内容正文:
第十六章 磁场 电磁铁
16.1 永磁体的磁场
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◇教学目标◇
1.知道一些基本的磁现象,知道“磁化”和“去磁”的简单方法。
2.通过观察实验现象认识磁极,理解磁极间的相互作用规律。
3.通过实验认识磁场。
4.知道磁感线可用来形象地描述磁场,知道磁感线方向是怎样规定的。通过用铁屑显示磁体周围的磁场分布,学习用磁感线表示磁场的方法。
5.知道地球周围存在着磁场。
◇教学重难点◇
1.教学重点:磁极的指向性、磁极间的相互作用规律。
2.教学难点:磁化的现象。
◇教学过程◇
一、新课导入
请大家先听两个故事:①秦始皇统一六国以后,建造了规模宏大的阿房宫。为了防范刺客,聪明的工匠们修建了奇特的阿房宫的北门,一旦有人身怀铁器,立即就会被门牢牢地吸住;②在加拿大东海岸,有一个神奇而令人生畏的世百尔岛,来往的船只只要一靠近它,不但指南针失灵,还会被吸向海底,触礁沉没。
听了这两个故事,大家一定很想知道其中的奥秘吧?学习了今天的内容,你就明白这是为什么了。
二、教学步骤
探究点1 磁体
[阅读课本]P2~3“磁体”
[思考]什么是磁性?
[提示]磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,这种性质叫做磁性。
[小结]能够长期保存磁性的磁体叫做永磁体。磁体有天然磁体和人造磁体。
[习题]奥运会沙滩排球场地用沙都要经过严格地清洗和筛选。“磁选”是对沙子进行处理的工序之一,“磁选”是选走沙子中的 ( )
A.粗的沙子和小石块 B.铜、铝碎片
C.玻璃和塑料碎片 D.铁钉、铁片
[分析]因为磁体具有吸铁性,铁钉、铁片是铁磁性物质,所以“磁选”会选走铁钉、铁片,D项正确。
[答案]D
[思考]磁体上各处的磁性是否一样呢?
[探究1]取一个条形磁铁,放在铁屑中,然后取出,观察现象。
[提示]磁体两端吸引铁屑最多,中间吸引铁屑最少,说明两端的磁性最强,中间的磁性最弱。
[小结]磁体的两端磁性最强,叫做磁极。每一个磁体都有两个磁极。
[思考]磁体上两个磁极的指向有何特点呢?
[探究2]将条形磁铁中间用细绳系住,让它在空中旋转,静止后观察它的指向,重复几次。
[提示]悬挂的磁体静止后总是指向南北。
[归纳提升]悬挂着的磁体静止时,指北的一端是磁体的北极,用N表示;指南的一端是磁体的南极,用S表示。如果磁体被分割成两段或几段后,每段磁体上仍然有N极和S极。
[思考]磁极间的相互作用有什么规律?
[探究3]学生完成如图所示的探究。
[提示]N极和S极相互吸引,N极和N极相互排斥。
[小结]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。
[归纳提升]磁体的特性:磁体具有吸铁性、指向性,磁极间存在相互作用。
探究点2 磁化和去磁
[阅读课本]P3~4“活动2”
[思考]磁体吸引大头针时,大头针之间能否互相吸引?
[提示]磁体吸引大头针时,大头针之间能互相吸引。
[归纳提升]使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。磁化的方法:通过接触或靠近磁体、用磁体的一极沿同一个方向多次摩擦。
[思考]能使有磁性的物体失去磁性吗?
[提示]使原来有磁性的物体失去磁性的过程叫做去磁。去磁的方法:不断敲击或放在火焰上加热。
探究点3 磁场
[阅读课本]P4~5“磁场”
[思考]为什么磁体间不需要直接接触,就能发生相互作用?
[提示]磁体周围存在着一种看不见的物质,这种物质叫做磁场。
[思考]前面所学的磁极间的相互作用规律和磁化是怎样发生的?
[提示]磁极间的相互作用规律和磁化都是通过磁场发生的。
[实验]将小磁针放在条形磁铁的周围,观察小磁针静止时的指向情况(如图所示)。
[思考]不同处的小磁针指向不同,说明了什么?
[提示]磁场是有方向的,人们把小磁针在磁场中静止时N极所指的方向,规定为这一点的磁场方向。
[归纳提升]磁体周围存在着磁场。磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
[习题]磁场的基本性质是指 ( )
A.能使放入其中的小磁针发生偏转
B.能够吸引铁、钴、镍等磁性材料
C.方向与小磁针在磁场中静止时N极的指向相反
D.能够对放入其中的磁体产生磁力的作用
[分析]磁场对放入其中的小磁针有磁力作用,但小磁针不一定偏转,如小磁针放入磁场时北极指向与磁场方向一致时,就不发生偏转,A项错误;能够吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质叫磁性,B项错误;规定小磁针在磁场中静止时N极所指的方向为这一点的磁场方向,C项错误;磁场的基本性质是对放入其中的磁体有磁力的作用,D项正确。
[答案]D
探究点4 磁感线
[阅读课本]P5“活动3”
[思考]铁屑为什么会形成如课本图16-1-6所示的分布呢?
[提示]因为铁屑在磁场作用下被磁化成一个个小磁针。根据磁极间的相互作用规律,它们就在磁场中形成了如课本图16-1-6所示的排列。
[实验]用实物投影展示带有许多“小磁针”的透明塑料板,让学生观察“小磁针”的排列。再把条形磁铁放在塑料板中央,观察现象。
[思考]发现了什么?为什么会出现这种现象?
[提示]一开始小磁针排列杂乱无章,放入条形磁铁后,小磁针排列规则,这是磁场作用的结果。
[阅读课本]P5~6“磁感线”
[思考]我们把小磁针排列的情况用线条画下来。那么,可不可以用像这样的线条来描述磁场的分布情况呢?
[提示]可以,在物理上把这样的线条叫做磁感线。
[思考]磁场是有方向的,那么用磁感线来描述磁场时,磁场的方向怎样去体现呢?
[提示]为了形象地表示磁场,我们仿照铁屑在磁场中的分布图形画出的一系列带有箭头的曲线,就是磁感线。磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向,跟该点小磁针静止时N极所指的方向一致。
[思考]磁感线在描述磁场分布时,有什么规律呢?
[提示]①在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出来,回到它的S极;
②磁感线分布越密的地方,磁场越强;磁感线分布越疏的地方,磁场越弱。即磁感线的疏密反映磁场的强弱。
[习题]在物理中,磁感线能形象、直观地描述磁场。
(1)图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图,其中a和b处磁场强度分别表示为Ba、Bb,其大小关系是Ba Bb(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)若在图1的b处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图2中的 。
[分析]题图1中越靠近磁极的位置磁感线越密集、磁场越强,越远离磁极的位置磁感线越稀疏、磁场越弱,因此a和b处磁场强度Ba、Bb的大小关系是Ba小于Bb。(2)题图1中磁感线指向磁极,说明这是S极,若将小磁针放在b处,根据异名磁极相互吸引的规律可知,小磁针的N极应该向右,即题图2中的甲是正确的。
[答案](1)小于 (2)甲
[思考]用磁感线描述磁场的分布,是什么实验方法,实际上有没有磁感线?
[提示]磁感线用来描述磁场的分布情况是一种理想模型,实际上并不存在。
[思考]在茫茫的大海上,为什么指南针能帮船员指明方向呢?
[提示]地球是一个巨大的天然磁体,地球周围的磁场叫做地磁场。地磁场使指南针总是指向南北。
[思考]地磁场的南、北极和地理的南、北极一致吗?
[提示]地磁的两极与地理的两极并不完全重合,地磁南极在地理的北极附近,地磁北极在地理的南极附近。
[思考]地磁场的磁感线分布和哪种磁铁的磁感线分布相似?
[提示]地磁场的磁感线分布和条形磁铁的磁感线分布相似。
[阅读课本]P7“信息浏览”
[小结]水平放置的小磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角,称之为磁偏角,世界上最早准确记述这一现象的是我国宋代学者沈括。
探究点5 形形色色的磁性材料
[阅读课本]P7“形形色色的磁性材料”
[思考]什么是软磁材料?什么是硬磁材料?
[提示]磁性材料按磁化后去磁的难易程度分为软磁材料和硬磁材料。磁化后容易失去磁性的物质叫做软磁材料,不容易失去磁性的物质叫做硬磁材料。
[思考]软磁材料和硬磁材料各自有什么用途?
[提示]软磁材料适用于需要反复磁化的场合,例如可以用来制造天线磁棒、磁头,计算机的记忆元器件,以及变压器、交流电机的铁芯等;硬磁材料适合制造永磁体,广泛应用于磁记录,如购物卡、银行卡上的磁条、计算机硬盘内部盘片表面的磁粉等。
[思考]常见的软磁材料和硬磁材料有哪些?
[提示]常见的金属软磁材料有软铁、硅钢、镍铁合金等;常见的金属硬磁材料有碳钢、钨钢、铝镍钴合金等。天然磁石也是硬磁材料。
三、板书设计
16.1 永磁体的磁场
1.磁体
(1)磁性
(2)磁极
(3)磁极间的相互作用规律
2.磁化与去磁
3.磁场
(1)定义
(2)方向
4.磁感线
(1)概念
(2)特点
(3)地磁场
5.形形色色的磁性材料
◇教学反思◇
磁场是一个很抽象的概念。通过“磁场中某一固定点对小磁针的北极(或南极)的作用力有确定的方向,而在磁场的不同点小磁针的北极(或南极)受力方向不同”的事实,认识到磁场是有方向的。本节课从磁场的基本性质入手,引导学生认识、感受磁场,把抽象的问题具体化、形象化,符合初中阶段学生的认知规律。
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