14.1 磁场 课件-2025-2026学年沪科版（五四学制）物理九年级下册

该初中物理课件围绕磁场展开，涵盖磁体特性、磁场、磁感线及地磁场等核心知识。通过鸽子识途的问题导入，结合磁体吸回形针、小磁针偏转等自主活动，引导学生从现象观察到概念建构，形成连贯的知识支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过铁屑排列实验等引导学生建构磁感线模型，培养科学思维。融入沈括发现磁偏角等历史素材，渗透科学态度与责任。学生能在实验中深化物理观念，教师可借助丰富活动提升教学实效。

第1节　磁　场 义务教育教科书（五·四学制） 物理 九年级 下册 罗盘是航海用的指南针，指南针的发明是中华民族对世界文明作出的重要贡献。从天然磁石到以磁化方法制造的指南针，从发现电能生磁到磁也能生电，人类对电磁现象的认识不断加深。本章我们将初步学习与电磁现象有关的知识。 通过本章内容的学习，你将认识磁场和地磁场，了解电流周围存在磁场、通电导线在磁场中会受到力的作用；通过实验探究，了解通电螺线管外部磁场的方向，了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；感悟物理学的重大发现对人类社会产生的巨大影响。 鸽子有很强的方向感知能力，把鸽子装在严密遮挡的笼子里运到千里以外的陌生地方放飞，它们依然能识途飞回（图14-1-1）。如果把一块小磁体绑在鸽子身上，鸽子会迷路。为什么磁体会使鸽子失去定向能力呢？ 图14-1-1　鸽子识途归巢 磁体有哪些特性？ 早在2 000多年前，我们的祖先就发现了一种能吸引铁质物体的天然矿石——磁石。《淮南子·说山训》记载“慈石能引铁，及其于铜则不行也”。磁石可以吸引铁，但不能吸引铜。我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性（magnetism），具有磁性的物体叫做磁体（magnet）。 将一根条形磁体放在一堆回形针上，缓慢提起，如图14-1-2所示，观察条形磁体的两端和中央，哪里吸起的回形针更多？ 有的回形针下面还吸着其他回形针，将上面的回形针从条形磁体上取下来，观察其下方的回形针是否还会一直被吸住。 自主活动 图14-1-2　条形磁体吸引回形针 通过上述实验发现，条形磁体不同部位吸起回形针的数量不同。这是由于磁体不同部位的磁性强弱不同，我们把磁体上磁性最强的部分叫做磁极（magnetic pole），磁体都有两个磁极。将磁体悬挂起来，如图14-1-3所示，当磁体静止时，指北的一端叫做磁体的北极（north pole）或N极，指南的一端叫做磁体的南极（south pole）或S极。 图14-1-3　悬挂后静止的 条形磁体沿南北方向 拓展视野 如图14-1-4所示，如果将一块磁体分成多块小磁体，会发现不论分成多少块，每一块小磁体均有两个磁极。迄今为止，还未发现仅有N极或S极的磁体。 图14-1-4　磁极总是成对出现 大量实验表明： 磁体间存在相互作用。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 原来没有磁性的回形针由于靠近磁极获得了磁性，从而能够吸引其他回形针。使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化（magnetization），能够被磁化的物质统称为磁性材料。 很多含铁、钴、镍的材料可以被磁化，有些材料磁化后的磁性不容易保留，另一些材料磁化后的磁性则能长期保留。能长期保留磁性的磁体叫做永磁体，如条形磁体。有些磁性材料通过加热或猛烈撞击后，磁性会减弱甚至消失。而橡胶、塑料、铝、铜、金、银等材料既不能被磁化，也不能被磁体吸引。 为什么磁体间不接触也有相互作用？ 图14-1-5所示为一种生活中常见的门吸，安装在地上的吸座具有磁性，当吸头与吸座还有一段距离时，吸头就会受到吸座的吸引向其靠近并被吸住。 图14-1-5　门吸 如图14-1-6所示，用条形磁体接近小磁针，观察小磁针是否会保持静止。 自主活动 图14-1-6　条形磁体接近小磁针 通过上述活动我们发现：条形磁体接近小磁针时，小磁针会发生偏转。这说明小磁针受到了作用力，但条形磁体与小磁针之间并没有直接接触，怎么会有力的作用呢？这是由于磁体周围存在某种能使小磁针发生偏转的物质。我们把磁体周围存在的这种看不见、摸不着的特殊物质叫做磁场（magnetic field）。磁体之间正是通过磁体周围存在的磁场发生相互作用的。 磁场看不见、摸不着，我们如何感知空间是否存在磁场呢？研究表明，可以通过磁场对磁体的作用使磁场“显形”。在物理学中，许多看不见、摸不着的物质，都可以通过它对其他物体的作用来认识。 在条形磁体周围的多个不同位置放置小磁针，如图14-1-7所示。观察不同位置的小磁针静止时N极的指向。 自主活动 图14-1-7　处于磁场中的小磁针 研究发现，放入同一磁场中同一点的小磁针静止时，它的N极（或S极）的指向总是不变的，这说明对于磁场中的某一确定点，磁场对小磁针磁极作用的方向是确定的，即磁场是有方向的。 物理学中把放入磁场中某点的小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。