第一节 磁现象 磁场（教学设计）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦“磁现象 磁场”核心内容，涵盖磁体性质、磁场特性、磁感线模型及地磁场等知识点。以郑和航海罗盘问题导入，串联我国古代磁学认识（如司南、沈括磁偏角）与现代物理知识，依托“力-场”认知框架，通过“现象-实验-模型”路径，结合“光线”类比与前概念纠正，构建从具象到抽象的学习支架。 此设计以核心素养为导向，物理观念上强化磁场作为特殊物质的认知；科学思维突出磁感线模型建构与类比推理；科学探究融入铁屑分布、小磁针偏转等实验；科学态度渗透古代科技史与生活应用。含典型磁感线图示、古代磁化技术练习题等资源，助力学生提升探究能力与文化自信，为教师提供清晰教学路径与丰富实操素材。

一、磁现象 磁场（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 课时数 教师 课题 一、磁现象 磁场 教学 目标 物理观念 了解磁场的存在与基本特性，知道磁场是一种特殊物质，会用磁感线生动形象地描述磁场的分布和方向；了解地磁场的存在。 科学思维 通过“磁铁吸引铁屑”“磁极相互作用”实验，归纳磁体的基本性质；通过“磁感线”模型，描述磁场的分布与方向，理解“模型化”方法在物理中的应用；将“磁感线”与“光线”类比，理解“假想曲线”的作用。 科学探究 通过观察磁体的作用，提出“磁体间不接触为什么能产生力的作用？”等问题；设计“探究磁极相互作用规律”“探究磁场方向”的实验；通过“铁屑分布”实验，分析磁场的分布特点；通过“小磁针偏转”实验，总结磁场方向的判断方法。 科学态度 与责任 通过实验操作，激发对电磁学的好奇心与探究欲；了解磁现象在生活中的应用，认识物理与生活的密切联系；通过多次实验，培养严谨的科学态度。 教材 分析 本章是初中物理“电磁相互作用”主题的开篇，第一节“磁现象 磁场”是整个电磁板块的基础。其作用体现在：从具象到抽象的过渡，搭建“力-场”的认知框架；连接生活与物理，体现物理的实用性，激发学生对电磁学的兴趣；透“模型化”“抽象思维”等科学方法，培养学生的科学思维能力。教材注重实验探究，联系生活实际，逻辑脉络清晰，符合学生从“现象到本质”的认知规律；渗透科学方法。 学情分析 九年级学生对磁现象有初步感知，知道磁铁能吸引铁、镍等金属，了解“同名磁极相斥、异名磁极相吸”的规律；已学过“力的概念”、“重力场”，具备“从力的作用推测场的存在”的逻辑基础；九年级学生已掌握基本的实验操作技能，能完成简单的探究实验。抽象概念认知困难；模型化思维不足；地磁场方向混淆；前概念干扰：部分学生认为“只有磁铁才能吸引铁”、“磁体的磁极是固定不变的”，这些前概念需要在教学中纠正。 教学重点 1．磁体的基本性质； 2．磁场的概念与基本性质； 3．磁感线的理解。 教学难点 1．磁场的抽象性； 2．磁感线的模型化思想； 3．地磁场的方向。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【问题情境】明代航海家郑和率领庞大的船队“七下西洋”，用20多年的时间访问了30多个国家和地区，最远到达非洲东岸和红海海口。这样大规模的远海航行得益于一种可靠的导航工具——罗盘，它和现在的指南针一样可以指南北方向。指南针为什么始终指南北方向?你知道磁体有哪些特性吗? 带着问题，思考指南针的奥秘 学习新课 一、磁现象 （一）我国古代对磁现象的认识 【教师讲解】（1）最早记载磁石的文献是《管子·地数》：“上有慈石者，下有铜金。” （2）指南针的发明：韩非子：“…故先王立司南，以端朝夕。” 最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物，其中含有主要成分为Fe3O4，能吸引其他物体，很像磁铁。 王充在《论衡》中写道：“司南之杓（勺），投之于地，其柢指南”。 司南 指南鱼 北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了指南针的四种用法。 （二）磁体与磁极 1．磁体：能够吸引铁、钴、镍等物质。 2．磁极：磁体上吸引能力最强的两个部位叫磁极。每个磁体都有两个磁极。 能够自由转动的磁体（小磁针），静止时指南的那个磁极叫南极或S极，指北的那个磁极叫北极或N极。 3．磁体间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 4．磁化：一些物体在某些条件下可以获得磁性，这种现象叫做磁化。 磁化的结果：有些材料，像大头针一样，如果将磁体移开，大铁钉上的大部分小铁钉会落下来，这是由于大铁钉的磁性减弱了。