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第二十章 電與磁
第1節　磁現象　磁場
知識與技能：
1．知道磁體有吸鐵(鈷、鎳)性和指向性以及磁化現象。
2．知道磁體間的相互作用規律；知道磁體周圍存在磁場以及地磁場的南、北極。
3．知道磁感線可用來形象地描述磁場，知道磁感線的方向是怎樣規定的。
4．知道地球周圍有磁場以及地磁場的南、北極。
過程與方法：
1．經歷觀察磁現象的過程，能描述其主要特征，有初步的觀察能力和信息交流能力。
2．經歷實驗觀察、總結類比的過程，學習從物理現象和實驗中歸納規律，初步認識科學研究方法的重要性。
情感、態度與價值觀：
1．通過了解我國古代的科技成就對航海事業的發展作出的貢獻，進一步提高學習物理的興趣。
2．通過感知磁場的存在，知道磁感線和地磁場，使學生養成良好的科學態度和實事求是的精神，幫助學生樹立探索科學的志向。
重點：磁場、用磁感線描述磁場。
難點：認識磁感線的特點。
第1課時　磁現象
多媒體課件、兩個外形相同的鐵棒和銅棒、一碗砂石、兩個條形磁體、細線、鐵屑。
一、情景導入
每到播種季節，小明的爸爸就有一件很頭疼的事情，就是他家的種子中混有一些雜草的種子。但兩種種子在外表面上是不同的，農作物的種子比較光滑，不易吸附小顆粒物，而雜草的種子表面有許多絨毛，能夠吸附靠近它的小顆粒物。怎么把它們很快分離？正在束手無策的時候，機靈的小明很快利用一些鐵屑和一塊磁體就把農作物的種子和雜草的種子分離開來。你能說出他是怎么做的嗎？其中所含的物理道理是什么？通過這節課的學習你就能明白其中的道理。
多媒體播放視頻：極光。(視頻詳見教學課件)
同學們知道美麗的極光的發生與地球的磁場有怎樣的關系嗎？在本節的內容中我們將找到答案。
傳說秦始皇統一六國后，為了自己逍遙作樂，建造了一座富麗堂皇的阿房宮。由于秦始皇曾經歷過幾次遇刺，雖都僥幸脫險，但仍使他整日提心吊膽，生怕再有人前來刺殺，因此在建造阿房宮時，他命令工匠在大門上安裝“機關”使得身披鐵甲、懷揣利刃的刺客休想進入。
同學們知道聰明的工匠們是怎樣解決這一難題的嗎？學習了本節內容，我們便會找到答案。
二、合作探究
　磁體、磁極
1．磁體
教師拿出課前準備好的銅棒和鐵棒，小組之間交流討論如何將它們區分開？
教師拿出課前準備好的磁體，將銅棒和鐵棒分別靠近磁體，看能否被吸引，能夠被吸引的為鐵棒，不能被吸引的為銅棒。
(1)磁性：能夠吸引鐵、鈷、鎳這類物質的性質稱為磁性。
(2)磁體：具有磁性的物體稱為磁體。
2．磁極
把課前準備好的磁體放到裝有砂石的碗里攪動后拿出來，觀察現象。
根據觀察到的什么現象怎么來判斷磁體的磁性強弱？
同學們根據觀察到磁體兩端吸引的砂石較多，交流討論出磁體的磁性最強的部位在磁體的兩端。
(1)磁體上的不同位置，磁性強弱不同。
(2)磁體上磁性最強的部位為磁極。磁體上有兩個磁極，指北的為北極(N極)、指南的為南極(S極)。
指南針是我國古代四大發明之一，它是利用磁體的磁極具有指向性制成的，最早的指南針叫司南。
　磁極間的相互作用規律
教師拿出課前準備好的兩根條形磁體按如圖所示方式，一個用細線掛起來，另一個分別用不同的磁極去靠近掛著的磁體的相同一端。
同學們根據觀察到的實驗現象，交流、討論出同名磁極和異名磁極間的相互作用規律。
同名磁極互相排斥；異名磁極互相吸引。
　磁化
教師拿出課前準備好的鐵棒、鐵屑和磁體，將鐵棒在磁體上摩擦幾次后，靠近鐵屑。同學們觀察實驗現象。(鐵棒上有鐵屑)
(1)一些物體在磁體或電流的作用下會獲得磁性，這種現象叫做磁化。
(2)磁化的結果是磁化出異名磁極。
第1節　磁現象　磁場
第1課時　磁現象
—
見學生用書。
在授課的過程中，通過給學生演示實驗，讓學生在體驗和觀察實驗現象的過程中得出幾個磁概念。磁極間的相互作用的實驗探究使學生通過磁極間的自由組合和對結論的分析歸納，培養學生掌握解決問題的思路。磁化演示實驗導入，讓學生采用手邊的器材找到使物體的磁性由無到有的方法：接觸和靠近磁體或在磁體上沿某一方向摩擦。從動手實驗中得出磁化的概念和特點，加深學生對知識的記憶和理解。
第2課時　磁場
多媒體課件、若干小磁針、條形磁體、鐵屑、玻璃板。
一、情景導入
同學們知道嗎，鴿子飛到幾百米甚至幾千公里以外仍能飛回家去，奧妙何在呢？有人說，鴿子眼神好，記憶力驚人。但倘若把鴿子裝在嚴密遮擋的籠子里到一個陌生的地方放飛，它們依然能輕而易舉地飛回家。有人說，鴿子是利用地球是一個磁體來導航的，果真如此嗎？這節課我們就來探討這個問題！
二、合作探究
　磁場
同學們分組進行實驗：用條形磁體的一端靠近靜止在桌面上的小磁針。
條形磁體靜止不動，重復撥動靜止在磁體旁邊的小磁針，松手，你觀察到什么現象？
同學們交流討論觀察到的實驗現象，并討論小磁針是否受到力的作用？
(1)磁場：在磁體周圍存在著一種人眼看不到的物質，能使磁針偏轉，它雖然看不見、摸不著，但確實是實際存在的。
