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4. 磁极与方向
教科版三年级下册
教学环节
01 核心素养
02 探究新知
03 课堂练习
04 课堂总结
05 板书设计
教学目标
核心素养 科学观念 知道当两个磁极相互靠近时，同极会相互排斥，异极会相互吸引。
科学思维 1.通过探究实验，收集磁极间相互作用的证据，并运用归纳法发现磁极间相互作用的规律。
2.根据磁极间的相互作用规律，初步推理出地球具有磁场及磁极分布。
探究实践 初步设计磁极相互作用的实验方案，交流改进方案，自主实施并记录实验结果。
态度责任 对磁极间的相互作用表现出浓厚兴趣，如实记录和阐述证明磁极间相互作用规律的证据。
教学目标
重点：通过重复实验来收集磁极间相互作用的证据，并能初步运用归纳的方法发现磁极间相互作用的规律。
难点：根据磁极间的相互作用规律初步推理出地球具有磁场及磁极所在的位置。
新知讲解
磁铁和磁铁靠近会产生什么现象？悬挂起来的磁铁为什么能较稳定地指示方向？
用磁铁辨别方向时，附近的其他磁铁会影响其指向的准确性。
磁铁和磁铁靠近，会因磁极不同，出现相互吸引(异极)或相互排斥(同极)的现象；悬挂起来的磁铁能较稳定地指示方向，是受地球磁场的作用。
新知讲解
探索一 用两根磁铁做实验，认识磁铁的南北极。
1.将标注了南北极的两根磁铁相互靠近，观察现象并记录。
结论 异极(南北)相吸，同极(南南、北北)相斥。
新知讲解
2.思考：相互吸引的两个磁极是相同的磁极还是不同的磁极
相互吸引的两个磁极是不同的磁极。
3.不同形状的磁铁相互靠近都有这样的现象吗
不同形状的磁铁相互靠近，都有相同的磁极相互排斥、不同的磁极相互吸引这样的现象。
新知讲解
探究磁铁南北极的相互作用
新知讲解
生活中磁极的相互作用
新知讲解
探索二 阅读资料，认识地球的南北极。
1.阅读资料。
四百多年前，有一位科学家猜想地球像一块巨大的磁铁，也有南北极，所以才能吸引磁铁的两极。
后来他的猜想得到了证实。人们将地球磁场叫“地磁场”，并测得地球磁场的两极就在地球的地理南极和北极附近。
新知讲解
磁场中存在着无形的磁力线，磁力线从磁铁的N 极出发，回到S极，形成闭合的环路。
新知讲解
2.磁铁和指南针的南极为什么总是指向南方？是什么在吸引着它？
新知讲解
地球本身是个巨大磁体，存在地磁场。地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。根据“异名磁极相互吸引”原理，磁铁的南极(S极)会受到地磁北极(位于地理南极附近)的吸引力，所以悬挂或能自由转动的磁铁的南极，会指向地理南方。
新知讲解
吸引它的是地球的地磁场。地球的地磁场分布在周围空间，对放入其中的指南针施加磁力，让指南针的磁极按地磁场方向指向。
新知讲解
地球磁场
新知讲解
研讨一 悬挂起来的条形磁铁可以稳定地指示方向，是什么在吸引它
悬挂起来的条形磁铁可以稳定地指示方向，是因为地球周围存在地磁场。地磁场会对磁铁产生磁力作用，使得磁铁的南极指向地理南极附近，磁铁的北极指向地理北极附近。
新知讲解
研讨二 生活中，人们在哪些地方运用了磁极的相互作用
1.磁扣钱包。
磁扣钱包的开合关键靠磁极异极相吸原理。
钱包开口处，一边藏着小磁片(假设为N极)，另一边对应位置也有磁片(S极)。合上钱包时，不同磁极相互吸引，钱包就牢牢地扣住了。
新知讲解
2. 磁悬浮地球仪。
磁悬浮地球仪的底部和底座上，都装着小小的磁铁。当地球仪放在底座上时，底部的磁铁和底座的磁铁因为同极相斥，产生向上的推力。
这个推力刚好能托住地球仪，抵消它往下掉的重力，就像有只无形的手轻轻捧着它,让地球仪悬空“站”在那里。
新知讲解
3.磁性白板磁贴
磁性白板磁贴里的磁铁和白板表面的磁性材料(通常是含铁的特殊涂层)，会通过“异极相吸”的力量相互吸引。
上课时，想展示的材料，只要把它夹在磁贴和白板之间，轻轻一按，磁贴就能稳稳吸住白板。
新知讲解
用一块蹄形磁铁试一试，看一看它是否也能指示方向。
实验目的：探究蹄形磁铁是否能指示方向。
实验材料：蹄形磁铁、铁架台、细绳、方位纸板。
新知讲解
实验步骤：(1)选择一个较为开阔、周围没有强磁干扰的场地铺上方位纸板。
(2)将蹄形磁铁悬挂起来，使其能够自由转动。可以用一根细线系在蹄形磁铁的中间位置，保证悬挂后磁铁能灵活转动。
(3)等待一段时间，让磁铁在地球磁场的作用下稳定下来。
新知讲解
实验现象：我们会发现，蹄形磁铁稳定后，总是一端指向北方，另一端指向南方。
新知讲解
实验分析：蹄形磁铁(U形磁铁)和条形磁铁等其他磁铁一样，也分南北两极，磁极在蹄形磁铁的两端。因为磁铁会在地磁场的作用下发生定向转动,因此蹄形磁铁也会指示南北方向。
新知讲解
实验结论：悬挂后的蹄形磁铁会指示方向，一端(N极)朝北方，另一端(S极)朝南方。
课堂练习
1.[填空]磁铁有______个磁极，分别是_________极和_________极。
2.[填空]磁铁磁极间的相互作用规律是__________、___________。
3.[填空]地球周围存在_________，它能使悬挂的磁铁指示______。
4.[判断]可自由转动的磁铁的南极总是指向地磁南极。( ）
5.[判断]两个条形磁铁，不管磁极怎么摆放，都可能相互吸引。( )
6.[判断]磁铁各个部位都有磁力，而且磁力大小相同。( )
两
南（S）
北（N）
同极相斥
异极相吸
方向
×
地磁场
×
×
课堂练习
7.[选择]下列现象中，利用了磁极间相互吸引的是( )。
A.两块磁铁相互推开 B.冰箱贴贴在冰箱上 C.指南针指示方向
8.[选择]关于地磁场，下列说法错误的是( )。
A.地磁场像是地球内部有一块大磁铁产生的
B.地磁场对非磁性物体也有作用
C.地磁场是磁铁能指示方向的原因
C
B
课堂练习
9.[选择]如图，俊希利用磁铁让小车按箭头方向动起来，小车上的条形磁铁的 A 端是( )。
A.磁铁的北极
B.磁铁的南极
C.无法确定
A
课堂总结
本课从磁铁的相互作用入手，探究磁铁两极的特性及地球磁场与磁铁指向的关系。通过实验认识磁铁南北极的相互作用规律，结合资料了解地球磁场的存在，理解悬挂的磁铁能指示方向的原因，进而认识指南针的工作原理。同时，通过研讨和拓展活动，让学生了解磁极间的相互作用在生活中的应用，培养科学观念、科学思维及探究实践能力，建立对磁现象的初步认知。
板书设计
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教科版三年级科学下册 核心素养教案
4.磁极与方向
核心素养
科学观念 知道当两个磁极相互靠近时，同极会相互排斥，异极会相互吸引。
科学思维 1.通过探究实验，收集磁极间相互作用的证据，并运用归纳法发现磁极间相互作用的规律。2.根据磁极间的相互作用规律，初步推理出地球具有磁场及磁极分布。
探究实践 初步设计磁极相互作用的实验方案，交流改进方案，自主实施并记录实验结果。
态度责任 对磁极间的相互作用表现出浓厚兴趣，如实记录和阐述证明磁极间相互作用规律的证据。
重点：通过重复实验来收集磁极间相互作用的证据，并能初步运用归纳的方法发现磁极间相互作用的规律。
难点：根据磁极间的相互作用规律初步推理出地球具有磁场及磁极所在的位置。
聚焦
磁铁和磁铁靠近会产生什么现象？悬挂起来的磁铁为什么能较稳定地指示方向？
用磁铁辨别方向时，附近的其他磁铁会影响其指向的准确性。
磁铁和磁铁靠近，会因磁极不同，出现相互吸引（异极）或相互排斥（同极）的现象；悬挂起来的磁铁能较稳定地指示方向，是受地球磁场的作用。
探索
探索一 用两根磁铁做实验，认识磁铁的南北极。
1.将标注了南北极的两根磁铁相互靠近，观察现象并记录。
结论 异极（南北）相吸，同极（南南、北北）相斥。
2.思考：相互吸引的两个磁极是相同的磁极还是不同的磁极？
相互吸引的两个磁极是不同的磁极。
3.不同形状的磁铁相互靠近都有这样的现象吗？
不同形状的磁铁相互靠近，都有相同的磁极相互排斥、不同的磁极相互吸引这样的现象。
探索二 阅读资料，认识地球的南北极。
1.阅读资料。
四百多年前，有一位科学家猜想地球像一块巨大的磁铁，也有南北极，所以才能吸引磁铁的两极。后来他的猜想得到了证实。人们将地球磁场叫“地磁场”，并测得地球磁场的两极就在地球的地理南极和北极附近。磁场中存在着无形的磁力线，磁力线从磁铁的N 极出发，回到S极，形成闭合的环路。
2.磁铁和指南针的南极为什么总是指向南方？是什么在吸引着它？
地球本身是个巨大磁体，存在地磁场。地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。根据“异名磁极相互吸引”原理，磁铁的南极（S极）会受到地磁北极（位于地理南极附近）的吸引力，所以悬挂或能自由转动的磁铁的南极，会指向地理南方。吸引它的是地球的地磁场。地球的地磁场分布在周围空间，对放入其中的指南针施加磁力，让指南针的磁极按地磁场方向指向。
研讨
研讨一 悬挂起来的条形磁铁可以稳定地指示方向，是什么在吸引它？
悬挂起来的条形磁铁可以稳定地指示方向，是因为地球周围存在地磁场。地磁场会对磁铁产生磁力作用，使得磁铁的南极指向地理南极附近，磁铁的北极指向地理北极附近。
研讨二 生活中，人们在哪些地方运用了磁极的相互作用？
1.磁扣钱包。
磁扣钱包的开合关键靠磁极异极相吸原理。钱包开口处，一边藏着小磁片（假设为N极），另一边对应位置也有磁片（S极）。合上钱包时，不同磁极相互吸引，钱包就牢牢地扣住了。
2. 磁悬浮地球仪。
磁悬浮地球仪的底部和底座上，都装着小小的磁铁。当地球仪放在底座上时，底部的磁铁和底座的磁铁因为同极相斥，产生向上的推力。这个推力刚好能托住地球仪，抵消它往下掉的重力，就像有只无形的手轻轻捧着它，让地球仪悬空“站”在那里。
3.磁性白板磁贴
磁性白板磁贴里的磁铁和白板表面的磁性材料（通常是含铁的特殊涂层），会通过“异极相吸”的力量相互吸引。上课时，想展示的材料，只要把它夹在磁贴和白板之间，轻轻一按，磁贴就能稳稳吸住白板。
拓展
用一块蹄形磁铁试一试，看一看它是否也能指示方向。
实验目的：探究蹄形磁铁是否能指示方向。
实验材料：蹄形磁铁、铁架台、细绳、方位纸板。
实验步骤：（1）选择一个较为开阔、周围没有强磁干扰的场地铺上方位纸板。
（2）将蹄形磁铁悬挂起来，使其能够自由转动。可以用一根细线系在蹄形磁铁的中间位置，保证悬挂后磁铁能灵活转动。
（3）等待一段时间，让磁铁在地球磁场的作用下稳定下来。
实验现象：我们会发现，蹄形磁铁稳定后，总是一端指向北方，另一端指向南方。
实验分析：蹄形磁铁（U形磁铁）和条形磁铁等其他磁铁一样，也分南北两极，磁极在蹄形磁铁的两端。因为磁铁会在地磁场的作用下发生定向转动，因此蹄形磁铁也会指示南北方向。
实验结论：悬挂后的蹄形磁铁会指示方向，一端（N极）朝北方，另一端（S极）朝南方。
课堂总结
本课从磁铁的相互作用入手，探究磁铁两极的特性及地球磁场与磁铁指向的关系。通过实验认识磁铁南北极的相互作用规律，结合资料了解地球磁场的存在，理解悬挂的磁铁能指示方向的原因，进而认识指南针的工作原理。同时，通过研讨和拓展活动，让学生了解磁极间的相互作用在生活中的应用，培养科学观念、科学思维及探究实践能力，建立对磁现象的初步认知。
板书设计
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教科版三年级科学下册 同步练习
4.磁极与方向
一、填空题
1.磁铁有两个磁极，分别是____________极和____________极，用字母表示为____________和____________。
2.将条形磁铁用细线悬挂起来，让它自由转动，静止后，____________极会指向北方，____________极会指向南方。
3.我们利用磁铁能指示方向的性质，制作了____________，它是我国古代四大发明之一。
4.两个磁铁靠近时，相同的磁极会相互____________，不同的磁极会相互____________。
5.磁铁的____________磁性最强，这两个部位就是磁铁的磁极。
6.使用指南针时，要先将指南针____________，待指针静止后再读取方向。
二、选择题
1.下列关于磁铁磁极的说法，正确的是（ ）。
A.磁铁只有一个磁极
B.磁铁的磁极在磁铁的中间位置
C.任何磁铁都有两个磁极
2.用细线悬挂条形磁铁，静止后，磁铁指向南方的磁极是（ ）。
A.N极
B.S极
C.无法确定
3.下列工具中，利用磁铁磁极指向性原理制作的是（ ）。
A.放大镜
B.指南针
C.刻度尺
4.当把两个磁铁的N极相互靠近时，会发生的现象是（ ）。
A.相互吸引 B.相互排斥 C.没有任何现象
5.要准确辨别北方，我们可以利用磁铁的（ ）。
A.磁性强弱 B.磁极指向性 C.能吸引铁制品的性质
6.下列哪种方法能让磁铁准确指示方向（ ）。
A.把磁铁放在铁盒子里
B.让磁铁远离其他磁铁和铁制品，自由转动
C.用手按住磁铁不让它转动
7.关于环形磁铁，说法正确的是（ ）。
A.环形磁铁没有磁极
B.环形磁铁也能指示南北方向
C.环形磁铁只有一个磁极
8.把一块磁铁摔成两段，每段磁铁会有（ ）个磁极
A.1 B.2 C.0
三、判断题
1.所有磁铁静止后，都能准确指向南北方向。（ ）
2.磁铁的两个磁极磁性强弱不同，N极比S极磁性强。（ ）
3.指南针的指针是用磁铁制成的，红色的一端通常指向北方。（ ）
4.两个磁铁靠近时，一定是相互吸引的。（ ）
5.用磁铁辨别方向时，周围放其他磁铁不会影响结果。（ ）
6.我们可以通过转动悬挂的磁铁，观察它静止后的指向来确定南北方向。（ ）
四、实验题
实验名称：探究条形磁铁静止后的指向
实验材料：条形磁铁、细线、支架、记号笔、指南针
实验步骤：
用细线将条形磁铁的中间位置系好，悬挂在支架上，确保磁铁能自由转动；
等待磁铁完全静止后，用记号笔在磁铁指向北方的一端做上标记；
轻轻转动磁铁，重复步骤2，观察每次静止后标记的一端是否都指向北方；
用指南针确认实验环境中的北方，对比磁铁标记端的指向是否准确。
根据实验内容，回答下列问题：
1.实验中，细线系在条形磁铁中间位置的目的是____________________；
2.多次转动磁铁后，每次静止时标记的一端都指向北方，这说明____________________；
3.如果实验时周围有其他磁铁干扰，会导致____________________。
五、综合题
【课堂场景】小学科学课上，李老师正带领同学们复习“磁铁的性质”，黑板上清晰地写着“磁铁两极”“地球是个大磁铁”等关键词，讲台上整齐摆放着条形磁铁、细线和指南针，同学们专注地看着老师，准备开启今天的实用知识学习。
李老师温柔地引导大家：“同学们，我们之前已经学过，磁铁有两个固定的两极——南极（S极）和北极（N极），而且异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，大家都记住了吗？”
同学们齐声回答：“记住啦！”
李老师点点头，继续补充：“非常好！还有一个关键知识点大家一定要掌握：我们生活的地球，就像一个巨大的磁铁，它也有南极和北极。特别要注意，地球的地理北极附近，是地球磁铁的南极；地球的地理南极附近，是地球磁铁的北极。而我们常用的指南针，红色指针始终指向地球的地理北极，这就是指南针能辨别方向的秘密。另外，细线可以帮助条形磁铁自由悬挂，只有让条形磁铁自由转动，它的两极才能自动指向地球的南北方向哦。”
李老师话锋一转，引出生活情境：“今天我们就用这些知识，解决一个真实的生活问题。大家想象一下，小明周末和爸爸妈妈去野外郊游，不小心和家人走散迷路了——周围没有指示牌，手机也没有信号，找不到任何能辨别方向的标志，这时候他身边只有三样东西：一根条形磁铁、一根细线和一个指南针。”
李老师提问：“大家结合我们刚复习的知识，想一想，小明能用这三样物品，辨别出北方和南方吗？接下来我们就一起梳理具体步骤，帮助小明走出困境。”
参考答案
一、
1.北、南、N、S 2.N、S 3.指南针 4.排斥、吸引 5.两端 6.放平
二、
1.C 2.B 3.B 4.B 5.B 6.B 7.B 8.B
三、
1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.√
四、
1.让条形磁铁两端重量平衡，能自由、准确地转动
2.条形磁铁具有磁极指向性，N极始终指向北方
3.实验结果不准确，磁铁无法正确指向南北方向
五、
步骤：1.用细线将条形磁铁中间系好，悬挂在支架上，等待磁铁静止；2.用记号笔标记出磁铁静止后指向的两个方向；3.用指南针确认北方，对照指南针，磁铁标记的一端与指南针N极指向一致的是北方；4.磁铁另一端指向的就是南方。（合理即可）
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