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第二十章 電與磁
第1節(jié) 磁現(xiàn)象 磁場(chǎng)
物理觀念
1. 認(rèn)識(shí)磁體及其基本性質(zhì)；知道磁極間的相互作用規(guī)律。
2.了解磁化現(xiàn)象。
3.知道磁體周圍存在磁場(chǎng)。
4.知道地球周圍有磁場(chǎng)以及地磁場(chǎng)的南、北極。
科學(xué)思維
1.通過(guò)觀察磁體間的相互作用現(xiàn)象，總結(jié)作用規(guī)律。
2.會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)的分布情況。
難點(diǎn)
重點(diǎn)
重點(diǎn)
重點(diǎn)
科學(xué)探究
1.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探究的方法，能根據(jù)現(xiàn)象歸納總結(jié)得出 實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
2.通過(guò)鐵屑的分布情況感知磁場(chǎng)的存在，并經(jīng)歷磁感線的得出過(guò)程。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
通過(guò)了解我國(guó)古代在磁的研究方面所取得的成就，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生的文化自信，增加民族自豪感。
請(qǐng)舉例說(shuō)明在我們的生產(chǎn)生活中有哪些地方用到磁。
魔術(shù)表演：隔著硬紙板控制足球進(jìn)入球門。提問(wèn)：不接觸足球怎么對(duì)足球產(chǎn)生力？
揭秘：袖子里裝著一個(gè)小磁鐵，足球內(nèi)部裝著一塊鐵。
總結(jié)規(guī)律：磁鐵能對(duì)鐵產(chǎn)生力的作用。
演示實(shí)驗(yàn)：在條形磁鐵上面鋪透明的玻璃板，在玻璃板上面均勻撒上鐵屑，輕敲玻璃板，觀察到鐵屑出現(xiàn)對(duì)稱性的分布，說(shuō)明磁鐵周圍存在某種物質(zhì)，請(qǐng)思考這個(gè)物質(zhì)是什么。
任務(wù)一：認(rèn)識(shí)磁性、磁體
磁廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，請(qǐng)同學(xué)們舉例說(shuō)明在我們的生產(chǎn)生活中有哪些地方用到磁。
任務(wù)一：認(rèn)識(shí)磁體、磁性
演示魔術(shù)：隔著硬紙板控制足球進(jìn)入球門。
不接觸足球怎么對(duì)足球產(chǎn)生力？
揭秘：袖子里裝著一個(gè)小磁鐵，足球內(nèi)部裝著一塊鐵，磁鐵能對(duì)鐵塊產(chǎn)生力的作用。
為了認(rèn)識(shí)磁體的性質(zhì)，可以將磁體靠近不同的物體，觀察是否被吸引。
磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)，叫做磁性。
觀察實(shí)驗(yàn)：將磁體分別靠近準(zhǔn)備好的銅片、鐵片、鋁片、橡皮、硬幣、木塊等，認(rèn)識(shí)磁性。
任務(wù)一：認(rèn)識(shí)磁體、磁性
閱讀材料，認(rèn)識(shí)天然磁體和人造磁體。
任務(wù)一：認(rèn)識(shí)磁體、磁性
天然磁體：磁鐵不是人發(fā)明的，是天然的磁鐵礦。古希臘人和中國(guó)人發(fā)現(xiàn)自然界中有種天然磁化的石頭，稱其為“吸鐵石”。這種石頭可以魔術(shù)般的吸起小塊的鐵片，而且在隨意擺動(dòng)后總是指向同一方向。早期的航海者把這種磁鐵作為其最早的指南針在海上來(lái)辨別方向。最早發(fā)現(xiàn)及使用磁鐵的應(yīng)該是中國(guó)人，也就是利用磁鐵制作“指南針”，是中國(guó)四大發(fā)明之一。
人造磁體：分為蹄形磁鐵和條形磁鐵，是大家生活中最常見(jiàn)的，其中蹄形磁鐵比較受歡迎。單面磁鐵 是指一面有磁性，另一面磁性較弱的磁鐵，方法是用特殊處理的鍍鋅鐵皮將雙面磁鐵的一面包裹，這樣被包裹的一面磁性將被屏蔽，磁力被折射到另一面，另一面磁性將增強(qiáng)。如有的場(chǎng)合只需要一面有磁性，另一面如有磁性會(huì)造成損壞或干擾；有的場(chǎng)合如包裝盒上的磁鐵則只需要一面有磁性，另一面可有可無(wú)，有磁性也沒(méi)有用，這樣使用單面磁會(huì)大大降低成本并節(jié)約磁性材料。
觀察實(shí)驗(yàn)：將條形、蹄形磁體分別靠近桌面的回形針或大頭針。
任務(wù)二：認(rèn)識(shí)磁極和磁極間的作用規(guī)律
磁體各部分的磁性一樣強(qiáng)嗎？
每一塊磁體上都存在兩個(gè)磁性最強(qiáng)的部分，叫做磁極。
任務(wù)二：認(rèn)識(shí)磁極和磁極間的作用規(guī)律
觀察實(shí)驗(yàn)：將可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的大磁針?lè)旁谧烂嫔希褥o止時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)指向南北方向。
指北一端叫北極（N極），指南一端叫南極（S極）。
任務(wù)二：認(rèn)識(shí)磁極和磁極間的作用規(guī)律
思考：如果一塊磁體摔成了兩塊，是不是這兩塊各自都只有一個(gè)磁極呢？
將一根磁體“分割”成若干塊小磁體，不論分成的小磁體有多少塊，每一塊小磁體均有兩個(gè)異名的磁極。
任務(wù)二：認(rèn)識(shí)磁極和磁極間的作用規(guī)律
觀察實(shí)驗(yàn)：將一根N極吸著鐵釘?shù)臈l形磁體的N極和另一根條形磁體的S極靠在一起，發(fā)現(xiàn)鐵釘會(huì)掉下來(lái)。
兩個(gè)磁體貼在一起可以看作一個(gè)大的磁體，中間的磁性最弱。
任務(wù)二：認(rèn)識(shí)磁極和磁極間的作用規(guī)律
分組實(shí)驗(yàn)
拿兩塊磁鐵，將其中一塊磁鐵放在自制底座上，將另外一塊磁鐵的N（S）極分別靠近底座上磁鐵的同名磁極和異名磁極，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。然后和同學(xué)們交流一下磁極間的相互作用規(guī)律是什么？
同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
任務(wù)三：認(rèn)識(shí)磁化現(xiàn)象
思考：如何使沒(méi)有磁性的物體獲得磁性？
一些物體在磁體或電流的作用下會(huì)獲得磁性，這種現(xiàn)象叫做磁化。
任務(wù)三：認(rèn)識(shí)磁化現(xiàn)象
觀察實(shí)驗(yàn)：將一鐵塊靠近鐵屑，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。再讓鐵塊接觸磁鐵并靠近鐵屑，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
觀察實(shí)驗(yàn)：再將鐵塊離開磁鐵，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
被磁化后磁性容易消失的材料叫軟磁性材料，如鐵。被磁化后磁性能夠長(zhǎng)期保持的材料叫硬磁性材料，如高碳鋼。
任務(wù)四：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)
大量事實(shí)研究發(fā)現(xiàn)條形磁體周圍存在著一種物質(zhì)，這種物質(zhì)叫做磁場(chǎng)。磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，但是真實(shí)存在。
觀察實(shí)驗(yàn)：將小磁針?lè)旁跅l形磁體周圍任何一個(gè)地方，發(fā)現(xiàn)它總是有一個(gè)確定的指向。思考：條形磁體對(duì)小磁針是否有力的作用？
任務(wù)四：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)
思考：磁場(chǎng)力是如何產(chǎn)生的？
磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)小磁針產(chǎn)生力的作用，所以磁體對(duì)小磁針的作用力是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的。
任務(wù)五：學(xué)會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)的方向及分布
思考：風(fēng)看不見(jiàn)、摸不著，可以通過(guò)樹枝的搖擺來(lái)認(rèn)識(shí)它；電流看不見(jiàn)、摸不著，可以通過(guò)電流熱效應(yīng)來(lái)研究它；我們是不是也可以通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)鐵屑（或小磁針）產(chǎn)生的力的作用來(lái)認(rèn)識(shí)和研究磁場(chǎng)。
任務(wù)五：學(xué)會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)的方向及分布
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)
①把玻璃板放在條形磁體上，在玻璃板上面均勻撒上鐵屑，輕敲玻璃板，觀察鐵屑的排列。并沿著鐵屑的分布情況，用曲線粗略描述磁場(chǎng)分布情況。指出磁場(chǎng)也是有方向的。
②將一枚小磁針?lè)旁谇€上，讓小磁針沿著曲線從N極移動(dòng)到S極，標(biāo)出磁感線的方向。
磁場(chǎng)的方向：①該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極的指向；②磁感線上某點(diǎn)的切線方向。
任務(wù)五：學(xué)會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng)的方向及分布
觀察條形磁體和蹄形磁體的磁感線，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)磁感線。
①在磁體外部總是從磁體的N極發(fā)出，最后回到S極；
②磁感線上任何一點(diǎn)的切線方向，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，也是小磁針靜止在該點(diǎn)時(shí)北極所指方向；
③磁感線分布越密的地方，其磁場(chǎng)越強(qiáng)，反之越弱。
任務(wù)六：認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)
1.地磁場(chǎng)
思考：小磁針靜止下來(lái)，為什么總是一端指南，一端指北？將它放在地球表面，其南極指向地球的南極還是北極
為了指南針使用的方便，人們將小磁針靜止時(shí)，指向北方的一端涂黑，標(biāo)注N極，指向南方的標(biāo)注S極。
任務(wù)六：認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)
觀察圖片并思考：地磁場(chǎng)的方向與地理的南北極位置有什么關(guān)系？
任務(wù)六：認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)
地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近，地磁南北極和地理南北極并不重合，它們之間存在著一個(gè)偏角，叫磁偏角。這最早由我國(guó)宋代學(xué)者沈括發(fā)現(xiàn)。
2.生物磁現(xiàn)象
任務(wù)六：認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)
觀看下列關(guān)于生物導(dǎo)航現(xiàn)象的視頻并思考：這些生物是如何在茫茫大海和廣闊天空中準(zhǔn)確找到方向的？
任務(wù)六：認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)
磁場(chǎng)充滿了生物生存的整個(gè)空間，許多生物現(xiàn)象都與磁場(chǎng)有關(guān)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鴿子的頭顱骨和喙部，嵌有一些細(xì)微的天然磁鐵，它們像指南針一樣為鴿子導(dǎo)航。海豚、金槍魚、海龜、候鳥、蝴蝶甚至某些海藻體內(nèi)，都有微小磁體。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)有磁性的微生物，它們體內(nèi)有一個(gè)或幾個(gè)質(zhì)點(diǎn)，幾乎完全是由純磁物質(zhì)構(gòu)成的立方形磁性小體，使它們沿著與地磁場(chǎng)平行的方向運(yùn)動(dòng)。英國(guó)一位動(dòng)物學(xué)家證明，人體也具有磁性。現(xiàn)已證實(shí)，一些氣功師，在發(fā)功時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)。
任務(wù)六：認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)
生物磁在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用實(shí)例
磁療
核磁共振成像
任務(wù)六：認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)
思考并討論：生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)領(lǐng)域還有哪些潛在的應(yīng)用？這些應(yīng)用如何改變了我們的生活？
磁現(xiàn)象
基本概念
磁場(chǎng)
基本規(guī)律
基本性質(zhì)
方向
磁感線
地磁場(chǎng)
磁性
磁體
磁極
磁化
同名磁極相斥，異名磁極相吸
方向
假想曲線
磁偏角
指南針
1.能被磁體吸引的物體是 （ ）
A
A.鐵釘 B.銅線 C.金幣 D.鋁箔
2.如圖所示，其中能正確反映兩根大頭針被條形磁鐵吸起時(shí)的真實(shí)情況的是 （ ）
C
A.圖甲 B.圖乙 C.圖丙 D.圖乙和圖丙
3．美國(guó)《發(fā)現(xiàn)》網(wǎng)站于2023年10月報(bào)道：“牛能感知地球磁場(chǎng)，吃草、休息時(shí)，其身體朝向習(xí)慣與地磁場(chǎng)磁感線平行（如圖所示）。”為求證真?zhèn)危瑢W(xué)們?cè)O(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：在四周無(wú)明顯差異的草地上，多次觀察牛吃草、休息時(shí)的身體朝向，若報(bào)道真實(shí)，則牛的身體朝向習(xí)慣性呈現(xiàn)四個(gè)場(chǎng)景中的（　　）
A．①和②
B．③和④
C．①和③
D．②和④
A
4．宋代的軍事著作《武經(jīng)總要》中提到，行軍時(shí)如果遇到陰天黑夜，會(huì)用指南魚辨別方向。指南魚是將剪成魚形的薄鐵片燒熱后放在地球磁場(chǎng)中磁化而成的，可以浮在容器內(nèi)的水面上，魚頭指南，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．裝指南魚的容器可以是鐵質(zhì)的
B．指南魚周圍存在磁感線
C．指南魚的魚頭應(yīng)標(biāo)記S
D．指南魚的腹部磁性最強(qiáng)
C
5．下列各圖中，描述磁場(chǎng)正確的是（　　）
C
A B C D
6．如圖所示，將一鐵塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，從磁鐵左端向右端移動(dòng)的過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化情況是　 　，原因是　 　。
先變小再變大
磁鐵兩端磁性最強(qiáng)，中間最弱
7．磁體旁的小磁針靜止時(shí)所指的方向如圖所示。請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中標(biāo)出磁體左端的磁極。
S
8．如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中用箭頭標(biāo)出蹄形磁體a點(diǎn)處的磁感線方向。
作業(yè)本作業(yè)
完成對(duì)應(yīng)練習(xí)。
實(shí)踐性作業(yè)
1.上網(wǎng)查詢教程并自制一枚簡(jiǎn)易的指南針。
2.搜集關(guān)于生物磁學(xué)的更多資料，撰寫一篇小論文或者制作一份手抄報(bào)，展示自己對(duì)生物磁學(xué)的理解和認(rèn)識(shí)。同時(shí)，思考并討論生物磁學(xué)在未來(lái)可能的發(fā)展方向和應(yīng)用前景。

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