(2)規定：磁場中某點小磁針靜止時N極所指的方向規定為該點磁場的方向。
　磁感線
1．磁感線
將若干小磁針均勻地放置在條形磁體周圍，待小磁針全部靜止時，觀察小磁針N極的指向。
　
同學們交流討論觀察到的實驗現象。
把小磁針在磁場中的排列情況用一些帶箭頭的曲線畫出來，可以方便、形象地描述磁場，這樣的曲線叫做磁感線。
2．磁感線的分布規律
把玻璃板放在條形磁體上，在玻璃板上均勻撒上鐵屑，輕敲玻璃板，觀察現象。
同學們交流討論觀察到的實驗現象，并試著在白紙上將鐵屑排成的曲線畫出來。畫出來之后仔細觀察這些線條的分布有什么規律？
(1)磁感線只是幫助我們描述磁場，是假想的物理模型，實際并不存在。
(2)磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發，回到S極。磁感線越密集，磁性越強。
(3)任何兩條磁感線都不能相交。
(4)磁感線是閉合的曲線。
(5)磁感線上任意一點的方向，與該點的磁場方向相同。
幾種磁體周圍磁感線的形狀：
　地磁場
小磁針周圍沒有磁體時，它的北極為什么總指北呢？指南針為什么永遠指南呢？
(1)地球周圍存在磁場，即地球是個大磁體。
(2)地磁場的形狀與條形磁體的磁場相似。
(3)地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。
(一)指南針為什么會指南
我們知道磁極間的相互作用規律為：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。那么，地球本身就是一個巨大的磁體，它的南極和北極位于地球的兩端。根據磁極之間相互作用的規律，指南針的北極與地磁的南極相互吸引，指南針的南極與地磁的北極相互吸引。所以指南針靜止時，它的北極總是指向地球的北端，南極指向地球的南端。公元11世紀，我國科學家通過長期的觀察發現，指南針的指向并不是地球的正南和正北，而是略微偏離一點。也就是說，地球的兩極和地磁的兩極并不完全重合。地磁的北極在地理南極附近，地磁的南極在地球北極附近。意大利航海家哥倫布橫渡大西洋時(1492年)，才觀察到這一現象，比我國科學家發現要晚400多年。
(二)動物羅盤
有些動物有某種類似羅盤或導航儀的“儀器”，能夠幫助它們準確地確定方位。這種“儀器”被稱做“生物羅盤”。
綠海龜是著名的航海能手。每到春季產卵時，它們就從巴西沿海向坐落在南大西洋的“滄海一粟”——阿森松島游去。這座小島全長只有幾千米，距非洲大陸1 600 km，距巴西2 200 km。但是綠海龜卻能準確無誤地遠航到達。產卵后，夏初季節，它們又渡海而歸，踏上返回巴西的征途。據研究，綠海龜也是利用地磁場進行導航的。
在加勒比海沿岸水域生活著一種形體較大的節肢類動物——大鰲蝦，這種動物白天棲息在暗礁中，晚上出來活動覓食。讓科學家感到迷惑不解的是，這種動物在離開其巢穴一段距離后仍能準確無誤地找到自己的巢穴。它們是如何在漆黑一片的大海中找到歸途的呢？美國科學家發現它們體內有一個能辨認方向的“磁羅盤”。
每年深秋，數百萬的王斑蝶都要從美國和加拿大的棲息地遷徙到墨西哥中部山區越冬，行程可達3 200 km，堪稱昆蟲遷徙距離之最。但這些王斑蝶卻是前一年春季自墨西哥返回到北美等地區的王斑蝶后代，從未飛到過墨西哥，它們靠什么認路呢？人們曾經認為這些蝴蝶以太陽作為“指南針”來導航，但在烏云蔽日的天氣中它們照樣遷飛。研究人員在實驗室中對秋季王斑蝶進行測定發現，將王斑蝶放在正常的磁場中，它們朝西南方向飛行，與從美國東部向墨西哥方向遷飛的方向一致。而將其放在逆向磁場中，則紛紛朝東北方向遷飛。撤掉磁場時，則呈現漫無目標的亂飛狀態，這表明王斑蝶體內存在磁性物質，其遷飛方向與體內磁性物質有關。
第1節　磁現象　磁場
第2課時　磁場
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見學生用書。
在本節的學習中，學生會遇到兩個難點：第一是磁場的概念，這是由于磁場看不見、摸不著，而又客觀存在，對初中學生不能深講，對這個問題，教師只有通過實驗、比喻讓學生領會。第二，磁感線是學生遇到的又一難點，難在磁感線的本質究竟是什么，搞不清楚磁感線的分布情況。
這節課要取得較好的教學效果，關鍵是做好三個演示實驗。即(1)通過演示小磁針在磁體周圍受到磁力的作用，其指向跟平常不同，說明磁體周圍和非磁體周圍的不同，使學生知道磁體周圍存在著磁場。(2)通過演示磁體周圍的若干小磁針都不再指向南北，其N極都有各自新的指向，使學生知道磁場是有方向的。(3)通過演示細鐵屑在磁場作用下有規則地排列，從而引入磁感線，使學生知道，磁體周圍有磁感線，形象而又方便地表示出磁極在磁場中各點所受磁力的方向。這三個實驗作為三個層次，是學生頭腦中初步建立磁場分布的物理圖景的基礎。

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