第二节 磁场（表格式教学设计）物理新教材北师大版九年级全一册

第二节 磁场（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第二节 磁场 教学目标 物理观念 知道磁极间的相互作用规律；理解磁场的存在、磁感线的模型意义、地磁场的分布规律 科学思维 通过实验归纳磁场特性，建立磁感线的模型法认知，推理指南针与地磁场的关系 科学探究 设计“探究条形磁体磁场分布”的实验，掌握转换法（小磁针、铁屑显磁场） 科学态度 与责任 了解指南针发展史（沈括的磁偏角），体会科学与技术的关联 教材分析 本节《磁场》是电磁学知识体系的核心内容，承接上节“简单磁现象”，遵循“现象→本质→模型→应用”的逻辑线索展开。首先通过磁极间的相互作用实验，引出磁场的客观存在；再通过小磁针、铁屑实验探究磁场的分布与方向，构建磁感线这一抽象模型；最后结合地磁场的分布规律，解释指南针的工作原理，串联起古代文明与现代物理知识。本节重点培养学生的抽象思维和实验探究能力，同时凸显物理知识的应用性与历史传承性，是连接磁现象与电磁应用的关键纽带。 学情分析 九年级学生已具备磁体、磁极、磁化等基础概念，通过生活中的指南针、磁铁等实例对磁现象有感性认知，但对“磁场”这种看不见、摸不着的抽象物质理解存在困难。学生已掌握基础实验操作技能，对实验探究充满兴趣，但在模型法、转换法等科学方法的运用上仍需引导，尤其在理解磁感线的“假想性”与磁场的“客观性”的区别、地理两极与地磁两极的差异时，易出现认知误区，需要通过具象实验和层层递进的分析帮助突破。 教学重点 磁场的存在性、磁感线的特点、地磁场的应用（指南针） 教学难点 磁感线的抽象模型理解、地理两极与地磁两极的差异 教学准备 条形磁体、蹄形磁体、小磁针、铁屑、玻璃板、细线、小车、铁块、缝衣针、泡沫、水 教学过程 导入新课 展示实验情境：将一根条形磁体用细线悬挂起来，用另一根条形磁体的不同磁极分别靠近它。 【提问】悬挂的磁体为什么会发生转动？同名磁极和异名磁极靠近时，现象有什么不同？磁体之间没有接触，力是如何产生的？ 通过学生熟悉的实验现象引发思考，自然引入“磁场”这一核心概念，激发探究兴趣。 学习新课 一、磁场 课堂小实验1：磁极相互作用探究 实验器材：两根条形磁体、细线 实验步骤： 1. 用细线将一根条形磁体悬挂，使其能在水平面内自由转动，标注磁体的N极和S极。 2. 用另一根磁体的N极靠近悬挂磁体的N极，观察现象； 3. 用另一根磁体的S极靠近悬挂磁体的N极，观察现象； 4. 更换磁极重复实验，记录每次相互作用的结果。 实验现象：同名磁极相互推开，异名磁极相互吸引。 【结论】磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 【思考与提问】1. 磁体之间没有接触，却能产生相互作用力，这种力的传递依靠什么？ 2. 悬挂的磁体运动状态改变，说明它受到了力的作用，这个力的施力物体是什么？ 核心概念讲解 磁场：磁体周围存在着我们肉眼看不见的特殊物质，它是磁体间相互作用的媒介，是客观存在的。 磁场的基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。 课堂小实验2：探究磁场的分布与方向 实验①：小磁针探究磁场方向 器材：条形磁体、多个小磁针 步骤：在条形磁体周围不同位置（两端、中间、侧面等）均匀摆放小磁针，观察小磁针静止时N极的指向。 现象：不同位置的小磁针N极指向不同。 结论：磁场具有方向性，在磁场中，可自由转动的小磁针静止时北极（N极）的指向，就是该点的磁场方向。 实验②：铁屑探究磁场分布 器材：条形磁体、玻璃板、铁屑 步骤：将条形磁体放在水平桌面，上方覆盖一块玻璃板，在玻璃板上均匀撒上铁屑，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的排列情况。 现象：铁屑会在磁场作用下有序排列，形成有规律的曲线。 结论：铁屑被磁化后相当于无数个小磁针，其排列情况形象地反映了磁场的分布形态；磁体两端铁屑分布最密集，说明两端磁场最强。 【典例1】将固定磁体的小车向固定铁块的小车靠近，至一定距离后释放（a、b两点表示小车的初位置）下列情形正确的是（    ） A．固定磁体的小车和固定铁块的小车均静止在初位置 B．