1.1 指南针为什么能指方向（第2课时）（教学设计）-【上好课】八年级科学下册同步高效课堂（浙教版）

1.1 指南针为什么能指方向（第2课时）（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 1.1 指南针为什么能指方向（第2课时） 教学 目标 科学观念：了解磁场的基本概念，知晓磁场是一种看不见、摸不着，但真实存在的特殊物质，能举例说明磁体周围存在磁场； 科学思维：理解磁感线的定义、特点，能够熟练画出常见磁体（条形、蹄形）的磁感线分布； 态度责任：掌握地磁场的分布、方向，明确地理两极与地磁两极的关系，会用相关知识解释指南针指向原理。 教学 重难点 重点：磁场概念的建立，理解磁场的存在及性质 难点：地磁场的特点及地理两极与地磁两极的关系 学情 分析 本节内容选自浙教版八下第一章第一节第2课时。在知识基础方面，学生们早已对生活中的磁现象司空见惯，知道磁铁能够吸引铁制品，也玩过指南针这类小物件，对磁体有最基本的感性认识。不过，这些认知较为零散、浅显，仅仅停留在现象表面，尚未触及磁现象背后的原理。 思维能力上，学生的形象思维仍占据主导，但抽象思维开始萌芽。磁场看不见、摸不着，要理解它的存在形式与特性，困难重重。磁感线作为人为假想的模型，用于描述抽象的磁场，对学生而言更是难以捉摸，极易将其与真实线条混为一谈。构建这类物理模型，超出了他们现阶段惯常的思维模式，需要教师巧妙引导与耐心拆解。 在地磁场知识上，由于涉及地理学科知识融合，跨学科内容加大了理解难度，像地磁两极和地理两极的对应关系、磁偏角概念，都容易让学生陷入困惑。教师需整合资源，利用趣味实例、模拟动画，贴合学生兴趣与思维特性展开教学，助力他们跨越学习障碍。 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 你是否注意到，把小磁针放在磁体附近时，小磁针会晃动，最后静止时所指的方向不一定是南北方向。 磁针和磁体并没有接触，怎么会有力的作用呢？ 思考：磁针和磁体并没有接触，怎么会有力的作用呢？引出磁场和磁感线的教学。 新 知 讲 授 一、磁场和磁感线 1、磁场：磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，叫做磁场。 （1）磁场特点 ①磁场看不见、摸不着，但真实存在 ②磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。 探索活动：一根条形磁体外面包着一块布放在桌面上。它的N极在哪端？用一只磁针来探测一下。如果把几只小磁针放在条形磁体周围不同的地方，磁针所指的方向相同吗？ 在条形磁体周围的不同地方，小磁针静止时指示着不同的方向。 （2）磁场方向 ①磁场有方向，科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。 ②在磁体周围的不同位置，磁场方向不同。 探索活动：在有机玻璃板上均匀地撒上细铁屑，然后把玻璃板分别放在条形磁体和蹄形磁体上，轻敲玻璃板，观察细铁屑的分布情况。 细铁屑在磁场里被磁化，成了一些很小的磁针，所以磁体周围细铁屑的排列可以形象地显示出各点的磁场分布。 实践活动：仿照铁屑的排列情况，在图中画出一些带箭头的曲线。 2、磁感线 为了形象地描述磁体周围的磁场分布，英国物理学家法拉第引入了磁感线模型。磁感线是仿照铁屑的排列情况画出的一些带箭头的曲线。 （1）不同磁体磁场的磁感线 （2）磁感线的作用：形象地描述磁体周围的磁场分布 ①磁场的方向：磁感线上的箭头表示的方向，即是磁场方向。 ②磁场的强弱：磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。 （3）磁感线的特点 ①磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到南极。 ②磁场每一点只有一个磁场方向，任意两条磁感线不相交。 二、地磁场 在地面附近，能够自由转动的小磁针，在静止时为什么总是有一极指向北方？ 我们可以这样推断： 1、地磁场 地球确实是一个大磁体。地球产生的磁场叫地磁场，地磁场的分布如图所示。 （1）地磁场的分布 ①地磁北极在地理南极附近 ②地磁南极在地理北极附近 科学史记：地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括，这个发现比西方早了400多年。 其著作《梦溪笔谈》中最早提及磁偏角。“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。 （2）地磁场的特点 在地球表面及空中的不同位置测量地磁场的方向，可以画出地磁场的磁感线，如图所示。地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。 （3）地磁场的起源 目前，地磁场的起源问题仍让科学家感到困惑。科学家们提出了一些不同的假设，如有的科学家认为地球的磁性是由地核中熔化了的金属（铁和镍）的环流产生的，但现在尚无法验证。 2、地磁场的应用：飞鸽传书、指南针、地磁探矿、地磁发电 科学·技术·社会·环境：生物体与磁场 许多动物自身具有识别地磁场的能力。白蚁、蜜蜂、鸽子、鲸、海龟、海豚等体内都含有磁性物质。这些磁性物质就像是给这些动物装上了一种内在的指南针，来帮助它们认路。例如，通过对鸽子的解剖发现，其头颅里存在着铁磁细粒（磁性细胞），正是这些磁性细胞起到了类似“指南针”的导航作用。有人做过实验，将一块小磁体绑在鸽子的翼下，发现鸽子会迷失方向。人们还观察到在无线电发射台附近，鸽子同样辨不清方向。人们还在海豚体内找到了磁性物质——微小的磁铁石，在蜜蜂的腹腔里也同样发现了磁铁颗粒。 外界的“磁环境”对生物的生命活动有一定的影响。磁场能促进动物生长，延长寿命，并影响植物的生长发育、气体的交换和吸收矿物质的能力，以及影响细胞中物质（如细胞质）的运动。例如，在强磁场中蝌蚪变蛙的时间会延长几天，地磁异常地区秋播小麦的产量比正常地区低，等等。 科学阅读：地磁场方向的改变 科学家在含有铁质的岩石中，发现了历史上地磁场方向发生改变的信息。海底的岩石是地壳下面的熔岩从海底裂缝中喷出时形成的。在熔岩冷却过程中，熔岩中的铁磁性物质就会沿着当时地球磁场的方向发生磁化，留下了当时地磁场方向的永久记录。 由于海底的扩张，远离裂缝的岩石比裂缝附近的岩石更为古老。科学家在研究海底的岩石时惊奇地发现，不同时期岩石中的磁化方向是不同的。据此，科学家推断，地球的磁场方向会随时间呈现周期性的变换，如图所示。 地磁场为什么会改变方向？人们至今还不知道其中的原因。有的科学家提出了一种假设：地核中熔融物质的运动状态的改变，也许是引起地磁场变化的原因。 实验演示：教师将小磁针放在讲台上，用磁体靠近小磁针，观察小磁针的转动；然后将磁体用布包起来，再靠近小磁针，观察小磁针的反应。 学生活动：学生观察实验现象，思考小磁针转动的原因，引出磁场的概念，即磁体周围存在一种看不见、摸不着但能使小磁针转动的物质。 学生活动：学生分组进行实验，观察铁屑在磁场中的分布，发现铁屑会排列成一条条有规律的曲线，从而引出磁感线的概念。 磁感线方向的探究：让学生在磁体周围不同位置放置小磁针，观察小磁针静止时北极的指向，并尝试用磁感线来描述磁场的方向。 学生活动：学生动手操作，记录小磁针北极的指向，根据小磁针的指向在纸上画出磁感线的方向，得出磁感线在磁体外部总是从 N 极指向 S 极的结论。 小组合作：组织学生小组合作，让学生根据铁屑的分布和小磁针的指向，在纸上画出条形磁体和蹄形磁体的磁感线分布，并进行展示和交流。 问题引导：教师提出问题，如 “指南针为什么能指南北？”“地理的两极和地磁的两极有什么关系？” 引导学生思考。 学生活动：学生结合生活经验和已学知识，思考并回答问题，引出地磁场的概念。 资料展示：教师通过多媒体展示地磁场的分布图片和相关资料，让学生了解地磁场的形状、方向以及地磁两极与地理两极的关系。 小组讨论：组织学生小组讨论，让学生思考地磁场对人类生活和地球生态的影响，并进行交流分享。 课 堂 练 习 【典例1】下列用磁感线描述磁体外部磁场中不正确的是（ ） A．B．C． D． 【答案】D 【解析】 A、磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的，图中磁感线画法正确，故A正确； B、图中磁感线符合同名磁极相互排斥的磁感线特点，故B正确； C、地理的北极附近是地磁的S极，图中磁感线画法符合磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极，故C正确； D、图中磁感线不符合同名磁极相互排斥的磁感线特点，形状如B选项所示，箭头指向S，故D错误。 【典例2】a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．P点所在位置没有磁场 B．磁感线是真实存在的 C．磁体周围的磁场方向都相同 D．Q点的小磁针静止后N极指向右边 【答案】D 【解析】 A.磁体的周围存在磁场，因此P点有磁场，故A错误； B.为了形象地描述磁场的性质，物理学中引入了磁感线，但磁感线不是真实存在的，故B错误； C.磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，则图中水平磁感线上各点的磁场方向都相同（即水平向右），而磁感线为曲线时，各点的磁场方向不同，故C错误； D.由图可知，Q点的磁场方向水平向右，Q点放置小磁针静止后，由于小磁针N极的指向与磁场方向相同，所以N极指向右边，故D正确。 【典例3】地球的周围存在　 　（填“磁场”或“磁感线”）， 其分布情况与　 　（填“条形”或“蹄形”）磁体相似，地磁南极在地理　 　附近。 【答案】磁场；条形；北极 【解析】地球是一个大磁体，其周围存在磁场， 其分布情况与条形磁铁相似，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，地理的南北极与地磁的南北极并不重合。 【典例4】经科学家研究发现：在某些细菌的细胞质中有一些磁生小体，它们相当于一个个微小磁针。实验证明：在只有地磁场而没有其它磁场作用时，小水滴中的一些细菌会持续不断地向北游动，并聚集在小水滴北面的边缘。上文中提到的磁生小体N极指向（　　） A．北方 B．南方 C．西方 D．东方 【答案】A 【解析】 磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。一个磁体无论多么小都有两个磁极，可以在水平面内自由转动的磁体，静止时总是一个磁极指向南方，另一个磁极指向北方，指向南的叫做南极（S极），指向北的叫做北极（N极）。之间呈现同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的现象。我们把小磁针静止时，N极 的方向定义为北极；由于受到地磁场的作用，所以这些小细菌的北极指向北极。 课 堂 小 结 一、磁场和磁感线 1、磁场：磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，叫做磁场。 （1）磁场特点 ①磁场看不见、摸不着，但真实存在 ②磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。 （2）磁场方向 ①磁场有方向，科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。 ②在磁体周围的不同位置，磁场方向不同。 2、磁感线 为了形象地描述磁体周围的磁场分布，英国物理学家法拉第引入了磁感线模型。磁感线是仿照铁屑的排列情况画出的一些带箭头的曲线。 （1）不同磁体磁场的磁感线 （2）磁感线的作用：形象地描述磁体周围的磁场分布 ①磁场的方向：磁感线上的箭头表示的方向，即是磁场方向。 ②磁场的强弱：磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。 （3）磁感线的特点 ①磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到南极。 ②磁场每一点只有一个磁场方向，任意两条磁感线不相交。 二、地磁场 1、地磁场：地球确实是一个大磁体。地球产生的磁场叫地磁场。 （1）地磁场的分布 ①地磁北极在地理南极附近 ②地磁南极在地理北极附近 （2）地磁场的特点：地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。 （3）地磁场的起源 2、地磁场的应用：飞鸽传书、指南针、地磁探矿、地磁发电 板 书 设 计 作 业 设 计 反 思 评 价 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$