在磁场的不同位置，小磁针静止时N极的指向不同，反映了这些位置的磁场方向不同。 如何形象地描述磁场？ 磁体周围放置的小磁针越多、越小，就能越清楚地看出磁场的分布情况。 把铁屑均匀地撒在玻璃板上，将玻璃板放在条形磁体上，轻轻敲击玻璃板，可以看到铁屑有规则地排列起来，如图14-1-8所示。试着在白纸上用一些曲线描画出铁屑的排列情况。 自主活动 图14-1-8　处于磁场中的铁屑 撒在磁体周围的铁屑被磁化后，相当于一个个“小磁针”，这些“小磁针”在磁体周围磁场的作用下规则地排列，形象地反映了磁场的分布情况。 为了直观地描述磁场，人们按照“小磁针”的排列在磁场中画出一条条带箭头的假想曲线，曲线上任意点的箭头表示该点的磁场方向，这样的曲线叫做磁感线（magnetic induction line）。 条形磁体周围磁场的分布情况，用磁感线描述如图14-1-9所示。 磁感线上任意一点的磁场方向就是小磁针静止在该点时N极所指的方向，即沿着磁感线上该点的切线方向。 图14-1-9　条形磁体周围的磁感线 蹄形磁体周围的铁屑排列情况如图14-1-10（a）所示。蹄形磁体周围磁场的分布情况，用磁感线描述如图14-1-10（b）所示。 图14-1-10　蹄形磁体周围的铁屑排列和磁感线 （a） （b） 可以看出，在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极出发，由S极进入磁体。在同一磁场中，磁场强的地方磁感线分布密。 实际上，磁体周围的磁场分布在整个空间，不局限于某一平面内。 地球周围的磁场有什么特点？ 将几个可自由转动的小磁针放在水平桌面上，可以发现，静止时小磁针N极都指向北方，这是由于地球本身相当于一个巨大的磁体。地球周围空间存在的磁场叫做地磁场。静止的小磁针N极指北，说明地磁场的磁感线在地面附近是由南指向北的。研究表明，地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近（图14-1-11）。 图14-1-11　地磁场 我国古代四大发明之一的指南针，就是利用了磁针在地磁场的作用下沿南北指向这一特点，为人们指明方向。据古籍《韩非子》《论衡》记载，我国在古代就制成了最早的指南工具——司南。后来人们将指南针应用于航海，对人类文明的进步产生了重大影响。 图14-1-1中，鸽子识途归巢正是利用了地磁场才得以准确导航，把小磁体绑在鸽子身上会干扰鸽子周围的磁场，使其失去定向能力。绿海龟、鳗鲡等一些动物也能利用地磁场导航。 不过，地理的两极和地磁场的两极并不完全重合。指南针的指向与地理的南、北极方向间存在着一个夹角，叫做磁偏角。我 图14-1-12　明刻本《梦溪笔谈》 国宋代学者沈括（1031—1095）在《梦溪笔谈》（图14-1-12）中指出，指南针所指的方向“常微东偏，不全南也”，也就是指南针所指的方向稍微偏离南北方向。这一现象的发现比西方早了400多年。 1.关于磁体和磁极，下列说法正确的是（ ） A. 磁体只能吸引铁制品 B. 磁体两端的磁性最弱 C. 自由悬挂的磁体静止时，指南的一端为S极 D. 异名磁极相互吸引 课堂练习 答案：D 解析：D选项正确：磁极间相互作用遵循“异名磁极相互吸引”。 D 2.关于磁场和磁感线，错误的是（ ） A. 磁场真实存在，磁感线是假想模型 B. 磁感线从磁体N极出发，回到S极 C. 磁感线可以相交 D. 磁场方向是小磁针N极所指方向 课堂练习 答案：C 解析：A选项正确：磁场是客观存在的物质，磁感线仅为描述工具。 B选项正确：磁体外部的磁感线方向由N极指向S极。 C 3.沈括在《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东。”该现象说明（ ） A. 地磁北极在地理北极附近 B. 地磁南极与地理北极重合 C. 地磁两极与地理两极存在偏角 D. 指南针仅受地磁场影响 课堂练习 答案：C 解析：“微偏东”表明指南针并非正指南北，印证地磁北极位于地理南极附近，且存在磁偏角。A、B选项错误：地磁北极在地理南极附近，二者不重合。D选项片面：指南针受地磁场主导，但可能受局部磁场干扰。。 C 课后思考 1. 如图14-1-13所示，木杆上套有A、B、C三个磁环，A、B两个磁环都悬浮着。若C磁环底面是N极，在图中标出各磁环上下面的极性。 2. 有两块外形完全相同的长方体，其中一块是普通铁块，另一块是磁体。怎样将它们区分开？简述你所用的方法。 图14-1-13 3. 图14-1-14所示为条形磁体周围的磁感线，A处放置了一个小磁针，在图中标出小磁针的S极和N极。图中B点没有画磁感线，这是否意味着B点处不存在磁场？ 4. 在图14-1-15中标出蹄形磁体的N极和S极，并用箭头指示磁感线的方向。 图14-1-14 图14-1-15 主题学习：地磁场 1 早在公元前3世纪，我国就发现了一种铁矿石具有磁性。这种矿石的主要成分是四氧化三铁（Fe3O4），最初称为“慈石”。我国有关“慈石”的记载最早见于春秋战国时期的《管子·地数》篇。除了天然磁石外，我们可以通过磁化使某些物质获得磁性。将一根缝衣针吸在条形磁体的磁极处一段时间，这根缝衣针就获得了磁性。 （1）如何判断这根缝衣针的哪一端是N极？ （2）如何使用这根缝衣针判断所处位置的地磁场方向？ 谢谢观看 Thank you $