磁现象和磁场 教案 说课稿 教学设计

磁现象和磁场

三维目标

知识与技能

1．列举磁现象在生活、生产中的应用，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，关注与磁相关的现代技术发展；

2．知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁体或电流有磁场力的作用；

3．知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。

过程与方法

利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力。

情感、态度与价值观

在教学中渗透物质的客观性原理。

教学重点

磁场的物质性和基本特性。

教学难点

磁场的物质性和基本性质。

教学方法

类比法、实验法、比较法。

教学用具

条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、导线和开关、电源、铁架台、投影片、多媒体辅助教学设备。

教学过程

［新课导入］

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，利用磁场的仪器或工具随处可见，如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等。进人21世纪后，科技的发展突飞猛进、一日千里，作为新世纪的主人，肩负着民族振兴的重任，希望同学们勤奋学习，为攀登科学高峰打好扎实的基础。今天，我们首先认识磁场。

［新课教学］

一、磁现象

引导学生阅读教材“磁现象”两段，明确以下几个问题：

问题1天然磁石的主要成分是什么？永磁体吸引铁质物体的性质叫磁性。

问题2什么是永磁体、磁性和磁极？磁体有几个磁极，如何规定的？磁性最强的区域就是磁极。

古代人们就发现了天然磁石吸引铁器的现象。我国春秋战国时期的一些著作已有关于磁石的记载和描述，而东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”，人们公认是最早的磁性定向工具。指南针是我国古代四大发明之一。12世纪初，我国已有指南针用于航海的明确记载。

1．磁体

人们最早发现的天然磁石的主要成分是Fe3O4。现在作用的磁铁，多是用铁、钴、镍等金属或用某些氧化物制成的。

天然磁石和人造磁铁都叫做永磁体。

2．磁性

磁体都能吸引铁质物体，我们把这种性质叫做磁性。

3．磁极

磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫做磁极。

能够自由转动的磁体，例如悬吊着的小磁针，静止时指南的磁极叫做南极，又叫S极，指北的磁极叫做北极，又叫N极。

二、电流的磁效应

电现象和磁现象之间存在着许多相似，请你举例说明。

学生讨论，交流，发表见解。电荷存在正负、磁体存在两极；电荷间有力的作用，且同号电荷相斥，异号电荷相吸；磁体间同样有力的作用，且同名磁极相斥，异名磁极相吸。

电现象和磁现象间的相似是偶然的吗？如果你是一位物理学家，你会怎样认为呢？

引导学生阅读教材，并思考问题：

问题1：人们是通过那些自然现象，开始形成了相互联系和相互转化的思想？

问题2：开始，奥斯特的实验研究均以“失败”告终，为什么？你从中有何启发？

问题3：奥斯特是如何发现电流磁效应的？以前的实验为什么会失败？谈谈你的想法。奥斯特发现电流磁效应的实验有何意义，竟使安培、法拉第对奥斯特有如此高的评价？

阅读教材，讨论、交流、发表见解。

1．电现象与磁现象的联系

电现象与磁现象的相似使我们猜想，两者之间可能存在某种联系。

自然界中的磁体总存在着两个磁极，自然界中同样存在两种电荷。不仅如此，磁极之间的相互作用，与电荷之间的相互作用具有相似的特征：同名磁极或同一种电荷相互排斥，异名磁极或异种电荷相互吸引。

1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱刀叉竟然有了磁性。1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电可使缝衣针磁化。

但是，也许是由于磁极不可能像电荷那样单独存在，也许是磁体不会对带电体产生直接影响……也许是由于其他原因，直到19世纪初，库仑、托马斯·杨和安培等著名物理学家，都认为电与磁是互不相关的两回事。不过，在18世纪和19世纪之交，随着对摩擦生热及热机做功等现象认识的深化，自然界各种运动形式之间存在着相互联系并相互转化的思想，在哲学界和科学界逐渐形成。深受康德哲学思想影响的丹麦物理学家奥斯特相信，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁之间也应该存在着联系。

2．电流的磁效应

（1）奥斯特的实验

奥斯特的实验研究并非一帆风顺。当时人们见到的力都沿着物体连线的方向，

即所谓“纵向力”。受这个观念的局限，奥斯特总是把磁针放在导线的延长线上，

然而均以失败告终。1820年4月，在一次讲课中，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。这个现象可能没有引起听

众的注意，但却是奥斯特盼望已久的。

（2）电流的磁效应

奥斯特连续进行了大量的研究，同年7月发表论文，宣布发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。

奥斯特实验表明电流的周围能够产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。

为此，安培写道：“奥斯特先生……已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了。”法拉第则评论说：“他突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。”

三、磁场

1．磁场的来源

（1）磁体的周围存在磁场

在玻璃板上放两辆小车，小车上各放置一条形磁铁。

通过实验观察到，磁体同名磁极相斥，异名磁极相吸，且不需要接触就可以发生力的作用。

显然这一力是场力，但磁铁并不带电，不存在电场，它是另一种场──磁场。

磁体周围存在着磁场，常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场。

（2）电流的周围存在磁场

除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场。

把一条导线平行地放在小磁针的上方，当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动，说明电流周围的周围也有磁场。

奥斯特实验表明，电流的周围也存在磁场。

2．磁体与电流间的相互作用通过磁场来完成

磁体与磁体之间不需要直接接触，就能发生相互作用，它们之间的相互作用力是通过磁场来完成的。

电流能够产生磁场，那么电流在磁场中是否受力呢？

磁场对电流的作用。照课本图那样，把一段直导线放在磁铁的磁场里，给导线通上

电流。

导线发生运动。

磁场不仅对磁极产生力的作用，对电流也产生力的作用。

电流能够产生磁场，而磁场对电流又有力的作用，那么电流和电流之间能否发生力

的作用呢？

两条平行直导线，通以相同方向的电流时或通以相反方向的电流。

两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互吸引；当通以相反方向的电流时，它们相互排斥。

磁极磁场磁极

磁极磁场电流

电流磁场电流

磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间都是通过磁场来传递的。

3．磁场

（1）磁场

磁体或电流在其周围空间里产生磁场，而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用。这样，我们对磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用获得了统一认识，所有这些相互作用都是通过磁场来传递的。

存在于磁体或电流周围的，能够传递它们之间的相互作用力的特殊物质。

（2）磁场的基本性质

对处于其中的磁极或电流有力的作用。

（3）磁场的物质性

虽然磁场看不见摸不着，对于我们初学者感到很抽象，其实磁场和电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式。

磁场是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式。

四、地球的磁场

思考：悬吊着的磁针为什么会指示南北呢？