固定磁体的小车向固定铁块的小车靠拢 C．固定铁块的小车向固定磁体的小车靠拢 D．固定磁体的小车和固定铁块的小车向彼此靠拢 【答案】D 【详解】磁体可以吸引铁块，产生力的作用，因力的作用是相互的，所以两辆小车相互靠拢，故D正确，ABC错误。 故选D。 【典例2】如图所示，在一根条形磁铁上面放一块玻璃板，在玻璃板上撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑被条形磁铁 ，相当于一个个小磁针有规则地排列起来，显示出条形磁铁周围磁场的分布情况。请你写出用一个标有N、S极的小磁针，标记出条形磁铁上方A点处的磁场方向的方法： 。    【答案】 磁化 见解析 【详解】[1]轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响，铁屑在磁场中会被磁体磁化，成为一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。 [2]将小磁针放置在A点处，小磁针静止时N极的指向标记为该点的磁场方向。 【典例3】如图所示，科技小组自制了一个“树叶水罗盘”，他们将磁化后的缝衣针放在水中漂浮的一片树叶上，多次将树叶轻轻旋转，待其静止后发现树叶的尖端总是指向南方。针尖相当于磁针的 极；磁针有这样的指向性，是因为它受到 作用。 【答案】 南 磁场 【详解】[1][2]地球是一个大的磁体，磁化后的缝衣针具有磁性，类似指南针，树叶尖端指向地磁北极，地理的南极，待其静止后发现针的尖端总是指向南方，则缝衣针尖端是水罗盘的南极，故针尖相当于磁针的南极；地球周围存在着磁场，磁针有这样的指向性，是因为它受到磁场的作用。 学习新课 二、磁感线 核心概念讲解 磁感线：为了方便、形象地描述磁场的分布和方向，人们引入的带箭头的假想曲线（模型法），实际并不存在，但磁场是客观存在的。 磁感线的特点： 1. 磁体外部：磁感线从N极出发，回到S极；磁体内部：从S极回到N极，形成闭合曲线。 2. 磁感线上某点的切线方向，与该点的磁场方向一致（即小磁针N极指向）。 3. 磁感线的疏密程度反映磁场的强弱：磁感线越密，磁场越强；磁体两极磁感线最密，磁性最强。 4. 任意两条磁感线都不会相交（磁场中某点的磁场方向唯一）。 常见磁体的磁感线分布： 条形磁体：磁感线从N极出发，呈弧线指向S极，两端密集、中间稀疏。 蹄形磁体：磁感线从N极出发，指向另一端的S极，两极附近密集。 同名磁极（N-N或S-S）：磁感线相互排斥，中间区域几乎没有磁感线。 异名磁极（N-S）：磁感线从N极出发，直接指向S极，两极间磁感线密集且分布均匀。 【典例4】在建立“磁感线”模型实验中，某小组将条形磁体放在玻璃板下方，在玻璃板上均匀地撒上铁屑，轻轻敲击玻璃板，铁屑的分布情况如图所示。此时若把条形磁体的N、S极对调，再重复上述实验，则我们看到的现象和接下来的操作是（　　） A．铁屑分布情况相同，然后取相同小磁针分别放在两个磁场的相同位置，观察小磁针指向 B．铁屑分布情况相同，然后取相同小磁针分别放在两个磁场的不同位置，观察小磁针指向 C．铁屑分布情况不同，然后取相同小磁针分别放在两个磁场的相同位置，观察小磁针指向 D．铁屑分布情况不同，然后取相同小磁针分别放在两个磁场的不同位置，观察小磁针指向 【答案】A 【详解】当N、S极对调后，铁屑分布情况保持不变，但磁场方向不同，为了反映磁场方向不同，需要在磁场的相同位置放置相同的小磁针，观察小磁针的指向。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【典例5】下列三幅图涉及到一些磁现象的知识，关于磁现象的描述正确的是（　　） A．磁场看不见，摸不到，是不存在的，是我们假想出来的一个模型 B．甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则A端为N极 C．乙图中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为S极 D．丙图表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布 【答案】B 【详解】A．磁场看不见，摸不到，但是它是真实存在的，它的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，故A错误； B．同名磁极相互排斥，甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则A端为N极，故B正确； C．乙图中地理北极是地磁场南极，地球外部磁场方向为从地磁北极指向地磁南极，图中小磁针上端为N极，故C错误； D．丙图中磁感线相互排斥，表示的是两个条形磁体同名磁极附近的磁感线分布，故D错误。 故选 B。 【典例6】如图所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，a点的磁场比b点的磁场 （选填“强”或“弱”）；若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向 （选填“P”或“Q”）处。 【答案】 弱 P 【详解】[1]从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏，故a点的磁场比b点的磁场弱。 [2]小磁针静止在b点时，其N极指向与该点磁感线的切线方向一致，故N极指向P点。 学习新课 三、地磁场 【思考与导入】指南针静止时总是指向南北方向，是什么原因让指南针保持固定指向？ 核心概念讲解 地磁场：地球周围空间存在的磁场，是指南针指向的原因。 地磁场的分布：形状与条形磁体的磁场相似。 地磁N极：在地理南极附近； 地磁S极：在地理北极附近； 地磁偏角：地理两极与地磁两极不完全重合，存在一定偏角，由我国宋代科学家沈括最早准确记载（比西方早400多年），《梦溪笔谈》中“常微偏东，不全南也”即描述这一现象。 地磁场的作用 1. 使指南针指示南北，为航海、导航提供依据； 2. 保护地球生物：阻挡来自太阳的带电粒子，避免其对地球生物造成伤害； 3. 产生极光：带电粒子进入地球两极附近的大气层，与大气相互作用形成极光。 【典例7】沈括在《梦溪笔谈》中描述：“方家，以磁石磨针锋，则能指南；然常微偏东，不全南也”。下列说法正确的是（　　） A．地磁场北极在地理北极附近 B．指南的“针锋”是磁体的北极 C．指南的“针锋”指向地理南极的正方向 D．地磁场的两极和地理的两极不完全重合 【答案】D 【详解】A．地磁场的北极与地理北极并不重合，且方向相反。地磁场的北极实际上在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，故A错误； B．磁体具有同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的性质。指南针能指南，是因为“针锋”受到地磁场北极的吸引，地磁场北极在地理南极附近，故“针锋”应为磁体的南极，故B错误； C．指南针的“针锋”并非指向地理南极的正方向，而是存在一定的偏角，即磁偏角，故C错误； D．由“常微偏东，不全南”可知，地磁场的两极与地理的两极并不完全重合，这种偏差称为磁偏角，这是沈括最早记录的重要现象，故D正确。 故选D。 【典例8】公元一世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，“柢”即勺柄，如图所示。“柢”是磁体的 （选填“N”或“S”）极，“司南”能指南北方向是受 的作用。 【答案】 S 地磁场 【详解】[1][2]磁体在地磁场的作用下，南极指南，北极指北；“司南之杓，投之于地，其柢指南”，“柢”即勺柄，勺柄指示南方，“柢”是磁体的南极，即S极；“司南”能指南北方向是受地磁场的作用。 科学窗：“指南针”发展简史 1. 司南：两千多年前我国古代发明的最早指示方向仪器，由天然磁石制成。 2. 罗盘：在司南基础上改进，为航海导航提供更精准的方向指引。 3. 指南鱼：以人工磁化方法制成，比司南更先进、便携。 4. 指南针：我国古代四大发明之一，推动了世界航海事业的发展。 5. 现代电子罗盘：手机、导航设备中的“指南针”，无真实小磁针，通过电子元件感知磁场实现方向指示。 课 堂 练 习 1．古话说：“床位的摆放应与大自然的能量流动相协调”，即顺应地磁场摆放。有科学研究也证实，人类的睡眠与地球磁场有一定关联，人体（由头到脚）顺应磁场方向睡觉有利于身体各个系统的平衡与健康。按上面说法，床位最合适的摆放方向是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】地磁场的方向在地球的外部由地球磁体的N极出发回到地球磁体的S极，地球磁体的N极在地理南极，地球磁体的S极在地理北极，故磁场方向从南向北，床的摆放如C所示，床头朝南，这样睡觉时，人体从头部到脚部的生物电流方向与地磁场方向基本一致，也是由南向北，这样有利于血液循环和神经系统与磁场共振，符合“顺应地磁场”的科学依据，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．关于下列四幅图的描述正确的是（　　） A．甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒一定具有磁性 B．乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中小磁针左端为S极，右端为N极 【答案】D 【详解】A.用钢棒靠近磁体的S极时，钢棒没有磁性或者靠近磁体的是钢棒的N极，二者都会相互吸引，故A错误； B.地球磁场的N极在地理的南极附近，故B错误； C.同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当另一根同样的条形磁铁的N极与原来磁铁的S极接合时，N极与S极接合在一起，成为一个新的条形磁铁，铁钉所在位置成为“新条形磁铁”的中间位置，磁性很弱，铁钉将落下，故C错误； D.磁体周围的磁感线总是从N极发出，回到S极，图甲：a端磁极是N极，b端磁极是S极，根据小磁针静止在磁场中，N极所指的方向与磁感线方向相同，可知小磁针左端为S极，右端为N极，故D正确。 故选D。 3．将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面，如下图，回形针在地球 的作用下，静止后指向南北。参照冬季午间小草的影子偏向北方，进一步推测A端是回形针磁体的 极。 【答案】 磁场 S 【详解】[1][2]地球是一个巨大的磁体，磁化后的回形针具有磁性，将其放在树叶上，漂浮于水面，则回形针在地球磁场的作用下，静止后会指南北两个方向。小草的影子偏向北方，根据影子的形成原理可知太阳在南方，地理南方附近是地磁北极，根据磁极间的相互作用规律可知回形针磁体指南方的是S极，即可以推测A端是回形针磁体的S极。 4．在“探究磁体周围的磁场分布”实验中，小丁同学正确描绘出某蹄形磁体磁极附近的磁感线分布如图所示，则该蹄形磁体下端的磁极是 极。 【答案】S 【详解】磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，根据图中磁感线方向可知该蹄形磁体下端的磁极是S极。 5．如图所示，铁屑在条形磁体周围有规律地分布着。磁体两端的铁屑比较密，说明其磁性 （选填“强”、“弱”）。仿照这个规律，人们画成了如图2，图中的曲线叫 。 【答案】 强 磁感线 【详解】[1]铁屑在条形磁体周围有规律地分布着，说明磁体周围存在着磁场；磁体两端的铁屑比较密，说明其磁性强。 [2]人们为了形象地描述磁场的性质引入了磁感线，图2中所画的就是磁体周围的磁感线。 板 书 设 计 第二节 磁场 一、磁极间的相互作用 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 二、磁场 1. 定义：磁体周围客观存在的特殊物质 2. 基本性质：对放入其中的磁体有力的作用 3. 磁场方向：小磁针静止时N极的指向 三、磁感线（假想模型） 1. 分布：外部N极→S极，内部S极→N极（闭合曲线） 2. 特点：切线方向=磁场方向；疏密反映磁场强弱；不相交 四、地磁场 1. 分布：地磁N极（地理南极附近），地磁S极（地理北极附近） 2. 地磁偏角：沈括最早记载 3. 应用：指南针 五、指南针发展史 司南→罗盘→指南鱼→指南针→电子罗盘 课 堂 小 结 第二节 磁场 课 后 作 业 1.习题作业：完成课本“自我检测”剩余题目； 2.拓展作业：制作简易指南针：用缝衣针在磁体上摩擦磁化，插入泡沫漂浮在水面上，测试指向； 3.实践作业：查阅资料，了解指南针的发明对人类社会进步所起的作用，并以手抄报或壁报的形式与同学分享。 教 学 反 思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $