磁体旁小磁针静止时所指的方向(小磁针蓝色端表示 S 极),其中错误的是(  )
A. B. C. D.
2. 关于磁感线的概念,下列说法中错误的是(  )。
A. 磁感线上某点的切线方向就是此点的磁场方向
B. 磁体周围越接近磁极的地方,磁感线越密
C. 磁感线是一种假想的曲线,在磁体外部从北极发出再回到南极
D. 磁感线是磁场中确实存在的线
3. 地球大磁体的南、北极与地理的南、北极相同吗?
4. 如图所示,小磁针处于静止状态。请在图中甲、乙处标出磁体的 N、S 极,并画出磁感线(每个磁极画两条)。
5. 学习磁场知识后,某同学在一个圆纸盒里放一块条形磁体,盒外放了一些小磁针,磁针 N 极的指向如图所示。请你画出圆纸盒里磁体的合理位置并标出 N、S 极。
1.“司南之杓,投之于地,其柢指南。”我国古代就利用司南指向来辨别方向,如图所示,使用时用手拨动勺柄使它转动,理想情况下,勺子停下来后,勺柄指向( )
A.地磁北极 B.地理北极 C.地磁南极 D.地理南极
2.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是(  )
A.地磁场的磁感线是从地理北极附近发出回到南极附近的
B.磁感线是由铁屑组成的
C.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针N极决定的
D.磁场看不见、摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在
3.在“自制指南针”实践活动中,将磁化的缝衣针放在漂浮于水面的树叶上,多次将树叶轻轻旋转,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向北方,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.磁化的缝衣针周围存在磁感线
B.缝衣针的“N”极应标注在树叶尖端一侧
C.树叶尖端指向地磁南极
D.磁化的缝衣针只有一个磁极
4.为辨别钢棒是否有磁性,小明设计了以下方案进行探究。
(1)根据图甲实验现象,___________(选填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
(2)图乙实验中,悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南一端指北,由此判断钢棒_________(选填“一定”或“不一定”)具有磁性。
(3)根据图丙实验现象,____________(选填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
(4)图丁实验中,水平向右移动钢棒,弹簧测力计示数有变化,___________(选填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性,理由是 ___________。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【课前预习】
答案:1. 铁、钴、镍 磁性 磁体 2. 两端 中间 两个 南极(S极) 北极(N极)
3. 排斥 吸引 4. 磁化 铁磁性物质 5. 磁场 磁场 6.磁场不同 磁场
7. 箭头 8. N S 切线 N极 磁场方向 9. 越强 越弱 10. 条形磁体 南极 北极
【合作探究】
探究点一:
答案: 2. (1)铁、钴、镍 (2)磁性 磁极(3)最强(4)南极或S极 北极或N极3. 同名磁极 异名磁极 4.(1)靠近 接触5(1)成对 N 极和S 极
探究点二:
答案:思考:现象:当靠近的磁体的N极,靠近悬挂磁体的N极时,两块磁体会相互排斥。
1.(1)看不见 摸不着 (2)存在 (3)磁力 2. 参考答案:因为不同磁体周围的磁场不同,铁屑在磁场中被磁化,一粒铁屑相当于一个小磁针,它们在磁场作用下形成了不同的分布图像,这些铁屑的分布图像显示了磁体周围的磁场分布状况。
探究点三:
答案: 1.磁感应线3. 切线 N 4. (1)假想曲线(2) N 极 S 极 S 极 N 极(3) 交叉(4) 切线方向(5) 疏密程度
探究点四:
1.地磁场 条形磁体 2.(2) 地磁场 粒子流
【课堂练习】
1.【答案】A
【详解】A.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被排斥,根据磁极间的相互作用可知,铁棒一定具有磁性,故A符合题意;
B.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引,由于磁体能够吸引铁、钴、镍等金属,因此不能判定出铁棒具有磁性,故B不符合题意;
