14.2 磁场 教学设计 2026-2027学年物理北师大版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦磁场、磁感线、地磁场三大核心知识点，通过复习磁极间相互作用规律，以“磁体不接触如何传递力”设问搭建认知支架，自然衔接磁场概念的学习。 以实验探究和模型建构为特色，用小磁针、铁屑实验（转换法）将抽象磁场可视化，通过磁感线模型（模型法）突破难点，融入沈括地磁偏角等科技史培养科学态度与责任。实例丰富如铁屑分布实验、地磁场应用练习，助力学生建立物理观念，提升科学思维，也为教师提供清晰教学路径与资源支持。

14.2 磁场 教案 一、教学基本信息 课题 14.2 磁场 课型 / 课时 / 教材版本 新授课 / 1课时（45分钟）/ 人教版（2024）九年级全一册 教学方法 / 教学用具 实验探究法、讲授法、讨论法、练习法 / 条形磁体、小磁针、铁屑、玻璃板、多媒体课件 教材分析 本节是第十四章“电与磁”的第二节，在认识了磁体、磁极和磁化现象的基础上，进一步探究磁体周围空间存在的特殊物质——磁场。本节内容包括三个核心知识点：磁场（定义、基本性质、方向）、磁感线（模型法、五条特点）、地磁场（分布规律、地磁偏角、沈括贡献）。本节的核心是建立“场”的概念，这是物理学中重要的抽象概念，磁感线是描述磁场的重要工具（模型法）。本节还融入了我国古代科技成就（沈括磁偏角、指南针发展史），有利于增强民族自豪感。 学情分析 学生已学习了磁体、磁极和磁化现象，知道同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，但对“为什么磁体不接触也能产生力的作用”缺乏认识。“场”是学生第一次接触的抽象概念，理解起来有困难，需要借助小磁针和铁屑等可视化实验手段建立认知。学生在数学中已学过切线概念，有助于理解磁感线切线方向与磁场方向的关系。学生对指南针有生活经验，对沈括和《梦溪笔谈》有了解，有利于地磁场知识的学习。 二、核心素养目标 物理观念 1. 知道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。 2. 理解磁场的存在，知道磁场是磁体周围存在的一种看不见、摸不着的特殊物质，磁场对放入其中的磁体有力的作用。 3. 理解磁感线是描述磁场的模型，知道磁感线的五条基本特点，能用磁感线大致描述条形磁体周围的磁场分布。 4. 知道地磁场的存在和分布规律，知道地磁两极与地理两极的关系，了解地磁偏角的概念。 科学思维 1. 通过小磁针和铁屑实验，学习用转换法将不可见的磁场可视化，培养间接观察的科学思维方法。 2. 通过建立磁感线模型，学习模型法在物理学中的应用，体会“化抽象为具体”的科学思维。 3. 能运用磁感线特点分析磁场相关问题，培养逻辑推理和空间想象能力。 科学探究 1. 经历“探究条形磁体周围磁场分布”的实验过程，掌握用小磁针和铁屑显示磁场分布的方法。 2. 能观察实验现象并归纳总结磁场方向和磁感线分布规律，培养实验观察和数据分析能力。 3. 能通过查阅资料了解指南针发展史和地磁偏角的发现过程，体会科学探究与技术进步的关系。 科学态度与责任 1. 了解沈括最早记载地磁偏角的科技成就，增强民族自豪感和文化自信。 2. 了解指南针发展简史，体会科学技术对人类文明进步的重要推动作用。 3. 了解地磁场对地球生命的保护作用，树立保护地球环境的意识。 三、教学重难点 教学重点 1. 磁场的存在性、基本性质和方向。 2. 磁感线的五条特点及其应用。 3. 地磁场的分布规律及其应用（指南针原理）。 教学难点 1. 磁感线抽象模型的理解。 2. 地理两极与地磁两极的关系及地磁偏角的理解。 四、教学过程 环节一：复习导入（3分钟） [教师活动]同学们，上节课我们学习了磁体、磁极和磁化现象。请同学们回忆一下，磁极间的相互作用规律是什么？ [学生活动]同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 [教师活动]很好！那么老师有一个问题：当我们把两块磁体靠近时，即使它们还没有接触，也能感受到力的作用。磁体之间不接触，力是通过什么传递的呢？ [学生活动]（思考、猜测）可能是通过磁体周围的某种物质传递的。 [过渡语]确实，磁体周围存在着一种我们看不见、摸不着的特殊物质，正是这种物质传递了磁体之间的相互作用。今天我们就来学习这种特殊物质——磁场。 [设计意图]从学生已有知识出发，通过设问激发认知冲突，自然引入磁场概念。 环节二：磁场（10分钟） [教师活动]请同学们打开教材，认真阅读磁场的定义和基本性质。思考：什么是磁场？磁场有什么基本性质？如何研究看不见的磁场？ 磁场的定义：磁体周围存在着我们肉眼看不见的特殊物质——磁场。 [知识点]磁场定义：磁体周围存在的看不见、摸不着的特殊物质，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。 [教师活动]磁场的基本性质是什么？请同学们用一句话概括。 [学生活动]磁场的基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。 [知识点]磁场基本性质：磁场对放入其中的磁体有力的作用。这就解释了为什么磁体不接触也能产生力的作用。 [理解要点]磁场是客观存在的物质，虽然我们看不见它，但它真实存在于磁体周围的空间中。磁场的存在可以通过它对磁体产生力的作用来证明。 [教师活动]那么，如何研究看不见的磁场呢？我们可以通过磁场对其中的磁体产生力的作用来探究。让我们进行实验探究。实验1：在条形磁体周围的不同位置均匀摆放多个小磁针，观察小磁针的指向。 小磁针在条形磁体周围的指向分布图 [教师活动]请同学们观察实验现象，小磁针在不同位置的指向相同吗？这说明了什么？ [学生活动]小磁针在不同位置的指向不同。这说明不同位置的磁场方向一般不同。 [教师活动]非常好！我们就可以用小磁针来确定磁场的方向。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。这种用小磁针显示磁场分布的方法叫做转换法。 [知识点]磁场方向：在磁场中某一点，可自由转动的小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向。不同位置的磁场方向一般不同。 [教师活动]除了用小磁针，我们还可以用铁屑来显示磁场分布。实验2：在条形磁体上面放一块玻璃板，将铁屑均匀撒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布。 铁屑显示条形磁体周围磁场分布实验图 [教师活动]请同学们观察并描述你看到的现象。铁屑为什么会排列成这样有规律的曲线？ [学生活动]铁屑在磁体周围排列成有规律的曲线，在磁体两端铁屑分布最密集。铁屑被磁化后相当于很多小磁针，在磁场作用下按磁场方向排列。 [教师活动]非常正确！磁化后的铁屑相当于很多小磁针，它们在磁场作用下排列成有规律的曲线，从而形象地显示出条形磁体周围磁场的分布。 [实验注意]铁屑实验中要轻轻敲击玻璃板，使铁屑克服摩擦力而自由转动，从而在磁场作用下形成有规律的排列。铁屑不能撒得太厚，否则会影响实验效果。 [过渡语]同学们已经掌握了磁场的基本概念，让我们通过一道练习来检验一下学习效果。 [教师活动]请看这道题：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 磁体小车与铁块小车实验示意图 [学生活动]选D。因为磁体有磁性，可以吸引铁块，所以固定磁体的小车向铁块小车靠拢；同时，铁块被磁体吸引，根据力的作用是相互的，铁块也会吸引磁体，所以铁块小车也向磁体小车靠拢。因此两辆小车向彼此靠拢。 [教师活动]非常好！同学们要注意，这道题考查了磁体的磁性和力的相互性。磁体可以吸引铁、钴、镍等物质，同时力的作用是相互的。 [教师活动]再看这道题：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。 树叶水罗盘示意图 [学生活动]第一空填“南(S)”，第二空填“磁场”。解析：磁化后的缝衣针尖端指向南方，说明针尖是磁针的南极（S极）。磁针能够指南北是因为受到地磁场的作用。 [教师活动]正确！这道题不仅考查了磁化和磁极的知识，还涉及到了地磁场的概念，后面我们会详细学习。 [设计意图]通过两道课中练习，及时巩固磁场基本概念，同时为地磁场的学习做好铺垫。 [过渡语]通过铁屑实验，我们看到铁屑在条形磁体周围排列成了有规律的曲线。人们受此启发，为了方便、形象地描述磁场，引入了磁感线的概念。让我们进入第二个知识点——磁感线。 环节三：磁感线（10分钟） [教师活动]什么是磁感线？请同学们在教材中找到它的定义。 