1、磁场 教学简案课程导入情景感悟磁体为什么能吸引铁呢？这是因为磁体周围存在着磁场，是磁场作用的结果问题思考图 9-2-1 甲、乙、丙的描述方法，物理学中称为转换法甲：空气看不见，摸不到，我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它乙：电流看不见，摸不到，我们可以根据电流所产生的效应来认识它丙：磁场看不见，摸不到，我们可以根据它所产生的作用来认识它图 9-2-1猜想：磁体周围存在的磁场_（选项“可以” “不可以” ）用转换法来描述学点 1 磁场观察思考 感受磁场的存在 如图 9-2-2 所示的是条形磁体周围放置的小磁针（黑端为 N 极）静止下来的情景问题研讨问题 1：根据条形磁体周围放置的小磁针
2、静止下来的情景，说出你产生了什么灵感？答：_问题 2：如果人们规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向那么磁场的方向就有一定的规律若用“线”来形象地表示磁场（如图 9-2-3） ，则可以推知：在磁体周围， “线”都是从磁体的_极出来回到_极知识归纳 磁场与磁感线一、磁场1定义磁场是一种存在于磁体周围的看不见、摸不着的特殊物质2磁场的基本性质磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用3磁场的方向磁场不但有强弱，而且有方向规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向易错点提示（1）我们就是通过磁场的基本性质来认识磁体的周围空间存在的磁场，磁
3、场不是只存在于一个平面上；（2）磁场的方向性并不是说整个磁场只有一个方向，而是指磁场中某一点小磁针北极的指示方向，即磁场中每一点的磁场方向不同，且每一点的方向是惟一的二、磁感线1定义在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该点的小磁针北极的指向一致，这样的曲线叫做磁感应线，简称磁感线2方向磁感线是一些有方向的曲线，磁感线上某点的方向与放在该点的小磁针北极的指向一致，也与该点的磁场方向致易混淆点提示磁感线是假想的物理模型，即是为了研究磁场而假想的曲线，这些曲线实际并不存在但用磁感线可以形象地表示磁体周围磁场的分布情况磁感线的疏密表示磁场的强弱3如图 9-2-4 是几种常见的磁体磁极
4、间的磁感线：例 1：如图 9-2-5 所示标出磁体 N，S 极和磁感线的方向 （小磁针上涂黑的一端为 N极）解析 先根据小磁针静止时北极所指的方向确定磁场方向；再根据磁体周围的磁感线都是从磁体的 N 极出来，回到 S 极这一规律来确定磁体的 N，S 极和磁感线的方向答案 如图 9-2-6 所示解后反思运用磁体周围的磁感线从磁体北极出来回到南极来确定磁感线的方向判断小磁针的N、S 极常见有两种方法：一是根据异名磁极相互吸引来判断，即靠着磁体 S 极一端的为小磁针的 N 极，另一端为 S 极；二是根据小磁针的 N 极指向应是该点的磁场方向、也是磁感线方向来判断同类变式 在一个黑色塑料盒里放一个条形
5、磁体，盒盖上标有 8 个数字，在盒外放有四个小磁针，涂黑的一端为 N 极，受到盒内条形磁体的磁场影响，小磁针静止后的指向如图 9-2-7 所示，则盒内条形磁体放置的位置是（ ）AN 极靠近 5，S 极靠近 1 BN 极靠近 1，S 极靠近 5CN 极靠近 3，S 极靠近 7 DN 极靠近 4，S 极靠近 8解析 本题与例 3 的相同点是利用小磁针指示磁场的方向，不同点是本题中没有给出磁感线，而是直接根据小磁针的指向确定磁体的位置根据小磁针 N 极的指向和条形磁体的磁场特点，5 位置是条形磁体的 S 极，1 位置是条形磁体的 N 极答案 B解后反思本题还可根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的
6、特点判断学点 2 地磁场动手动脑 探究地磁场如图 9-2-8 所示，把一只小磁针放在水平桌面上，轻轻拨动一下，待它静止下来观察其指向；再一次拨动，待它静止下来，再观察其指向或悬挂起来，进行探究问题研讨问题 1：实验中，小磁针两次静止下来的指向有什么关系？答：_问题 2：小磁针的两极分别指示着地理的哪两极？它们分别是地磁的哪两极？答: _知识归纳 地磁场1定义地球本身就是一个巨大的磁体地球周围存在的磁场叫地磁场整个地球类似一个巨大的条形磁铁磁针指南北，就是因为受到地磁场作用的缘故2磁偏角由于地球是一个巨大的磁体，它有两个磁极，分别把它们称作地磁的南极（S）和地磁的北极（N） 地磁的两极和地理的两
7、极并不重合地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，因此小磁针所指的南、北方向并不是地理的正南、正北方向，它们之间有一个偏差角度世界上最早准确记述磁偏角的是我国宋代学者沈括易忽略点提示地磁场是怎样产生的？这个问题还没有研究清楚，只是发现大气上层和地表中流动着各种电流都能影响着地磁场的变化，一些鸟类、鱼类等动物能够利用地磁导航，但至今也没有弄清这个“导航系统”究竟是怎样工作的希望大家将来能进一步揭示地磁之谜例 2 （2005 年重庆市）如图 9-2-9 所示为描述地磁场磁感线的分布图请在图中用箭头标出 ab 这条磁感线的方向解析 地磁场磁感线方向是从地磁南极入从地磁北极出答案 如图
8、 9-2-10 所示易错点提示不能从地理南北极考虑地磁南极是在地理北极附近，方向易搞反例 3 学习了“磁场”这节内容后，某校研究性学习小组拟定了下列课题：（1）磁场与动植物的生长关系；（2）磁化水与植物的生长关系；（3）手机磁场（电磁波）是否对人体有危害？请你任选一题，谈一谈你的研究方案解析 这是一道探究题磁化水的制作方法是：用一磁体放在瓷碗或其他非金属容器的底部，碗或其他容器内装入适量的水，间隔 12 小时后，磁化水就制成了，用磁化水和普通的水分别浇灌同一种植物的不同研究对象，并对生长情况做记录，并进行比较，最后归纳结论答案 （1）用三盆相同的植物种子开始做试验进行比较，观察从发芽开始植物的
9、生长情况：A有无磁性；B磁性的强弱可以选用废旧扬声器中的磁体进行实验研究，注意做好实验记录：（2）类似（1） ；（3）选用小白鼠做对比实验，主要通过是否有磁性以及磁性的强弱来观察小白鼠的睡眠、饮食、生长等情况解后反思本题的探究过程所需要的时间是漫长的，但这一过程能培养我们像科学家们一样探究自然现象奥秘的兴趣拓广延伸思维发散 怎样用磁感线描述磁场例 4 （2005 年南京市）在一根条形磁铁附近平行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体 XY 后，其周围磁场磁感线的分布情况如图 9-2-11 甲所示将 XY 两端对调以后，磁感线分布情况未发生改变，如图 9-2-11 乙所示则棒状物体 XY 可能是（
10、 ）A软铁棒 B铜棒C条形磁铁，其中 X 端为 N 极 D条形磁铁，其中 Y 端为 N 极解析 观察图 9-2-11 甲图发现 XY 其周围具有特殊的磁感线分布，与普通的条形磁铁磁感线相似，所以可以判断 XY 被磁化了，且 X 端是 S 极，Y 端是 N 极将 XY 两端对调以后，磁感线分布情况未发生改变，这说明 XY 又一次被磁化看来 XY 易失磁答案 A点评本题考查了磁极间磁感线的分布情况和磁化现象熟悉 9-2-1l 中各图的磁极间磁场的描述是解题的关键探究设计 探究磁体周围的磁场例 5 磁体周围存在着磁场，但既看不见又摸不着磁场存在吗？如图 9-2-12 是小明设计实验验证磁场存在的探究
11、活动器材，数据记录如下请替小明写出实验的过程铁块与 N 析的距离（ cm） 100 10 5 1 0.5弹簧测力计的示数 1.5 1.6 1.8 2.1 2.5解析 根据数据表可看出，小明是借用测力计的示数来描述磁体对铁块 A 的作用力，实验过程应该是探究实验的全过程答案 提出问题：磁体周围存在着磁场，但既看不见又摸不着，磁场存在吗？磁场若存在，磁场有大小吗？猜想与假设：由磁体间隔一定的距离对铁块有作用户猜想：磁体周围存在着磁场实验设计：测力计下挂一铁块，让铁块不断的靠近磁体，观察并记录测力计的示数实验过程：手提弹簧测力计，让弹簧测力计挂钩下的铁块不断的靠近条形磁铁的 N 极，并记录相应的实验
12、数据，如上表分析归纳：从表中可以看出弹簧测力计的示数在变大，这是因为铁块在条形磁铁的磁场中，受到磁场力的作用结果结论：（1）磁体的周围存在着磁场；（2）磁体周围的磁场有强弱，离磁体越近磁场越强，离磁体越远磁场就越弱交流：将实验的数据与其他同学交流，看是否具有同样的规律评估：如图 9-2-12，还应改变设计，如靠近磁体时让铁块作水平方向移动，了解磁体的两端和中间的磁场情况点评磁场既看不见又摸不着，通过测力计显示磁场的存在和磁场有强弱，这种方法物理中称为换元法思维诊断 正确理解磁感线方向、小磁针 N 极方向三向合一例 6 如图 9-2-13 所示，在蹄形磁铁旁的 a 点放一枚小磁针，其指向如图，b
13、 点不放小磁针但有磁感线，c 点既不放小磁针，也没有画出磁感线则下列判断中，正确的是（ ）Aa 点有磁场，且方向向下 Bb 点有磁场，但其方向无法确定Cc 点没有磁场 D蹄形磁铁的上端是 N 极解析 观察 a 处小磁针 N 极方向向下，故过 a 点的磁场方向是从上向下，因此蹄形磁铁上端是 N 极,下端是 S 极b 点处的磁场方向与该点的切线方向致（指向：斜向下） ，c点处的磁场方向是过该点的磁感线的切线（磁感线未画出来）方向（指向：向下） 误区警示易错误认为 c 点处没有磁场，产生错误认识的原因是：认为没有过 c 点的磁感线故 c点没有磁场注意：磁感线是人为画出来描述磁场的，不可能每一点都画磁
14、感线，c 点处有磁场答案 AD课时作业一、教材习题P61“动手动脑学物理”14 题二、补充习题1磁场是有方向的，把小磁针在磁场中静止时，_极所指的方向规定为这点的磁场方向，小磁针_极所受磁场作用力的方向跟该点的磁场方向相反2地球周围的磁场叫做_，磁针指南北极就是因为受到了_的作用地理的北极附近是地磁的_极，地理的南极附近是地磁的_极3 （2005 年杭州市）在如图 9-2-14 所示的各图中，关于磁场的描述和小磁针表示正确的是（ ）4对磁场的有关概念，正确的说法是（ ）A磁感线是磁场中实际存在的曲线B磁感线从磁体的南极出来回到磁体的北极C小磁针 N 极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向
15、相反D磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用5 （2005 年常州市）如图 9-2-15 所示的蹄形磁体，请用箭头画出图中标注的所有磁感线的方向6随着“神州”五号载人飞船的成功巡天，华夏儿女的下一个目标是登上月球，关于月球上的物理现象和规律，同学们提出很多问题和猜想，有关月球周围的磁场问题，洋洋提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案洋洋的猜想：月球可能像地球一样，本身就是一个巨大的磁体，在它的周围存在磁场，并且也有“月磁”南极和“月磁”北极洋洋为检验上述猜想所拟定的实验方案：（1）取一个小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场；（2）小磁针静止
16、时，它的 N 极所指的方向就是“月磁”的北极你认为洋洋为检验猜想所拟定的实验方案中应该改进或改正的是：_7如图 9-2-16 所示，人们研究发现：一个放在磁场中的铁质球壳截面（截面有一定的厚度） ，外磁场的绝大部分将沿铁质球壳壁“通过” ，极少部分“进入”球内空间，这种现象称为“磁屏蔽” ，试回答下列问题：（1）类比于电流与电阻的关系，空气与铁这两种物质， “导磁能力”强的是谁？“磁阻”大的物质是谁？（2）人们从这一现象得到启发，为使精密仪器不受外面磁场的影响，可以将仪器进行_（3）有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中
17、的另一组小白鼠的短，这个实验可以说明：_8阅读下列短文，回答文后问题：由老马识途所想到的感觉导航“老马识途”这则成语的意识是比喻有经验的人熟悉情况，能在某个方面起到指引的作用那么老马为什么能记住来时的路？可见，动物的行程不是漫无目的的研究人员发现，众多的迁徒动物都能利用“助航设施” ，每年可旅行几千千米以前人们认为，它们只是依靠河川、海岸线以及其他可视界标作引导也曾有人假设，此类动物是运用了“感觉导航” ，即让特殊的嗅觉和听觉指引它们抵达目的地然而，这两项技能并非总是适用的特别是在汪洋大海的上空或在阴天、乃至在夜幕笼罩着大地的时刻结果显示，众多飞禽走兽应用的是“复合导航系统” 它们凭借的是气流
18、、水流、温度变化，可视界标和各种气味夜间迁徙的候鸟，如黄莺起飞之前就曾使自己适应落日晚霞现象，以便向正西飞，它们还查看北极和一些星座的方位海龟、鲸鱼、候鸟、有些鱼，则凭借地磁场走南闯北其“接收器”是位于颅内的一种磁体磁铁石晶体，像磁性金属屑那样，磁性晶粒能让自身与磁场对齐，从而可向大脑发出有关方向的信号此外，动物能够适应磁倾角，磁倾角可以帮助它们测定精确的位置生物学家发现，连笨拙的海龟也使用一种“磁倾角罗盘” 幼龟在佛罗里达沿岸出壳后，随即游入大海，它们在大西洋生活多年，直到长大才回到出生时的岸边去交配和居住，在返回过程中，就是凭借“磁倾角罗盘”才使它们不至于偏离正确的路线，否则它们可能偏南或
19、偏北而被冻死（1）许多动物都是利用磁场来导航的，想像一下，如果地磁场消失了，这些动物会怎样？（2）展望一下动物“感觉导航”在生活、科学和国防上有什么现实意义？参考答案课程导入问题示例：可以探究新知问题研讨问题 1：磁体周围的磁场具有方向问题 2：N S问题研讨问题 1：N 极都指地理的北极问题 2：N 极指地理的北极，是地磁的南极； S 极指地理的南极，是地磁的北极课时作业一、教材习题“动手动脑学物理” （P 61）提示与解答第 1 题 提示：如答图 9-2-1 所示第 2 题 解答：根据磁体北极的特点，指南针 N 极总是指向北方而指南针 N 极所指方向与磁感线方向相同，因此课本图 9-2-5
20、 的上端是地理的北极，下端是地理的南极，磁场总是从 N 极出发回到 S 极，因此图 9-2-5 的下端是磁北极，它应该位于地理南极附近第 3 题 提示：自制的指南针静止下来后，指北的那端是地理北极方向调整两根缝衣针在按扣两边的长度，使之平衡也可以把经过磁化的铁钉（或缝衣针等物体）放在小块塑料泡沫（或小纸船）里，让它浮在水面上，铁钉一定是指向南北方向第 4 题 提示：磁体的应用很多，如铅笔盒、磁性门吸、擦外层玻璃的刷子等等二、补充习题1N；S 2地磁场；地磁场；南；北3B（点拨：小磁针的指向是磁感线的方向）4D56 （1）应该多做几次实验，观察小磁针静止时是否总是指向同一方向；（2）小磁针静止时它的 N 极所指的方向是“月磁”的南极7 （1） “导磁能力”强的是铁， “磁阻”大的是空气 （2）磁屏蔽 （3）地磁场对动物有影响，而且是有利的8 （1）这些动物不能回到出发地、无目标的航行等 （2）略（点拨：根据动物的“感觉导舰”的优点，结合生活、科学和国防上的有关问题展开联想 ）