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极,N极均被吸引,由于磁体能够吸引铁、钴、镍等金属,且对铁棒均吸引,说明铁棒一定不具有磁性,故C不符合题意;
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极,两极均被吸引,由于磁体能够吸引铁、钴、镍等金属,且对铁棒均吸引,说明铁棒一定不具有磁性,故D不符合题意。
故选A。
2.【答案】A
【详解】A.磁体周围存在磁场,磁场虽然看不见,摸不着,但是它是客观存在的,故A正确;
B.磁体周围的磁感线不是真实存在的,是为了描述磁场而引进的模型,故B错误;
C.磁体的外部,磁场方向是从北极指向南极,磁体内部,磁场方向是从南极指向北极,故C错误;
D.磁体周围存在磁场,故D错误;
故选A。
3.【答案】 磁化 N 磁感线 显示磁场的方向
【详解】(1)铁屑原来没有磁性,但在磁场的作用下能够获得磁性,说明铁屑被磁化了。
(2)在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向,由此判断条形磁体右端的磁极为N极。
(3)为了形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱,这样的曲线叫做磁感线。
(4)本实验中采用可观察的小磁针的偏转,即小磁针 N 极的指向为磁场方向,来显示导体周围的磁场的方向。
【课后巩固】
基础练习
1.答案:D
解析:磁体周围的磁感线都是从N极发出,回到S极,小磁针静止时N极总是和该点的磁场方向一致,故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
2.答案:D
解析:磁感线是用来形象地描述磁场分布和方向的工具,但它们并不是真实存在的物理实体。
3.答案:地球的磁极与地理极并不完全重合,且方向相反。地球的磁北极位于地理南极附近,磁南极位于地理北极附近,因此地球大磁体的南、北极与地理的南、北极相反。
4.答案:
5.答案:
能力提升
1.【答案】D
【详解】“司南”静止时总指南北是因为受到地磁场的作用,且“司南”静止时勺柄是S极,即勺柄指向的是地球的南极,地磁的N极,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.【答案】D
【详解】A.磁体外部磁感线从N极出发回到S极,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,所以地磁场的磁感线是从地理南极附近发出回到北极附近,故A错误;
B.磁感线是为了方便研究磁场,在磁场中画出的有方向的曲线,磁感线是假想出来的,不是由铁屑组成的,故B错误;
C.磁场中某点的磁场方向是一定的,可以根据放入该点的小磁针N极所指方向判断,不是由小磁针N极决定的,故C错误;
D.磁场虽然看不见,摸不着,但磁场对放入其中的磁体有力的作用,故可通过小磁针感知它的存在,故D正确。
故选D。
3.【答案】BC
【详解】A.磁感线是人们假想出来的形象地表示磁场的曲线,不是真实存在的,故A错误;
BC.树叶的尖端总指向北方,而地理北极在地磁的南极附近,根据异名磁极相互吸引可知,缝衣针在树叶的尖端的一端是N极,所以缝衣针的“N”极应标注在树叶尖端一侧,故BC正确;
D.任何磁体都有两个磁极,北极和南极,磁化的缝衣针也有这两个磁极,故D错误;
故选 BC。
4.【答案】(1)能 (2)不一定 (3)不能 (4) 能 磁体两端磁性最强,中间最弱
【详解】(1)磁体具有吸铁性,若钢棒能吸引大头针,说明钢棒一定有磁性。因此,根据图甲现象能判断钢棒一定具有磁性。
(2)磁体具有指向性(静止时一端指南、一端指北),但仅一次转动后静止时指南北,不一定能说明钢棒有磁性(可能是偶然因素)。只有多次自由转动后,始终一端指南、一端指北,才能确定钢棒具有磁性。因此,此处判断钢棒不一定具有磁性。
(3)异名磁极相互吸引,同时磁体也能吸引铁磁性物质(如钢棒即使无磁性,也可能被磁体吸引)。因此,仅根据 “钢棒被磁体吸引” 的现象,不能判断钢棒一定具有磁性。
(4)[1][2]若钢棒有磁性,其不同位置的磁性强弱不同(两端磁极磁性最强,中间磁性最弱)。当水平向右移动钢棒时,铁块受到的磁力会变化,弹簧测力计示数也会变化。若钢棒无磁性,铁块仅受重力和弹簧拉力,示数应保持不变。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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