磁感线定义：为了方便、形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来描述磁场的分布，这样的曲线叫作磁感线。这种方法叫做转化法。 [知识点]磁感线定义：带箭头的曲线，用来形象描述磁场的分布。转化法：将不可见的磁场转化为可见的磁感线。 [教师活动]磁感线有五条重要特点，请同学们认真阅读并理解。特点（1）：磁感线只是假想的曲线，是人们为描述磁场而引入的一种模型（模型法），实际并不存在，但磁场是客观存在的。 [知识点]磁感线特点(1)：假想曲线（模型法），实际不存在，但磁场客观存在。 [教师活动]特点（2）：在磁体外部，磁感线从磁体N极出发，回到S极；在磁体内部，磁感线从S极回到N极，为闭合曲线。同学们要特别注意内外部的方向区别。 [知识点]磁感线特点(2)：磁体外部N→S，磁体内部S→N，为闭合曲线。 [教师活动]特点（3）：磁感线上某一点的切线方向，就是该点的磁场方向。这一点同学们可以结合数学中切线的概念来理解。 [知识点]磁感线特点(3)：磁感线上某点的切线方向等于该点的磁场方向。 磁感线切线方向与磁场方向关系示意图 [教师活动]特点（4）：磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线越密的地方，磁场越强；磁感线越疏的地方，磁场越弱。从图中可以看出，磁体两端磁感线最密，表示两极磁性最强。 [教师活动]特点（5）：任何两条磁感线都不会相交。为什么呢？因为磁场中某一点的磁场方向只有一个确定的方向，如果两条磁感线相交，那么交点处就会有两个不同的方向，这是不可能的。 [知识点]磁感线特点(4)(5)：磁感线疏密表示磁场强弱，越密越强；任何两条磁感线不会相交。 磁感线疏密与磁场强弱关系示意图（A、B、C三点磁场强弱比较） [易错提示]磁感线是假想的曲线，实际并不存在；但磁场是客观存在的物质。这是学生容易混淆的地方，需要反复强调。磁感线不相交是重要判断依据，要理解其原因：磁场中某一点的磁场方向只有一个。 [过渡语]掌握了磁感线的五条特点，让我们通过练习来巩固一下。 [教师活动]请看这道题：图中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。 磁感线分布图（a、b点磁场强弱比较） [学生活动]第一空填“弱”，第二空填“P”。解析：a点处磁感线较疏，b点处磁感线较密，所以a点磁场比b点弱。b点处的磁场方向就是磁感线在b点的切线方向，小磁针静止时N极指向磁场方向，即指向P处。 [教师活动]正确！这道题考查了磁感线的两个重要特点：疏密表示磁场强弱，切线方向等于磁场方向。大家要学会运用这些特点来分析问题。 [设计意图]通过课中练习及时检测学生对磁感线特点的理解和应用能力，强化疏密判断强弱和切线方向的知识。 [过渡语]我们已经学习了磁场和磁感线的知识。同学们有没有想过这样一个问题：指南针为什么总是指向南北方向呢？让我们进入第三个知识点——地磁场。 环节四：地磁场（10分钟） [教师活动]指南针静止时总是指向南北方向。指南针的N极总是指向北方，S极总是指向南方。这说明地球周边存在南北朝向的磁场。使小磁针保持南北指向的这个磁场，是地球周围空间存在的磁场，叫作地磁场。 地磁场示意图，指南针指向南北方向 [知识点]地磁场定义：地球周围空间存在的磁场，使小磁针保持南北指向。 [学生活动]指南针指向南北说明地球本身就是一个巨大的磁体。 [教师活动]研究表明地磁场的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。请同学们注意，地磁两极与地理两极是相反的！ 地磁两极与地理两极关系示意图 [知识点]地磁两极与地理两极关系：地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近。两者相反且不完全重合。 [易错提示]地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近。指南针的N极指向地理北方，是因为地理北极附近是地磁S极，异名磁极相互吸引。千万不要记反！ [教师活动]地理两极与地磁两极并不恰好重合，它们之间的夹角叫作地磁偏角。这一现象是由谁最早记载的呢？ [学生活动]是沈括！记载于《梦溪笔谈》。 [教师活动]没错！沈括在《梦溪笔谈》中记载：“常微偏东，不全南也”。意思是磁针指向并不是完全的正南方向，而是略微偏东。