而另一些材料，像钢棒一样，（图17.1-4），使钢棒磁化后再移走磁体，钢棒的磁性并不消失，这种能长期保持磁性的磁体叫作永磁体。 （三）磁性材料 【阅读教材】“相关链接”——磁性材料。 磁性材料主要是指铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。按磁化后去磁的难易程度，磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易失去磁性的物质叫软磁性材料，不容易失去磁性的物质叫硬磁性材料。一般来说，软磁性材料剩磁较少，硬磁性材料剩磁较多。 磁性材料的应用非常广泛(图17.1-5)，可用于电表、扬声器中，可用在计算机的磁性存储设备和银行卡等日常生活用品中，等等。 了解我国古代对磁现象的认识 知道磁体和磁极 认识磁极的相互作用 了解磁化 了解磁性材料 学习新课 二、磁场 （一）探究磁场的基本性质 1．磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，称为磁场。 【思考】将磁针放到磁体附近，磁针指向发生偏转，说明什么？ 磁针受到了力的作用。 力是物体对物体的作用，磁体和磁针没有接触，怎么会有力的作用呢？ 可能是由于磁体周围有某种特殊的物质，能够对磁针产生力的作用。 2．磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用。 【思考】磁场看不见摸不着，人们怎样认识它的存在并研究它的性质的呢？ 【提个醒】风看不见也摸不着，我们可以根据它对旗子的作用来判断风的大小和方向。同理，磁场看不见也摸不着，我们可以根据它对放入其中的磁体产生的作用来认识磁场的强弱和方向。——转换法。 【探究实验】 1．将几个小磁针放在条形磁体周围的不同地方。 2．在桌上放一根条形磁体，在磁体上放一块硬纸板，将铁屑（相当于很小的磁针）均匀地撒在纸板上，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，尝试用一些曲线描绘这些线条。 （1）磁针所指的方向相同吗？ （2）小磁针所受磁力的方向相同吗？ （3）这样的现象反映了磁场有什么性质？ 3．物理学中把磁场对小磁针作用力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向。 （二）磁感线 1．我们把小磁针在磁场中排列情况，用一根带箭头的曲线画出来，形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。 2．几种典型的磁感线分布： 条形磁体 蹄形磁体 同名磁极 异名磁极 3．磁感线的特点： （1）磁感线上任意一点的方向，与该点的磁场方向相同。 （2）磁感线是描述磁场的方法，并不存在。——理想模型。 （3）磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。 （4）磁感线是闭合的：在磁铁外部，从N极到S极；在磁铁内部，从S极到N极。 认识磁场及其基本性质 探究条形磁体周围的磁场分布 认识磁感线 学习新课 三、地磁场 （一）地磁场 磁针受力转动是磁场作用的结果，那么指南针在世界各地都能够指南北又是谁的磁场在施加作用呢？ 1．地球周围存在的磁场叫作地磁场。 2．研究表明地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。 3．地磁场特点 （1）地磁N极在地理的南极附近；地磁S极在地理的北极附近。 （2）地理两极与地磁两极相反，且并不重合。 4．沈括（1031—1095） ，字存中，号梦溪丈人，汉族，浙江杭州钱塘县人，北宋政治家、科学家。我国宋代学者沈括对磁偏现象进行过较为详细的研究。“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”---《梦溪笔谈 卷二十四》 （二）我国古代对磁学的贡献 【阅读教材】“阅读与拓展”——我国古代磁学对人类发展的贡献 指南针是我国古代四大发明之一，它的发明经历了很长的过程。 最早的指南仪叫司南。公元1世纪，东汉学者王充在《论衡》中对司南作了比较具体的描述。图17.1-11是按古代记载仿制的司南模型。 到了西晋时代，有了可以浮在平静的水面上的指南鱼(最早见于西晋崔豹《古今注》)。指南鱼转动的灵活性比司南好，但磁性较弱，不易保存。 北宋学者沈括在他的著作《梦溪笔谈》中介绍了指南针的人工磁化方法、磁偏角的发现等，还总结了四种指南针的制作方法。我国发明指南针后，很快将其应用到航海上，并发明了罗盘。罗盘被许多国家使用，推动了航海事业的发展，促进了世界经济和文化的交流，为人类的进步作出了巨大贡献。 了解地磁场 了解我国古代对磁学的贡献 课 堂 练 习 1．