初中物理从磁体谈起备课教案案例

16.1　从永磁体谈起

第1课时　磁体、磁化

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.知道一些基本的磁现象,知道“磁化”和“去磁”的简单方法。

2.了解磁体的广泛应用。

3.知道磁极间的相互作用规律。

【过程与方法】

1.感知物体的磁性和磁化现象,通过观察实验现象认识磁极,理解磁极间的相互作用规律。

2.通过观察磁化现象的过程,培养学生的观察能力和信息交流能力。

【情感·态度·价值观】

通过了解我国古代在磁的研究方面取得的成就,增强学生的爱国热情,进一步增强学生学习物理的兴趣。

◇教学重难点◇

【教学重点】

磁极的指向性、磁极间的相互作用规律。

【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　认识磁体

[阅读课本]P2“早在两千多年前……异名磁极　　　　　　　。” 

[思考]什么是磁性?

[提示]具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,这种性质叫做磁性。

[思考]具有磁性的物体是什么?

[提示]具有磁性的物体叫做磁体。

[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]2008年北京奥运会沙滩排球场地所用的1.7万吨沙子取自海南。“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]取一个条形磁体,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]我们把磁体磁性最强的部分叫做磁极。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]在条形磁体中间用细绳系住,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南北指向。

[归纳提升]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。

[习题]图甲为水平放置的条形磁体,上方有一弹簧测力计挂着物体,由A端移动到B端,其示数如图乙所示。物体应由　　　　(选填“塑料”“铁”或“铜”)材料制成。弹簧测力计示数变化的原因是　。 

[分析]因为磁体具有吸铁性,且磁体不同部位的磁性强弱不同,两端磁性最强,中间磁性最弱,所以磁体对物体吸引力不同导致出现图乙的现象,因此该物体是由铁材料制成的。

[答案]铁　磁体不同位置磁性的强弱不同,两端磁性最强,中间磁性最弱

[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。

[习题]在研究“磁极间的相互作用规律”时,实验小组的同学分别设计了如下四个方案,其中最合理的是(　　)

A.两人各拿一块条形磁铁,并将各自的一个磁极相互靠近

B.将放在粗糙木板上的两块条形磁铁的磁极相互靠近

C.用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁中间

D.用条形磁铁的一个磁极分别靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的两端

[分析]当两人各拿一个磁体时,由于外力的作用,在主观感觉上容易产生误判,A项不是最佳方案;若两个磁体的磁性都不是很强时,放在粗糙的桌面上实验,现象就不是很明显,B项不是最佳方案;条形磁铁的中间磁性最弱,两端的磁性最强,故要验证磁极间的相互作用规律应该向两极靠近,C项不是最佳方案;当用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的两端时,若是同名磁极则相互排斥,而且观察到悬挂的磁体在旋转,若是异名磁极则相互吸引,现象较明显,D项较合理。

[答案]D

[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。

[习题]两个外形相同的钢条a、b,按图甲放置a、b能相互吸引;如按图乙放置a、b则不能相互吸引,则(　　)

A.只有a有磁性B.只有b有磁性

C.a、b可能都有磁性D.a、b可能都无磁性

[分析]在图甲中,用b的一端靠近a的中间,若b有磁性,用其磁性最强的部位靠近a,无论a有没有磁性都能相互吸引。在乙图中,假设a有磁性,用其磁性最强的部位去靠近b,结果不能相互吸引,则说明a没有磁性。据此可以判断只有b有磁性,B项正确。

[答案]B

探究点2　磁化与去磁

[阅读课本]P4“活动2　探究‘磁化’和‘去磁’(1)”

[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]是否所有的金属都能够被磁化?

[提示]只有由铁质性物质制成的物体才能被磁化。

[习题]如图所示,A是铁棒,B是小磁针,用磁铁的N极靠近铁棒,发现小磁针原来靠近铁棒下端的一极被排斥,而另一极被吸引过来。分析这一现象可知,下列符合实验事实的是(　　)

A.铁棒A被磁化时上端为N极,小磁针被吸引的一极为N极

B.铁棒A被磁化时上端为N极,小磁针被吸引的一极为S极

C.铁棒A被磁化时上端为S极,小磁针被吸引的一极为N极

D.铁棒A被磁化时上端为S极,小磁针被吸引的一极为S极

[分析]由图可知,磁铁的下端为N极,A被磁化后,上端为S极,下端为N极,异名磁极相互吸引,故小磁针被吸引的一极为S极,D项正确。

[答案]D

[阅读课本]P4“活动2　探究‘磁化’和‘去磁’(2)”