沈括是世界上第一个准确记载地磁偏角现象的人，比西方早了400多年。这是我国古代科技成就的重要体现。 沈括与《梦溪笔谈》地磁偏角记载 [知识点]地磁偏角：地理两极与地磁两极不完全重合，夹角叫地磁偏角。沈括《梦溪笔谈》最早记载，比西方早400多年。 [知识拓展]沈括（1031——1095），北宋科学家、政治家。《梦溪笔谈》是一部涉及古代中国自然科学、工艺技术及社会历史现象的综合性笔记体著作。在我们学习过的12.1节中，也曾经介绍过沈括对不同物质导电性能的研究。可见沈括是一位在多个科学领域都有杰出贡献的伟大科学家。 [教师活动]让我们做一道关于沈括和地磁偏角的练习题：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，不全南也”。这句话说明（ ） A．地球存在磁场 B．地球不存在磁场 C．地理南北极与地磁南北极完全重合 D．地理南北极与地磁南北极并不完全重合 [学生活动]选D。解析：“常微偏东，不全南也”说明磁针指向并不是完全的正南方向，而是略微偏东，这证明地理南北极与地磁南北极并不完全重合，存在地磁偏角。A选项描述正确但不是这句话直接说明的。C选项错误。 [教师活动]非常好！沈括的记载直接证明了地磁偏角的存在，这比西方早400多年，是中华民族的骄傲。 [教师活动]再看这道题：司南是我国古代四大发明之一，它的勺柄是磁石的______极，司南能够指南北是因为受到______的作用。 司南示意图 [学生活动]第一空填“S”，第二空填“地磁场”。解析：司南的勺柄指向南方，说明它是S极；司南能指南北是因为受到地磁场的作用。 [教师活动]正确！司南是我国古代重要的发明，也是指南针的雏形。它充分体现了我国古代对磁现象的认识和应用。 [教师活动]说到指南针，让我们了解一下指南针的发展简史。从司南到指南鱼、指南龟，再到现代指南针，指南针的发展历经了一个漫长的过程，凝聚了古代劳动人民的智慧。指南针的发明和应用，对世界航海事业的发展产生了深远影响。 指南针发展简史——司南与指南鱼 [学生活动]古代司南由天然磁石制成，指南鱼是人工磁化的钢片，指南针是在指南鱼基础上进一步改进而成。这些发明充分体现了我国古代科技的辉煌成就。 [教师活动]地磁场不仅为我们提供了指南针导航的可能，还对地球上的生命起着重要的保护作用。太阳不断向地球辐射带电粒子流，地磁场将这些带电粒子偏转到地球两极附近，从而保护了地球表面的生命不受这些高能粒子的伤害。当这些带电粒子进入地球大气与氧、氮等分子碰撞时，就会产生绚丽的极光现象。 极光现象——太阳带电粒子与地球大气相互作用产生 [知识拓展]地磁场对地球生命的保护作用非常重要。如果没有地磁场，太阳风将直接被地球表面接收，对生物会造成严重伤害。极光是地磁场保护地球的美丽证据。 [教师活动]让我们来回顾一下本节课的知识框架。磁场、磁感线和地磁场是本节课的三大核心知识点。磁场的定义是什么？基本性质是什么？磁场方向如何确定？磁感线有哪五条特点？地磁场的N极和S极分别在哪里？沈括的贡献是什么？请同学们开口回答。 [学生活动]（学生逐一回答）磁场是磁体周围存在的看不见的特殊物质，基本性质是对放入其中的磁体有力的作用。磁场方向是小磁针静止时N极的指向。磁感线五条特点：假想曲线、外部N→S闭合、切线方向等于磁场方向、疏密表示强弱、不相交。地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近。沈括最早记载地磁偏角。 [设计意图]通过知识框架的形式，帮助学生系统整理本节知识体系，理清各知识点之间的逻辑关系。 [过渡语]同学们已经掌握了磁场、磁感线和地磁场的基本知识，让我们通过综合练习来检验和巩固学习成果。 环节五：课堂练习（8分钟） [教师活动]综合练习1：床位的摆放方向有一定的讲究，人们普遍认为床位应该顺应地磁场方向，这样睡眠质量更好。下列四幅图中，床位的摆放方向正确的是（ ） [学生活动]选C。解析：地磁场方向是南北方向，床位顺应地磁场方向即南北方向摆放，床头朝北或朝南均可。人体内含有微量的铁元素，顺应地磁场方向睡眠更加舒适。 [教师活动]正确！这道题将地磁场知识与生活实际相结合，说明物理知识在日常生活中广泛应用。 [教师活动]综合练习2：下列四幅图中，磁感线描述正确的是（ ） 四幅磁感线描述图，选择正确的磁感线分布 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 [学生活动]选D。