2020高中物理 第三章 第1节 磁现象教案 新人教版选修3-1

2020高中物理 第三章 第1节 磁现象教案 新人教版选修3-1

第三章 磁场 ‎ 第1节　　磁现象 ‎【课前准备】‎ ‎【课型】新授课 【课时】1课时 ‎【教学三维目标】‎ ‎（一）知识与技能 ‎1.了解磁现象，知道磁性、磁体、磁极的概念.‎ ‎2.知道电流的磁效应、磁极间的相互作用.‎ ‎3.知道磁极和磁极之间、磁极和通电导线、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的.‎ ‎4.知道磁场的基本特性，了解地球磁场.‎ ‎（二）过程与方法 ‎1.了解电流的磁效应的发现过程，体会奥斯特发现的重要意义.‎ ‎2.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响.‎ ‎（三）情感态度与价值观 ‎1.通过发现电流磁效应的物理学史教育，培养学生坚持不懈的科学品质，并认识到该领域的历史探究过程.‎ ‎2.关注磁现象在生活和生产中的应用.‎ ‎【教学重点难点】‎ 重点.电流的磁效应和磁场的概念 难点.磁现象的应用及用磁场解释自然现象 ‎【教学方法】理论、类比、实验、讨论、分析 ‎【教学过程】‎ ‎【引入】‎ 我国是世界上最早发现磁现象的国家.早在战国末年就有磁铁的记载.我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献.在现代生活中，利用磁的仪器或工具随处可见，如磁带、磁盘、磁卡、电动机、手机、磁悬浮列车,而且在电视电影中也常常利用磁现象获得特殊的视觉效果.‎ 新课教学 ‎1磁现象和磁场 ‎【问题】郑和下西洋时茫茫大海中郑和的船队是如何确定方向的呢？‎ ‎【回答】指南针 ‎【问题】指南针是由什么制成的呢？‎ ‎【回答】磁铁 一、磁现象 ‎【问题】天然磁石的主要成分是什么？‎ ‎【回答】‎ ‎【问题】什么叫磁性？‎ ‎【回答】永磁体吸引铁质物体的性质叫磁性.‎ ‎【问题】什么叫磁体？‎ ‎【回答】具有磁性的物体叫磁体，包括天然磁石和人造磁铁.‎ ‎【问题】什么是磁极？‎ ‎【回答】磁性最强的区域就是磁极.‎ ‎【问题】自然界的磁体共有几个磁极？磁体有几个磁极，如何规定的？‎ ‎【回答】磁体有两个磁极.南极(S极)、北极(N极) .‎ ‎【问题】磁极间相互作用的规律是什么？‎ ‎【回答】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.‎ 二、电流的磁效应 ‎【问题】自然界中的磁体总存在着两个磁极，而且磁极之间的作用是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.这个性质跟学过的哪种情况相似？‎ ‎【点拨】自然界中存在着两种电荷，电荷之间的作用是同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引.‎ ‎【设问】 是不是电和磁之间存在着某种联系？‎ ‎【点拨】 1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱刀叉紧紧地吸在了一起，根据磁体的性质我们说刀叉也带上了磁性；1751年，富兰克林发现，在莱顿瓶发电后，发现缝纫针也被磁化而具有了磁性；1774年，德国一家研究机构悬赏征解，题目是.电力与磁力是否存在物理相似性.但库仑、托马斯·杨、安培等认为磁极不可能像电荷那样单独存在；磁体不会对带电体产生直接的影响；在十八世纪和十九世纪之交，随着对自然现象认识的深化，丹麦物理学家奥斯特认为就像电和光，电和热一样电和磁也也应该存在着联系.‎ ‎【问题】开始，奥斯特的实验研究均以“失败”告终，为什么？‎ ‎【回答】当时人们见到的力都是沿着物体连线方向，即都是所谓“纵向力”，受这个观念局限，奥斯特总是把磁针放在导线的延长线上，实验均以失败告终.‎ ‎【问题】奥斯特是如何发现电流磁效应的？‎ ‎【回答】一次讲课中，他偶然地把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针的上方，通电时磁针转动了.‎ ‎【演示】将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置.将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况.‎ ‎【现象】通电时小磁针发生了转动.‎ ‎【问题】通过这个现象可以得出什么结论呢？‎ ‎【回答】通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此可以得出.通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场.‎ ‎【归纳】以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫做奥斯特实验.这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场.‎ ‎【总结】电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应.‎ ‎【过渡】奥斯特实验打开了电磁学的大门，为后来法拉第的电能生磁、磁也可以生电奠定了基础.‎ 法拉第说.“他猛然打开了一个科学领域的大门，那里过去是一片漆黑，如今充满光明.”‎ ‎【问题】磁体对磁体有力的作用，奥斯特的电流磁效应实验说明电流对磁体也有力的作用.这些作用力都不需要直接接触，就能产生.那么，这些作用力是怎样产生的呢？是不是不需要任何媒介物就能产生？‎ ‎【回答】是通过磁场产生的.‎ ‎【问题】为什么会想到是通过磁场产生的？‎ ‎【回答】奥斯特的电流磁效应实验说明电和磁是相互联系的.电荷的周围存在电场，电荷间通过电场产生相互作用，那么，磁体和电流的周围必然会存在磁场，磁体间、电流和磁体间则通过磁场产生相互作用.‎ ‎【问题】既然电流的周围存在磁场，对磁体会产生力的作用，那么磁体对电流会产生力的作用吗？电流与电流之间有没有力的作用？‎ ‎【回答】有.因为力的作用是相互的.‎ ‎【演示】如图所示，通电导线与磁体间发生相互作用.‎ 通电导线与磁体通过磁场发生相互作用 ‎【结论】磁场是存在于磁体或电流周围空间的一种特殊物质.磁体和电流的周围存在磁场，磁体间、电流和磁体间、电流和电流间的相互作用，都是通过磁场产生的.‎ ‎【问题】磁场的基本性质是什么呢？与电场的基本性质是否相似？‎ ‎【回答】磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用.与电场的基本性质是相似的。(电场的基本性质是对放入其中的电荷产生力的作用)‎ ‎【结论】电荷之间存在相互作用的力，它不是电荷之间直接发生的，而是通过电场发生的(这一结论是从电荷间相互作用的现象结合“力是物体间的相互作用”推理得出的).通过类比，可以推断出“磁极间的相互作用也是通过磁场而发生的”，磁场也具有物质性.‎ ‎【结论1】磁体或电流周围存在的一种传递它们之间相互作用的特殊物质(看不见、摸不着，是物质存在的一种特殊形式).‎ ‎【结论2】磁场的基本性质.对处于其中的磁极和电流有力的作用.‎ ‎【结论3】磁场是媒介物.磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.‎ ‎【问题】悬吊着的磁针为什么会指示南北呢？‎ ‎【回答】说明地球的周围有磁场，地磁场对磁针产生了磁场力.‎ 四、地球的磁场 ‎【问题】为什么指南针可以用来辨别方向呢？‎ ‎【回答】 地球是个很大很大的磁体，在地球的周围存在着磁场.‎ ‎ ‎ ‎【说明】①地球相当于磁体，这个磁体的N极在地理上的地球南极附近，而S极在地理上的 地球北极附近.也就是说地球的地理两极和地磁两极之间并不重合，之间具有一角度，这一角 度称之为磁偏角.这一现象最早由我国宋代学者沈括发现.西方最早发现这个现象的是哥伦布，‎ 比沈括要晚400多年！‎ ‎②生活中有很多现象与地磁场有关，如候鸟和海龟长途迁徙而不迷失方向等等；‎ ‎③宇宙中许多天体也具有磁场，太阳、月亮等。‎ ‎【解说】有资料报道，地磁场方向正在逐步改变，南极已往西偏.最终南极到北极位置，北极到南 极位置.也有报道说，天体和物理学家与电脑科学家共同研究发现，上次发生同等现象的时间是在 恐龙消失时.‎ ‎【课时小结】‎ 通过这节课的学习我们了解了磁现象及电流的磁效应，掌握了磁场的概念并对“场”这一抽象的概念有了更加深入的理解，初步了解了地球的磁性.可以利用磁场解释一些常见的生活问题.‎ ‎【布置作业】‎ 课本P82，问题与练习1,2,3、‎ ‎【板书设计】‎ ‎1 磁现象和磁场 一、磁现象 永磁体吸引铁质物体的性质叫磁性.‎ 具有磁性的物体叫磁体，包括天然磁石和人造磁铁.‎ 磁性最强的区域就是磁极.‎ 二、电流的磁效应 电流的磁效应.电流通过导体时导体周围存在磁场的现象 三、磁场 磁体或电流周围存在的一种传递它们之间相互作用的特殊物质(看不见、摸不着，是物质存在的一种特殊形式).‎ 磁场的基本性质.对处于其中的磁极和电流有力的作用.‎ 磁场是媒介物.磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.‎ 四、地球的磁场