8.5 磁场

1第八章8.5磁场执教：上海市静安区教育学院附属学校范佳薇一、教学任务分析本节学习磁场和电流产生的磁场。磁是初中阶段的基本知识之一，本节教学所揭示的电与磁间的内在联系。磁场、通电螺线管周围的磁场是本节教学的重点。学习本节内容需要以生活中的磁现象为基础，了解磁体、磁极，然后建立磁场概念。知道电流周围存在磁场后，进一步探究通电螺线管周围的磁场，学习右手螺旋定则。学生在《科学》的学习中获得了磁体、磁极的有关知识，但对磁场、电流周围的磁场等缺乏理性认识。本节教学让学生在感受磁现象的过程中，知道磁体、磁极和磁极间作用规律等知识。通过小组实验、讨论、交流，建立磁场概念。在认识电流的周围能产生磁场后，通过猜想、假设、验证和归纳，探究决定通电螺线管两端极性的因素，并知道右手螺旋定则。本节教学要求学生主动参与，在实验、讨论形成规律的过程中，感受“猜想、假设、验证和归纳”的探究方法和透过现象看本质的思维方法。在探究的过程中，增强互相合作与交流的意识，养成勇于质疑、大胆想象和尊重事实的科学态度。通过生活实践与物理知识相联系的过程，感受物理知识在生活中的广泛应用。通过了解中国古代对磁现象的认识和运用，提高学习物理的兴趣，并激发民族自豪感。二、教学目标1、知识与技能⑴知道磁体、磁极、磁场、磁感线。⑵知道奥斯特实验，理解电流周围存在磁场。⑶知道通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。⑷会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极或通电螺线管的电流方向。2、过程与方法⑴通过研究磁场的活动，感受“实验、观察、分析、归纳”的科学研究方法。⑵经历用铁屑显示磁场分布的观察过程，引入磁感线，感受建立模型的方法。⑶经历探究“决定通电螺线管两端极性的因素”，感受猜想、假设、验证和归纳的研究方法。3、情感、态度与价值观⑴通过了解我国古代对磁现象的认识、运用以及磁与现代生产生活的密切联系，激发2民族自豪感，并感受物理知识与社会发展的紧密性。⑵通过了解地磁保护、动物罗盘等实例，懂得人与自然的和谐。⑶通过探究“决定通电螺线管两端极性的因素”，增强协作意识，养成勇于质疑、大胆想象和尊重事实的科学态度。三、教学重点和难点重点：通电螺线管周围的磁场。难点：探究“决定通电螺线管两端极性的因素”。四、教学资源1、学生实验器材：条形磁铁、小磁针、铜条、铁屑、直导线一根、大铁钉一根、干电池两节、小磁针一个、导线若干根等。2、演示实验器材：条形磁铁、蹄形磁铁、大头针、磁场立体分布演示仪、电源、螺线管、导线若干、条形磁铁、细铁屑、白纸等。3、自制模拟演示PPT幻灯片。五、教学设计思路本设计的内容包括磁体、磁场和电流产生的磁场等两部分内容。本设计的基本思路是：从生活中的磁现象入手，在感受磁现象的活动后，完善对磁体、磁极的认识。再由“磁体间的相互吸引或排斥作用，并不需要直接接触”引入磁场。通过实验研究，认识磁场是有方向和强弱的。通过观察磁体周围的铁屑分布，感受磁感线模型的建立。通过思考磁浮列车运行时磁性的提供，提出问题。在学生观察通电导线周围存在磁场之后，引入并演示通电螺线管周围磁场的分布情况，然后探究决定通电螺线管两端极性的因素，并学会运用右手螺旋定则。本设计要突出的重点是：磁场。方法是：通过实验、观察、分析、归纳的方法建立概念。通过对比“铝条、磁铁周围的小磁针的偏转情况”，认识磁体周围存在磁场，知道“磁体间的相互作用是通过磁场发生”。