解析：磁感线在磁体外部从N极出发回到S极，且磁感线不相交。A图中磁感线方向错误；B图中磁感线相交，错误；C图中磁感线方向错误；D图磁感线从N极出发回到S极，且不相交，正确。 [教师活动]非常好！同学们要从磁感线的五条特点入手逐一排查。特别注意方向（外部N→S）和不相交这两个关键特点。 [教师活动]综合练习3：将一枚回形针靠近条形磁体的N极，回形针被磁化后，靠近N极的一端是______极，回形针被吸附的原因是受到______的作用。 回形针磁化实验示意图 [学生活动]第一空填“S”，第二空填“磁场”。解析：回形针被磁化后，靠近条形磁体N极的一端被磁化为S极（异名磁极相互吸引），回形针被吸附是因为受到磁场的作用。 [教师活动]正确！这道题综合考查了磁化、磁极间相互作用和磁场的知识。 [教师活动]综合练习4：在条形磁体上方放一块玻璃板，撒上铁屑并轻轻敲击后，铁屑分布如图所示。由图可知，条形磁体两端铁屑分布最密，说明磁体两端磁性最______（选填“强”或“弱”）；铁屑被磁化后相当于很多小磁针，在磁场作用下排列成有规律的曲线，这些曲线可以形象地描述磁场的分布，称为______。 条形磁体铁屑分布实验图 [学生活动]第一空填“强”，第二空填“磁感线”。解析：磁体两端磁感线最密，磁场最强，磁性最强。铁屑排列成的曲线就是磁感线的雏形。 [教师活动]正确！这道题回归了我们开始的铁屑实验，强调了磁感线的来源和应用。 [解题思路]磁场类综合题的解题关键在于掌握三个核心知识点：磁场的定义和基本性质、磁感线的五条特点、地磁场的分布规律。解题时先判断题目考查的是哪个知识点，再运用对应的概念和规律进行分析。特别注意磁感线方向（外部N→S）、磁感线不相交、地磁两极与地理两极相反这些容易错点。 [设计意图]通过四道综合练习的训练，全面检测学生对本节三大核心知识点的掌握情况，培养学生运用磁场、磁感线、地磁场知识解决实际问题的能力。 [过渡语]同学们，让我们来回顾一下今天学习的内容。本节课我们学习了磁场、磁感线和地磁场三大核心知识。请同学们完成下面的知识框架填空。 环节六：课堂小结（4分钟） [教师活动]今天我们学习了14.2磁场，主要包含以下几个方面：第一，磁体周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用。第二，我们学习了用小磁针和铁屑来探究磁场分布的方法，这是转换法的典型应用。第三，磁感线是描述磁场的模型，有五条重要特点，同学们要熟练运用。第四，地磁场使指南针指向南北，沈括最早记载了地磁偏角。下课后请同学们完成学案中的练习题，并预习下一节内容。 [学生活动]（学生记录、整理笔记）磁场、磁感线、地磁场是本节三大知识点。磁感线五条特点需要熟记。地磁两极与地理两极相反。沈括的贡献值得铭记。 [设计意图]通过教师引导学生回顾整节课知识体系，强化记忆和理解，布置课后任务延伸学习。 五、板书设计 一、磁极间相互作用 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 二、磁场 定义：磁体周围的特殊物质 基本性质：对放入其中的磁体有力的作用 磁场方向：小磁针静止时N极指向 探究方法：小磁针法、铁屑法（转换法） 三、磁感线 定义：带箭头的曲线（转化法） 五条特点： (1)假想曲线（模型法） (2)外部N→S，内部S→N（闭合） (3)切线方向=磁场方向 (4)疏密表示强弱 (5)不相交 四、地磁场 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：沈括《梦溪笔谈》 应用：指南针、极光 课题：14.2 磁场 六、教学反思 1. 是否通过小磁针实验和铁屑实验，让学生充分感知了磁场的存在和分布？是否真正理解了转换法的含义？ 2. 学生对磁感线的五条特点是否能够理解并灵活运用？特别是磁感线不相交和切线方向这两个特点，学生是否存在困难？ 3. 地磁两极与地理两极的关系是否让学生混淆？是否需要更多的练习来强化？ 4. 沈括和指南针发展史的介绍是否有效激发了学生的民族自豪感？是否可以增加更多的互动环节？ 5. 课堂练习的安排是否合理？学生的完成情况和正确率如何？是否需要调整练习题的难度或数量？ 6. 本节课的时间分配是否合理？各环节是否达到了预期的教学效果？下次教学需要做哪些调整？ 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