现有两根大头针被条形磁铁的一端吸引，悬在条形磁铁下方，如图所示的四幅图能正确反映实际情况的是（ A ） 【答案】A 【解析】大头针被磁化后，靠近S端的都是N极，远离S端的都是S极。因为同名磁极相互排斥，所以A符合题意。 故选A。 2．人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，如图所示，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼，图中是它静止时的指向。下列判断正确的是（　C　） A．鱼形铁不能被磁体吸引 B．指南鱼周围存在磁感线 C．指南鱼鱼头应标注“N” D．指南鱼的腹部磁性最强 【答案】C 【解析】指南鱼是个磁体，两端的磁性最强；与其他磁体会有力的作用，故能被磁体吸引；周围存在磁场，静止时鱼头指北方向，应标注“N”； 所以ABD错误，选项C正确。 故选C。 3．放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是（　A　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】A 【解析】根据“条形磁体周围磁感线的分布情况可知，乙丁二个小磁针涂黑的一端指向一致，是N极，故磁体的右端为N极。则甲涂黑的一端为S极。 所以选A。 4．如图所示，是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（　D　） A．该条形磁体的左端为S极 B．磁场不是真实存在的 C．磁感线是真实存在于该条形磁体周围的 D．磁感线是为了研究方便引入的假想曲线 【答案】D 【解析】A.该条形磁体的左端为N极，故该选项错误； B.磁场是真实存在的；该选项错误； C.磁感线并不是真实存在的，该选项错误； D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线，正确。 故选D。 5．关于磁感线的说法正确的是（ D ） A．磁感线是由小铁屑形成的    B．磁场中有许多曲线，这些曲线叫磁感线    C．小磁针在磁感线上才受力，在两条磁感线之间不受力   D．磁感线是人们为了形象地描述磁场的分布而假想出来的，实际并不存在 【答案】D 【解析】A.小铁屑可以用来反映磁体周围的磁场分布，但磁感线不是铁屑形成的，故该选项错误； B.磁感线并不真实存在；该选项错误； C.磁感线是为了描述磁场而画出来的一些假想曲线，因此两条磁感线中间也是有磁场的，该选项错误； D.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线，正确。 故选D。 6．标出磁极的名称和A、B两点的磁场方向。 N N N S 【答案】作图如图 【解析】根据异名磁极之间的磁场分布，和同名磁极之间的磁场分布，可以作图如图。 板 书 设 计 一、磁现象 磁场 一、磁现象 1．磁体：能够吸引铁、钴、镍等物质。 2．磁极：磁体上吸引能力最强的两个部位叫磁极。每个磁体都有两个磁极。 能够自由转动的磁体（小磁针），静止时指南的那个磁极叫南极或S极，指北的那个磁极叫北极或N极。 3．磁体间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 4．磁化：一些物体在某些条件下可以获得磁性，这种现象叫做磁化。 磁性材料：软磁性材料、硬磁性材料。 二、磁场和磁感线 1．磁体：磁场周围存在的一种特殊物质 2．磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用。 3．物理学中把磁场对小磁针作用力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向。 4．用一根带箭头的曲线画出来，形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。 2．几种典型的磁感线分布： 条形磁体 蹄形磁体 同名磁极 异名磁极 三、地磁场 1．地球周围存在的磁场叫作地磁场。 2．研究表明地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。 3．地磁场特点 （1）地磁N极在地理的南极附近；地磁S极在地理的北极附近。 （2）地理两极与地磁两极相反，且并不重合。 4．我国宋代学者沈括对磁偏现象进行过较为详细的研究。 课 堂 小 结 一、磁现象 磁场 作业布置 1．教材本节末“实践与探索” 2．配套同步“导学案”。 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $