磁场 教学简案.docx
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磁场教学简案
磁场教学简案
课程导入
情景感悟
磁体为什么能吸引铁呢？
这是因为磁体周围存在着磁场，是磁场作用的结果．
问题思考
图9-2-1甲、乙、丙的描述方法，物理学中称为转换法．
甲：
空气看不见，摸不到，我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它
乙：
电流看不见，摸不到，我们可以根据电流所产生的效应来认识它．
丙：
磁场看不见，摸不到，我们可以根据它所产生的作用来认识它．
图9-2-1
猜想：
磁体周围存在的磁场__________（选项“可以”“不可以”）用转换法来描述．
学点1磁场
观察思考感受磁场的存在
如图9-2-2所示的是条形磁体周围放置的小磁针（黑端为N极）静止下来的情景．
问题研讨①
问题1：
根据条形磁体周围放置的小磁针静止下来的情景，说出你产生了什么灵感？
答：
__________________________________________________________________．
问题2：
如果人们规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向．那么磁场的方向就有一定的规律．若用“线”来形象地表示磁场（如图9-2-3），则可以推知：
在磁体周围，“线”都是从磁体的_______极出来．回到________极．
知识归纳磁场与磁感线
一、磁场
1．定义
磁场是一种存在于磁体周围的看不见、摸不着的特殊物质．
2．磁场的基本性质
磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用．
3．磁场的方向
磁场不但有强弱，而且有方向．规定：
在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向．
易错点提示
（1）我们就是通过磁场的基本性质来认识磁体的周围空间存在的磁场，磁场不是只存在于一个平面上；
（2）磁场的方向性并不是说整个磁场只有一个方向，而是指磁场中某一点小磁针北极的指示方向，即磁场中每一点的磁场方向不同，且每一点的方向是惟一的．
二、磁感线
1．定义
在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该点的小磁针北极的指向一致，这样的曲线叫做磁感应线，简称磁感线．
2．方向
磁感线是一些有方向的曲线，磁感线上某—点的方向与放在该点的小磁针北极的指向一致，也与该点的磁场方向—致．
易混淆点提示
磁感线是假想的物理模型，即是为了研究磁场而假想的曲线，这些曲线实际并不存在．但用磁感线可以形象地表示磁体周围磁场的分布情况．磁感线的疏密表示磁场的强弱．
3．如图9-2-4是几种常见的磁体磁极间的磁感线：
例1：
如图9-2-5所示标出磁体N，S极和磁感线的方向．（小磁针上涂黑的一端为N极）
解析先根据小磁针静止时北极所指的方向确定磁场方向；再根据磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极这一规律来确定磁体的N，S极和磁感线的方向．
答案如图9-2-6所示．
解后反思
运用磁体周围的磁感线从磁体北极出来回到南极来确定磁感线的方向．判断小磁针的N、S极常见有两种方法：
一是根据异名磁极相互吸引来判断，即靠着磁体S极一端的为小磁针的N极，另一端为S极；二是根据小磁针的N极指向应是该点的磁场方向、也是磁感线方向来判断．
同类变式在一个黑色塑料盒里放一个条形磁体，盒盖上标有8个数字，在盒外放有四个小磁针，涂黑的一端为N极，受到盒内条形磁体的磁场影响，小磁针静止后的指向如图9-2-7所示，则盒内条形磁体放置的位置是（）
A．N极靠近5，S极靠近1
B．N极靠近1，S极靠近5
C．N极靠近3，S极靠近7
D．N极靠近4，S极靠近8
解析本题与例3的相同点是利用小磁针指示磁场的方向，不同点是本题中没有给出磁感线，而是直接根据小磁针的指向确定磁体的位置．根据小磁针N极的指向和条形磁体的磁场特点，5位置是条形磁体的S极，1位置是条形磁体的N极．
答案B
解后反思
本题还可根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的特点判断．
学点2地磁场
动手动脑探究地磁场
如图9-2-8所示，把一只小磁针放在水平桌面上，轻轻拨动一下，待它静止下来观察其指向；再一次拨动，待它静止下来，再观察其指向或悬挂起来，进行探究．
问题研讨②
问题1：
实验中，小磁针两次静止下来的指向有什么关系？
答：
__________________________________________________________．
问题2：
小磁针的两极分别指示着地理的哪两极？
它们分别是地磁的哪两极？
答:
__________________________________________________________．
知识归纳地磁场
1．定义
地球本身就是一个巨大的磁体．地球周围存在的磁场叫地磁场．整个地球类似一个巨大的条形磁铁．磁针指南北，就是因为受到地磁场作用的缘故．
2．磁偏角
由于地球是一个巨大的磁体，它有两个磁极，分别把它们称作地磁的南极（S）和地磁的北极（N）．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，因此小磁针所指的南、北方向．并不是地理的正南、正北方向，它们之间有一个偏差角度．世界上最早准确记述磁偏角的是我国宋代学者沈括
易忽略点提示
地磁场是怎样产生的？
这个问题还没有研究清楚，只是发现大气上层和地表中流动着各种电流都能影响着地磁场的变化，一些鸟类、鱼类等动物能够利用地磁导航，但至今也没有弄清这个“导航系统”究竟是怎样工作的．希望大家将来能进一步揭示地磁之谜．
例2（2005年·重庆市）如图9-2-9所示为描述地磁场磁感线的分布图．请在图中用箭头标出ab这条磁感线的方向．
解析地磁场磁感线方向是从地磁南极入从地磁北极出．
答案如图9-2-10所示．
易错点提示
不能从地理南北极考虑．地磁南极是在地理北极附近，方向易搞反．
例3学习了“磁场”这节内容后，某校研究性学习小组拟定了下列课题：
（1）磁场与动植物的生长关系；
（2）磁化水与植物的生长关系；
（3）手机磁场（电磁波）是否对人体有危害？
请你任选一题，谈一谈你的研究方案．
解析这是一道探究题．磁化水的制作方法是：
用一磁体放在瓷碗或其他非金属容器的底部，碗或其他容器内装入适量的水，间隔1～2小时后，磁化水就制成了，用磁化水和普通的水分别浇灌同一种植物的不同研究对象，并对生长情况做记录，并进行比较，最后归纳结论．
答案
（1）用三盆相同的植物种子开始做试验进行比较，观察从发芽开始植物的生长情况：
A．有无磁性；B．磁性的强弱．可以选用废旧扬声器中的磁体进行实验研究，注意做好实验记录：
（2）类似
（1）；
（3）选用小白鼠做对比实验，主要通过是否有磁性以及磁性的强弱来观察小白鼠的睡眠、饮食、生长等情况．
解后反思
本题的探究过程所需要的时间是漫长的，但这一过程能培养我们像科学家们一样探究自然现象奥秘的兴趣．
拓广延伸
思维发散怎样用磁感线描述磁场
例4（2005年·南京市）在一根条形磁铁附近平行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体XY后，其周围磁场磁感线的分布情况如图9-2-11甲所示．将XY两端对调以后，磁感线分布情况未发生改变，如图9-2-11乙所示．则棒状物体XY可能是（）
A．软铁棒
B．铜棒
C．条形磁铁，其中X端为N极
D．条形磁铁，其中Y端为N极
解析观察图9-2-11甲图发现XY其周围具有特殊的磁感线分布，与普通的条形磁铁磁感线相似，所以可以判断XY被磁化了，且X端是S极，Y端是N极．将XY两端对调以后，磁感线分布情况未发生改变，这说明XY又一次被磁化．看来XY易失磁．
答案A
点评
本题考查了磁极间磁感线的分布情况和磁化现象．熟悉9-2-1l中各图的磁极间磁场的描述是解题的关键．
探究设计探究磁体周围的磁场
例5磁体周围存在着磁场，但既看不见又摸不着．磁场存在吗？
如图9-2-12是小明设计实验验证磁场存在的探究活动器材，数据记录如下．请替小明写出实验的过程．
铁块与N析的距离（cm）
100
10
5
1
0.5
弹簧测力计的示数
1.5
1.6
1.8
2.1
2.5
解析根据数据表可看出，小明是借用测力计的示数来描述磁体对铁块A的作用力，实验过程应该是探究实验的全过程．
答案提出问题：
磁体周围存在着磁场，但既看不见又摸不着，磁场存在吗？
磁场若存在，磁场有大小吗？
猜想与假设：
由磁体间隔一定的距离对铁块有作用户猜想：
磁体周围存在着磁场．
实验设计：
测力计下挂一铁块，让铁块不断的靠近磁体，观察并记录测力计的示数．
实验过程：
手提弹簧测力计，让弹簧测力计挂钩下的铁块不断的靠近条形磁铁的N极，并记录相应的实验数据，如上表．
分析归纳：
从表中可以看出弹簧测力计的示数在变大，这是因为铁块在条形磁铁的磁场中，受到磁场力的作用结果．
结论：
（1）磁体的周围存在着磁场；
（2）磁体周围的磁场有强弱，离磁体越近磁场越强，离磁体越远磁场就越弱．
交流：
将实验的数据与其他同学交流，看是否具有同样的规律．
评估：
如图9-2-12，还应改变设计，如靠近磁体时让铁块作水平方向移动，了解磁体的两端和中间的磁场情况．
点评
磁场既看不见又摸不着，通过测力计显示磁场的存在和磁场有强弱，这种方法物理中称为换元法．
思维诊断正确理解磁感线方向、小磁针N极方向三向合一
例6如图9-2-13所示，在蹄形磁铁旁的a点放一枚小磁针，其指向如图，b点不放小磁针但有磁感线，c点既不放小磁针，也没有画出磁感线．则下列判断中，正确的是（）
A．a点有磁场，且方向向下
B．b点有磁场，但其方向无法确定
C．c点没有磁场
D．蹄形磁铁的上端是N极
解析观察a处小磁针N极方向向下，故过a点的磁场方向是从上向下，因此蹄形磁铁上端是N极,下端是S极．b点处的磁场方向与该点的切线方向—致（指向：
斜向下），c点处的磁场方向是过该点的磁感线的切线（磁感线未画出来）方向（指向：
向下）．
误区警示
易错误认为c点处没有磁场，产生错误认识的原因是：
认为没有过c点的磁感线故c点没有磁场．
注意：
磁感线是人为画出来描述磁场的，不可能每一点都画磁感线，c点处有磁场．
答案AD
课时作业
一、教材习题
P61“动手动脑学物理”1～4题．
二、补充习题
1．磁场是有方向的，把小磁针在磁场中静止时，_______极所指的方向规定为这—点的磁场方向，小磁针_______极所受磁场作用力的方向跟该点的磁场方向相反．
2．地球周围的磁场叫做_______，磁针指南北极就是因为受到了_______的作用．地理的北极附近是地磁的_______极，地理的南极附近是地磁的_______极．
3．（2005年·杭州市）在如图9-2-14所示的各图中，关于磁场的描述和小磁针表示正确的是（）
4．对磁场的有关概念，正确的说法是（）
A．磁感线是磁场中实际存在的曲线
B．磁感线从磁体的南极出来回到磁体的北极
C．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反
D．磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用
5．（2005年·常州市）如图9-2-15所示的蹄形磁体，请用箭头画出图中标注的所有磁感线的方向．
6．随着“神州”五号载人飞船的成功巡天，华夏儿女的下一个目标是登上月球，关于月球上的物理现象和规律，同学们提出很多问题和猜想，有关月球周围的磁场问题，洋洋提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案．洋洋的猜想：
月球可能像地球一样，本身就是一个巨大的磁体，在它的周围存在磁场，并且也有“月磁”南极和“月磁”北极．洋洋为检验上述猜想所拟定的实验方案：
（1）取一个小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场；
（2）小磁针静止时，它的N极所指的方向就是“月磁”的北极．
你认为洋洋为检验猜想所拟定的实验方案中应该改进或改正的是：
____________．
7．如图9-2-16所示，人们研究发现：
一个放在磁场中的铁质球壳截面（截面有一定的厚度），外磁场的绝大部分将沿铁质球壳壁“通过”，极少部分“进入”球内空间，这种现象称为“磁屏蔽”，试回答下列问题：
（1）类比于电流与电阻的关系，空气与铁这两种物质，“导磁能力”强的是谁？
“磁阻”大的物质是谁？
（2）人们从这一现象得到启发，为使精密仪器不受外面磁场的影响，可以将仪器进行___________．
（3）有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠的短，这个实验可以说明：
_______________________________________．
8．阅读下列短文，回答文后问题：
由老马识途所想到的
——感觉导航
“老马识途”这则成语的意识是比喻有经验的人熟悉情况，能在某个方面起到指引的作用．那么老马为什么能记住来时的路？
可见，动物的行程不是漫无目的的．
研究人员发现，众多的迁徒动物都能利用“助航设施”，每年可旅行几千千米．以前人们认为，它们只是依靠河川、海岸线以及其他可视界标作引导．也曾有人假设，此类动物是运用了“感觉导航”，即让特殊的嗅觉和听觉指引它们抵达目的地．然而，这两项技能并非总是适用的．特别是在汪洋大海的上空或在阴天、乃至在夜幕笼罩着大地的时刻．
结果显示，众多飞禽走兽应用的是“复合导航系统”．它们凭借的是气流、水流、温度变化，可视界标和各种气味．夜间迁徙的候鸟，如黄莺起飞之前就曾使自己适应落日晚霞现象，以便向正西飞，它们还查看北极和一些星座的方位．
海龟、鲸鱼、候鸟、有些鱼，则凭借地磁场走南闯北．其“接收器”是位于颅内的一种磁体——磁铁石晶体，像磁性金属屑那样，磁性晶粒能让自身与磁场对齐，从而可向大脑发出有关方向的信号．此外，动物能够适应磁倾角，磁倾角可以帮助它们测定精确的位置．
生物学家发现，连笨拙的海龟也使用一种“磁倾角罗盘”．幼龟在佛罗里达沿岸出壳后，随即游入大海，它们在大西洋生活多年，直到长大才回到出生时的岸边去交配和居住，在返回过程中，就是凭借“磁倾角罗盘”才使它们不至于偏离正确的路线，否则它们可能偏南或偏北而被冻死．
（1）许多动物都是利用磁场来导航的，想像一下，如果地磁场消失了，这些动物会怎样？
（2）展望一下动物“感觉导航”在生活、科学和国防上有什么现实意义？
参考答案
课程导入
问题示例：
可以．
探究新知
问题研讨①
问题1：
磁体周围的磁场具有方向．
问题2：
NS
问题研讨②
问题1：
N极都指地理的北极．
问题2：
N极指地理的北极，是地磁的南极；S极指地理的南极，是地磁的北极
课时作业
一、教材习题
“动手动脑学物理”（P61）提示与解答
[第1题]提示：
如答图9-2-1所示．
[第2题]解答：
根据磁体北极的特点，指南针N极总是指向北方．而指南针N极所指方向与磁感线方向相同，因此课本图9-2-5的上端是地理的北极，下端是地理的南极，磁场总是从N极出发回到S极，因此图9-2-5的下端是磁北极，它应该位于地理南极附近．
[第3题]提示：
自制的指南针静止下来后，指北的那端是地理北极方向．
调整两根缝衣针在按扣两边的长度，使之平衡．也可以把经过磁化的铁钉（或缝衣针等物体）放在小块塑料泡沫（或小纸船）里，让它浮在水面上，铁钉一定是指向南北方向．
[第4题]提示：
磁体的应用很多，如铅笔盒、磁性门吸、擦外层玻璃的刷子等等．
二、补充习题
1．N；S2．地磁场；地磁场；南；北
3．B（点拨：
小磁针的指向是磁感线的方向）
4．D
5．
6．
（1）应该多做几次实验，观察小磁针静止时是否总是指向同一方向；
（2）小磁针静止时．它的N极所指的方向是“月磁”的南极．
7．
（1）“导磁能力”强的是铁，“磁阻”大的是空气．
（2）磁屏蔽．（3）地磁场对动物有影响，而且是有利的．
8．
（1）这些动物不能回到出发地、无目标的航行等．
（2）略（点拨：
根据动物的“感觉导舰”的优点，结合生活、科学和国防上的有关问题展开联想．）
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