20.1磁现象 磁场 教学设计-2025-2026学年人教版九年级全一册物理

20.1磁现象磁场教案 一、核心素养目标 1物理观念：认识磁体、磁极、磁化等磁现象，理解磁场的客观存在及基本性质，建立磁感线的模型认知，明确地磁场的相关特点。 2科学思维：通过观察实验现象推理磁场的存在，运用磁感线模型描述磁场分布，培养抽象思维与模型建构能力。 3科学探究与创新意识：经历磁体相互作用、磁场探究的实验过程，提升观察、操作、分析归纳的探究能力，激发创新思考。 4科学态度与责任：了解磁现象在生活、科技中的应用，认识物理知识与实际生活的紧密联系，增强探索自然规律的兴趣与责任意识。 二、教学重难点 1重点：磁体的基本性质与磁极间的相互作用规律；磁场的客观存在与基本性质；磁感线的特点与分布规律；地磁场的基本认知。 2难点：理解磁场的客观存在（抽象概念的具象化）；建构磁感线模型并理解其物理意义；区分磁场与磁感线的本质差异。 三、教学过程 （一）议题导入：创设生活情景，提出核心议题 呈现情景：生活中，冰箱门能自动吸合固定，指南针能精准指示南北方向，磁悬浮列车能悬浮行驶且速度飞快，手机中的磁铁保证扬声器正常发声。这些现象都与“磁”有关，看似不同的磁应用，背后蕴含着统一的磁现象规律。 师生互动：1引导学生列举生活中其他磁现象实例（如磁铁吸铁钉、磁扣防盗等）；2小组讨论：这些磁现象有什么共同特点？指南针为什么能指示南北？磁体之间没有接触为什么能产生相互作用？3教师梳理学生疑问，提出核心议题：磁体有哪些特性？磁体间的相互作用是如何发生的？ 设计意图：通过生活中熟悉的磁现象情景，唤醒学生生活经验，激发探究兴趣，聚焦核心问题，为议题式教学展开奠定基础。 （二）实验探究一：认识磁体与磁极，突破重点 1实验准备：每组配备条形磁体、蹄形磁体、小铁钉、回形针、铜片、铝片、纸片等器材。 2探究任务：磁体的吸磁特性与磁极识别 师生互动： （1）分组实验：用条形磁体分别靠近小铁钉、回形针、铜片、铝片、纸片等物体，观察哪些物体能被吸引； （2）现象分享：各小组汇报实验结果，教师引导总结：磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，这种性质叫磁性；具有磁性的物体叫磁体； （3）深化探究：用条形磁体的不同部位（两端、中间）分别靠近小铁钉，观察吸引铁钉的数量差异； （4）归纳总结：磁体两端的磁性最强，中间磁性最弱，磁体上磁性最强的部分叫磁极；每个磁体都有两个磁极，分别是南极（S极）和北极（N极）。 3探究任务：磁极间的相互作用规律 师生互动： （1）分组实验：将一根条形磁体用细线悬挂起来，用另一根条形磁体的N极分别靠近悬挂磁体的N极和S极，观察现象；再用S极分别靠近悬挂磁体的N极和S极，记录实验现象； （2）小组交流：分享实验现象（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引）； （3）验证强化：用蹄形磁体重复上述实验，验证规律的普遍性； （4）教师总结：磁极间的相互作用规律为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 4拓展探究：磁化现象 师生互动： （1）实验操作：用条形磁体的一端在一根没有磁性的铁钉上沿同一方向摩擦几次，再用摩擦后的铁钉靠近小铁钉，观察现象； （2）概念形成：引导学生总结：使没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化； （3）生活联系：举例说明磁化现象的应用（如磁铁矿的形成、磁化水杯等）和防止磁化的场景（如精密仪器避免靠近强磁体）。 （三）实验探究二：探究磁场的存在与性质，突破难点 1提出问题：磁体之间没有接触却能产生相互作用，这种相互作用是通过什么传递的？ 2实验探究：磁场的客观存在 实验准备：每组配备条形磁体、小磁针、玻璃板、铁屑等器材。 师生互动： （1）初步感知：将小磁针放在条形磁体周围不同位置，观察小磁针的指向变化；引导学生思考：小磁针发生偏转，说明受到了力的作用，这个力来自哪里？ （2）模型呈现：在玻璃板上均匀撒上铁屑，将玻璃板放在条形磁体上方，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况； （3）概念建构：教师引导总结：磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用，这种物质叫做磁场；磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用。 3探究任务：磁感线的认知与分布 师生互动： （1）问题引导：磁场看不见、摸不着，如何直观地描述磁场的分布和方向？ （2）观察归纳：结合小磁针指向和铁屑分布，引导学生发现：小磁针N极的指向具有规律性，铁屑的分布能反映磁场的分布形状； （3）模型建构：教师讲解：为了形象、方便地描述磁场，我们引入磁感线的概念。磁感线是假想的曲线，用来描述磁场的分布和方向；在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极；磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密，磁场越强； （4）画图强化：引导学生在练习本上画出条形磁体和蹄形磁体的磁感线分布，教师巡视指导，纠正错误画法，强调磁感线不相交、不重合的特点。 4区分辨析：磁场与磁感线的差异 师生互动：组织学生讨论：磁场和磁感线的本质区别是什么？教师总结：磁场是客观存在的物质，磁感线是为了描述磁场而假想的模型，实际并不存在。 （四）议题拓展：探究地磁场 1回归情景：呼应导入问题，指南针为什么能指示南北？ 2探究分析： 师生互动： （1）引导思考：指南针静止时N极指向北方，S极指向南方，说明地球周围存在磁场，即地磁场； （2）知识讲解：地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近；地磁场的磁感线从地理南极附近出发，回到地理北极附近； （3）拓展延伸：介绍地磁场的应用（如指南针导航）和地磁场的作用（保护地球免受宇宙射线的伤害），提及磁偏角现象（最早由我国宋代科学家沈括发现）。 （五）议题总结：梳理核心知识体系 师生互动： 1引导学生围绕核心议题，梳理本节课核心知识，教师提炼关键词并强化： （1）磁现象核心：磁性、磁体、磁极（N极、S极）、磁化；磁极间相互作用（同名排斥、异名吸引）； （2）磁场核心：客观存在、基本性质（对磁体产生磁力）、磁感线（假想模型，外部N→S，疏密表强弱）； （3）地磁场核心：地球周围存在，地磁两极与地理两极相反且不重合。 2知识关联：引导学生建立知识网络，明确磁现象、磁场、地磁场之间的内在联系，理解磁体间的相互作用是通过磁场传递的。 （六）重点知识归纳概括 1磁现象基础概念： （1）磁性：磁体吸引铁、钴、镍等物质的性质； （2）磁体：具有磁性的物体，分为天然磁体（如磁铁矿）和人造磁体（如条形磁体、蹄形磁体）； （3）磁极：磁体上磁性最强的部分，任何磁体都有两个磁极，不可单独存在；静止时指向北方的为N极，指向南方的为S极； （4）磁化：使没有磁性的物体获得磁性的过程，磁化后的物体磁性可能保持（永磁体）或暂时存在（软磁体）。 2磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 3磁场相关要点： （1）存在：磁体周围客观存在，看不见、摸不着； （2）基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用； （3）描述工具：磁感线，假想曲线，实际不存在； （4）磁感线特点：①磁体外部：从N极出发回到S极；②疏密程度：反映磁场强弱，越密磁场越强；③不相交、不重合；④切线方向表示该点磁场方向（即小磁针静止时N极指向）。 4地磁场要点： （1）存在：地球周围存在的磁场； （2）磁极分布：地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近（不重合，存在磁偏角）； （3）应用：指南针（利用地磁场指示方向）。 （七）练习巩固 某科技小组开展磁现象探究实验，实验器材包括条形磁体、蹄形磁体、小磁针、铁屑、铜片、铝片、细线、玻璃板等。实验过程中，小组同学发现：用条形磁体靠近小磁针时，小磁针发生明显偏转；将铁屑均匀撒在玻璃板上并放在条形磁体上方，轻敲玻璃板后，铁屑呈现出特定的分布形状；用细线悬挂条形磁体，静止时两端分别指向南北方向；用条形磁体摩擦铁钉后，铁钉能吸引小回形针。结合该实验情景及生活中的磁现象，完成下列题目。 1关于该实验中磁体的性质，下列说法正确的是【】 A条形磁体中间部位吸引铁屑的能力最强 B条形磁体静止时，指向北方的一端是S极 C用条形磁体摩擦过的铁钉获得了磁性，属于磁化现象 D条形磁体能够吸引铜片和铝片，说明铜和铝是磁性材料 2实验中“小磁针靠近条形磁体时发生偏转”，这一现象能够说明【】 A小磁针本身具有磁性 B磁体周围存在磁场 C磁感线是客观存在的 D磁体间的相互作用需要直接接触 3关于实验中铁屑呈现的分布形状，下列分析正确的是【】 A铁屑的分布形状直接反映了磁场的实际形状 B铁屑分布越密集的区域，磁场越强 C铁屑在磁场中受到磁力作用，所以呈现特定分布 D改变磁体的摆放方向，铁屑的分布形状不会改变 4下列关于磁感线的说法，错误的是【】 A磁感线是为了描述磁场而假想的曲线 B在条形磁体外部，磁感线从N极出发回到S极 C磁感线相交的地方磁场最强 D磁感线的切线方向可以表示该点的磁场方向 5关于地磁场，下列说法正确的是【】 A地磁场的北极在地理北极附近 B指南针静止时N极指向南方，是因为受到地磁场的作用 C地磁场的磁感线从地理南极附近出发，回到地理北极附近 D地磁场的存在对地球没有任何影响 6生活中，磁悬浮列车能够悬浮行驶，其原理与下列哪种磁现象相关【】 A磁体的吸磁性质 B磁化现象 C同名磁极相互排斥 D异名磁极相互吸引 7某同学用细线悬挂一根条形磁体，静止时发现磁体N极指向北方。