[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。

[习题]为了探究磁体怎样去磁的问题,小丽同学提出了如下方案:将条形磁铁一端固定在铁架台上,另一端吸引着一些大头针,用酒精灯加热磁体一段时间后,磁体上的大头针纷纷下落。此实验能得出的结论是(　　)

A.加热可使磁体磁性增强

B.加热可使磁体磁性减弱

C.加热不影响磁体的磁性

D.大头针的下落是由磁体受热膨胀造成的

[分析]大头针在正常情况下是能被磁铁吸引住的,当磁铁被加热一段时间后,发现大头针纷纷下落。说明磁体的温度越高,磁性越弱,大头针在重力作用下下落。综上所述,B项正确。

[答案]B

三、板书设计

16.1　从永磁体谈起

第1课时　磁体、磁化

1.磁体

(1)磁性

(2)磁体

(3)磁极

(4)磁极间的相互作用规律

2.磁化与去磁

(1)磁化

(2)去磁

◇教学反思◇

本课时涉及的概念较多,为了让学生更好地掌握概念和规律,要重视实验探究的训练,注重让学生经历从生活走向物理,从物理走向社会的认识过程。

第2课时　磁场与磁感线

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.知道磁体周围存在磁场。

2.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。

3.知道地球周围存在着磁场以及地磁场的南、北极。

【过程与方法】

1.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。

2.经历实验观察、总结类比的过程,学习从物理现象和实验中归纳规律,初步认识科学研究方法的重要性。

【情感·态度·价值观】

通过了解我国古代对磁学的伟大贡献,增强学生的民族自豪感和振兴中华的责任感。

◇教学重难点◇

【教学重点】

磁场、磁感线。

【教学难点】

理解磁感线的概念。

◇教学过程◇

一、新课导入

游戏:要让小磁针转动起来,你有哪些方法?

学生活动:用手拨动、用嘴吹、用磁体吸引……

同学们的方法都达到了让小磁针转动起来的目的。用手拨动磁针,手要与磁针接触;用嘴吹,气体要与磁针接触,但磁极间的相互作用是通过什么来实现的呢?

二、教学步骤

探究点1　认识磁场

[阅读课本]P4~5“认识磁场”

[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2　描述磁场——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16-6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16-6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。

[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。

[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。

[阅读课本]P6“为了形象地表示磁场……表示磁场的强弱。”

[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。

②在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出来,回到它的S极。

[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]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)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,即图2中的甲是正确的。

[答案](1)小于　(2)甲

[阅读课本]P6“金钥匙”

[思考]用磁感线描述磁场的分布,是什么实验方法,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。

[习题]关于磁场和磁感线的说法,正确的是 (　　)

A.磁感线是磁场中确实存在的线

B.没有磁感线的区域就没有磁场

C.任何磁体的周围都存在着磁场

D.磁感线总是从磁体的N极出发回到磁体的S极

[分析]磁感线是为了描述磁场而引入的有方向的曲线,实际上是不存在的,A项错误;没有磁感线的区域也有磁场,B项错误;任何磁体的周围都存在着磁场,C项正确;磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,在内部则是从S极回到N极,D项错误。

[答案]C

探究点3　地磁场

[阅读课本]P6“为什么指南针……地理的北极附近。”

[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。

[习题]指南针是我国四大发明之一,《论衡》记载:司南之杓,投之于地,其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是 (　　)

A.地理南极,地磁北极

B.地理南极,地磁南极

C.地理北极,地磁北极

D.地理北极,地磁南极

[分析]地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,其实质就是一块磁铁,在地球的磁场中受到磁力的作用,静止时其勺柄指向南方,即地理的南极;地理上的南极是地磁的北极,故长柄所指方向是地磁北极,地理南极,A项正确。

[答案]A

三、板书设计

第2课时　磁场

1.磁场

(1)定义

(2)基本性质

(3)方向

2.描述磁场——磁感线

(1)概念

(2)特点

(3)磁感线是一种物理模型

3.地磁场

◇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。而做好教材图16-5、图16-6所示的实验是突破难点的关键。