通过观察磁体周围小磁针的N极指向，了解磁场方向。随后在磁极的基础上分析得出磁场的强弱分布是不均匀的。进一步通过演示实验，认识磁场的分布是立体的。然后，在认识“磁场是看不见、摸不着的物质”的基础上，通过观察磁体周围的铁屑分布情况，建立磁感线模型，进一步认识磁场。最后通过地磁场的介绍，巩固磁场概念。本设计要突出的另一个重点和要突破的难点是：探究决定通电螺线管两端极性的因素。3方法是：通过实验、观察、对比、分析和归纳的方法认识通电螺线管两端极性由电流方向决定。首先通过观察通电螺线管周围的铁屑分布情况，知道其周围磁场与条形磁铁相似。随后，在学生自己动手制作螺线管基础上，利用磁极间相互作用判断出通电后螺线管两端的极性，继而思考决定通电螺线管两端极性的因素。然后，通过多媒体模拟演示螺线管中的电流方向，解决“电流方向不是单纯的电源正、负极方向或者是流入、流出螺线管的电流方向”的思维障碍，最后得出“螺线管的极性由其电流的环绕方向决定”的结论。完成本设计的内容约需2课时。六、教学流程1、教学流程图4通电螺线管的磁场右手螺旋定则活动Ⅷ巩固活动Ⅲ学生实验3磁场磁化磁体磁极活动Ⅰ学生实验1情景Ⅰ视频1情景Ⅱ演示实验1活动Ⅱ学生实验2情景Ⅲ演示实验2活动Ⅳ交流收获磁感线地磁场情景Ⅳ视频2活动Ⅵ演示实验3情景Ⅴ视频3活动Ⅴ学生实验4电流的磁效应活动Ⅶ学生实验5情景Ⅵ视频452、教学流程图说明情景Ⅰ视频1从司南到银联卡，记载了人类对磁的应用，引入课题。活动Ⅰ学生实验1：感受磁现象。学生利用条形磁铁、小磁针、铜条、铁钉、铁屑等进行实验，感受磁现象，并交流。情景Ⅱ演示实验1：磁化。观察：没有磁性的铁钉获得磁性的过程。活动Ⅱ学生实验2：磁体周围存在磁场。观察：铝条、磁铁周围的小磁针的偏转情况。情景Ⅲ演示实验2：磁体周围磁场的立体分布。观察：磁体周围小磁针的偏转情况。活动Ⅲ学生实验3：感受磁感线模型的建立。观察：磁体周围的铁屑分布情况。情景Ⅳ视频2：地磁场和磁偏角观察：视频和PPT，了解地磁场和磁偏角。活动Ⅳ交流收获学生交流本节课的收获。情景Ⅴ视频3：磁浮列车磁性的获得。引出新课。活动Ⅴ学生实验4：电流周围存在磁场。观察：通电直导线周围的小磁针；改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转情况。情景Ⅵ演示实验3：通电螺线管周围的磁场分布。观察：通电螺线管周围铁屑的分布情况。活动Ⅵ学生实验5：绕制螺线管，并判断它通电时两端的极性情况。利用大铁钉、直导线，绕制螺线管，并交流两种不同螺线管的绕法。活动Ⅶ观察：探究决定通电螺线管两端极性的因素。通过小组设计实验，交流与讨论得出决定通电螺线管两端极性的因素。活动Ⅷ巩固练习。63、教学的主要环节本设计可分为两个主要环节第一环节，自主活动、研究磁场。通过学生实验活动，建立磁场的概念。第二环节，自主活动、探究决定通电螺线管两端极性的因素。通过小组设计实验，交流与讨论得出决定通电螺线管两端极性的因素。七、教案示例第一课时（一）引入1.视频：生活中的磁应用。从司南到银联卡，磁和我们生活密不可分，对于“磁”，我们了解多少？引入课题“磁”。2.学生交流有关磁现象或其应用。（二）新课3.磁体、磁极⑴学生实验1：感受磁现象。学生利用条形磁铁、小磁针、铜条、铁钉、铁屑等进行实验，感受磁现象，并交流。a、现象：条形磁铁（或小磁针）能吸引铁钉、铁屑，但不能吸引铜条或铝块。结论：把物体能吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性，具有磁性的物体称为磁体。我国古书《吕氏春秋》就记载有“慈石召铁”的说法，这是世界上明确提出磁石能吸引铁的最早记载。b、现象：将条形磁铁平放入撒有均匀铁屑的盒中，发现两端吸引的铁屑多，而中间几乎没有吸引铁屑。结论：磁体上磁性最强的部分称为磁极。任何磁体都有两极，将磁体水平悬挂起来，当它静止时，指北的一端称为磁北极（N极），指南的一端称为磁南极（S极）。公元1405-1433年，郑和使用当时最先进的航海技术，率领庞大船队先后七下西洋。c、现象：磁极间存在相互吸引或排斥作用。结论：同名磁极之间相互排斥，异名磁极之间相互吸引。思考：磁浮列车是如何悬浮起来的？通过PPT模拟磁浮列车和轨道的磁极极性情况，展示同名磁极之间相互排斥或异名磁极之间相互吸引，两种不同模式的磁浮列车。74.磁化演示实验1：磁化。观察：没有磁性的铁钉获得磁性的过程。结论：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程称为磁化。北宋初出现可利用人工磁化方法制成指南鱼。在欧洲使用同样的磁化方法要比我们晚四百多年。5.磁场、磁感线。⑴学生实验2：观察铝条、磁铁周围的小磁针的偏转情况。学生交流结论：铝条周围不存在磁场；磁体周围存在磁场。磁场是一种看不见、摸不着的物质。⑵演示实验2：观察磁体周围小磁针的偏转情况。。磁体周围的磁场是立体分布的。⑶学生实验3：观察磁体周围的铁屑分布情况。学生交流，并描述铁屑分布情况，感受磁感线模型的建立。磁体周围的铁屑好象是一个个小磁针，首尾相连，铁屑分布的疏密程度反映了磁场的强弱。我们根据铁屑的分布情况，可以画出一条条曲线，来描述磁场。这些曲线称为磁感线。a、磁感线是一条条带箭头的假象曲线。b、磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱。c、在磁体外部磁感线总是从磁体的N极出来再由S极进入。⑷地磁场a、地磁场的磁极。b、磁偏角，沈括《梦溪笔谈》，最早发现磁偏角现象。c、地磁场在地球周围形成磁性保护层，使地球避开太阳风所带来的带电微粒。信鸽根据利用地磁场的方向准确找到几千千米以外的地方（人与自然和谐）。（三）运用巩固5.交流收获第二课时（一）引入1.视频3：磁浮列车磁性的获得。82.问题：磁浮列车的磁性是如何获得，难道长长的铁轨就是由一根磁体制成的吗？（二）新课3.电流磁效应⑴学生实验4：a观察：通电直导线周围小磁针。b观察：改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转情况。结论：电流周围存在磁场，通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关。⑵介绍奥斯特实验。⑶通电直导线所产生的磁性很弱，有办法增强它的磁性吗？4.通电螺线管⑴将一根直导线一圈圈的绕制成线圈，等于多根导线并接，增强了磁性，这样的线圈叫螺线管。⑵演示实验3：观察通电螺线管周围铁屑的分布情况。通电螺线管周围的磁场分布和条形磁铁周围的磁场类似。⑶学生实验5：绕制螺线管，并判断它通电时两端的极性情况学生分析与交流：通电螺线管两端极性可能跟电源的正、负极的方向有关，也可能跟螺线管的绕法有关。⑷视频4：通电螺线管中的电流方向。电流方向是指螺线管内的电流环绕方向。结论：通电螺线管两端的极性由电流方向决定。⑸如何判断通电螺线管两端的极性？。结论：右手螺旋定则。（三）知识运用巩固练习。