若在磁体附近放置另一根条形磁体，使两根磁体的N极相对，悬挂的磁体将【】 A保持静止，指向不变 B发生偏转，N极远离对方N极 C发生偏转，N极靠近对方N极 D发生偏转，S极远离对方N极 8下列关于磁场和磁感线的区别与联系，说法正确的是【】 A磁场和磁感线都是客观存在的 B磁场是假想的，磁感线是客观存在的 C磁感线可以形象地描述磁场的分布和方向 D磁场和磁感线都可以用肉眼直接观察到 9结合上述科技小组的实验情景，回答下列问题： （1）实验中“用条形磁体摩擦铁钉后，铁钉能吸引小回形针”，请解释这一现象产生的原因； （2）若将实验中的条形磁体换成蹄形磁体，撒在玻璃板上的铁屑分布形状会发生变化吗？请说明理由； （3）小磁针静止时N极指向北方，这一现象与地磁场有什么关系？若在小磁针附近放置一块强磁体，小磁针的指向会发生变化吗？请解释原因。 10某同学设计了一个实验：将两个相同的条形磁体A和B，按不同方式放置在水平桌面上，探究磁极间的相互作用。第一种方式：A的N极靠近B的N极；第二种方式：A的N极靠近B的S极；第三种方式：A的中间部位靠近B的N极。结合实验设计，回答下列问题： （1）请分别预测三种放置方式下，两个磁体的相互作用情况（吸引、排斥或无明显作用），并说明理由； （2）若将磁体B换成用条形磁体摩擦过的铁钉，重复第一种放置方式（A的N极靠近铁钉的一端），会观察到什么现象？请解释原因； （3）通过该实验探究，你对磁体的磁极和磁性分布有哪些进一步的认识？ （八）答案解析 1答案：C解析：磁体两端磁性最强，中间最弱，A错误；条形磁体静止时指向北方的是N极，B错误；铁钉经摩擦获得磁性，属于磁化现象，C正确；磁体不能吸引铜、铝，铜、铝不是磁性材料，D错误。 2答案：B解析：小磁针偏转说明受到磁力作用，而磁力是磁场产生的，证明磁体周围存在磁场，A不符合题意；磁感线是假想的，C错误；磁体间相互作用无需接触，D错误。 3答案：C解析：铁屑分布是磁场作用的结果，间接反映磁场分布，不是直接反映磁场实际形状，A错误；磁感线疏密反映磁场强弱，不是铁屑分布疏密，B错误；磁体摆放方向改变，磁场分布改变，铁屑分布形状改变，D错误。 4答案：C解析：磁感线是假想曲线，不相交、不重合，C错误；A、B、D均为磁感线的正确特点。 5答案：C解析：地磁场北极在地理南极附近，A错误；指南针N极指向北方，B错误；地磁场保护地球免受宇宙射线伤害，有重要作用，D错误；C为地磁场磁感线的正确分布规律。 6答案：C解析：磁悬浮列车利用同名磁极相互排斥实现悬浮，减小摩擦，提高速度，与吸磁、磁化、异名吸引无关。 7答案：B解析：同名磁极相互排斥，两根磁体N极相对时，悬挂磁体的N极会远离对方N极，发生偏转。 8答案：C解析：磁场客观存在，磁感线是假想模型，均无法用肉眼直接观察，A、B、D错误；磁感线可形象描述磁场的分布和方向，C正确。 9答案：（1）用条形磁体摩擦铁钉的过程，使原本没有磁性的铁钉获得了磁性，属于磁化现象；磁化后的铁钉成为磁体，具有磁性，因此能吸引小回形针。（2）会发生变化；铁屑的分布形状反映的是磁场的分布情况，蹄形磁体的磁场分布与条形磁体不同，因此铁屑的分布形状也会不同。（3）小磁针静止时N极指向北方，是因为受到了地磁场的作用，地磁场的北极在地理南极附近，根据异名磁极相互吸引，小磁针N极会指向地理北方；会发生变化；强磁体周围存在磁场，且强磁体的磁场强度大于地磁场，小磁针会在强磁体磁场的作用下发生偏转，指向强磁体磁场的方向。 10答案：（1）第一种方式：排斥，理由：同名磁极相互排斥；第二种方式：吸引，理由：异名磁极相互吸引；第三种方式：无明显作用，理由：磁体中间部位磁性最弱，几乎没有磁性，无法对另一磁体的磁极产生明显的磁力作用。（2）会观察到吸引现象；用条形磁体摩擦过的铁钉被磁化，成为磁体，具有N极和S极；磁体A的N极靠近铁钉一端时，根据异名磁极相互吸引，两者会相互吸引。（3）①磁体存在两个磁极，分别是N极和S极，磁极间存在相互作用规律（同名排斥、异名吸引）；②磁体的磁性分布不均匀，两端磁性最强，中间磁性最弱；③没有磁性的物体可以通过磁化获得磁性，磁化后的物体具有磁体的基本性质。 学科网（北京）股份有限公司 $