16.1 從永磁體談起【教學目標】1.知識與技能（1）認識磁體、磁極、磁化等現象，知道磁極之間的作用。（2）了解磁場及磁場分布。（3）了解磁感線的概念，會畫不同磁體的磁感線。2.過程與方法培養學生的觀察、歸納、總結能力。培養學生的動手探究能力，引導學生養成良好的實驗習慣。3.情感態度和價值觀使學生有將自己的見解與他人交流的愿望，認識交流的重要性。【教學重點】知道磁體、磁極、磁化和磁極間的相互作用；了解磁場、磁感線的含義。【教學難點】了解磁化和磁極間的相互作用；知道磁場間的作用。【教學方法】觀察引導、課上交流、鞏固總結。【課時安排】1課時【教學過程】一、導入新課磁學是物理學領域的重要組成部分，在學習磁效應之前，我們需要對磁現象有基本的認識。我國在兩千多年前就已經發現了磁體，并利用磁體制作了我國的四大發明之一-指南針，指南針的出現有利于航海事業的發展。而現在，磁體構成了生活的重要組成部分之一，被廣泛應用于電力設備、家電、信息空間等多個領域。今天，我們就來認識一下磁體與磁場。二、新課學習1認識磁體【過渡】指南針由什么材料構成？指南針為什么能使人辨別方向？物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性，具有磁性的物體叫磁體。顧名思義，能夠永久保持磁性的磁體叫做永磁體。磁體分為：天然磁體、人造磁體；條形磁體、蹄形磁體、磁針；硬磁體、軟磁體。同學們看一下課本圖16-1，圖中給出了三種常見的人造永磁體，分別為條形磁體、蹄形磁體和小磁針，這三種磁體在以后的學習生活中經常遇到，同學們務必加以認識。在科研中根據磁體制備出了很多儀器，大家看信息瀏覽部分給出的“-磁譜儀”，圖16-2為磁譜儀的結構，它是一個巨大的磁體。【提問】磁體能吸引我們身邊什么樣的物體？剛才已經講過，磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質，所以凡是生活中由鐵、鈷、鎳構成的物體都能被磁體吸引，比如鐵鍋、刀子等。【思考】一塊磁體的任何部位吸引物體的牢固程度都相同么？磁體與磁體之間又有何作用呢？大家來看活動1，圖16-3給出了幾種器材，其中有條形磁鐵、磁針、鐵屑、大頭針、鋸條和細線，讓我們來探究磁體中磁性最強的部位以及磁體與磁體之間的相互作用。我們來思考一下，條形磁鐵和小磁針都具有兩端，這兩端是否都具有磁性，我們可以通過其能否吸引鐵制品判斷，磁性的強弱我們可以通過吸引大頭針的數量驗證。那么磁鐵是否在任何部位磁性都相同？我們可以將鐵屑灑在磁體的周圍，觀察鐵屑在磁體周圍的分布來判斷。如何判斷磁鐵與磁鐵之間的作用？我們可以將條形磁鐵靠近小磁針，觀察小磁針的旋轉方向，通過改變條形磁鐵的方向確定磁體具有幾個磁極以及磁極與磁極之間的作用。【實驗】根據剛才的分析，請同學們進行實驗，驗證實驗結果，寫出得到的結論，并完成圖16-6下面的填空。教師指導學生完成上述實驗。【教師指出】我們發現，條形磁鐵的兩端均可吸引相同數量的大頭針。將鐵屑灑在條形磁鐵周圍后，可以看出磁鐵的磁性強弱分布，發現磁鐵的兩極鐵屑密度大，中間部位鐵屑密度小，這說明磁鐵具有磁極，磁極處的磁性最強。當條形磁鐵標有字母N的一端接近小磁鐵的N端時，小磁針發生偏轉，最終S端靠近條形磁鐵的N端，而反過來放置時，小磁針的N端靠近條形磁鐵的S端，這說明磁鐵具有磁極，同名磁極相排斥，異名磁極相吸引。通過實驗我們可以得出結論：(1) 磁體的兩端磁性最強，稱為磁極，每個磁體都有兩個磁極。(2) 懸掛著的磁體靜止時，總是一端指南，一端指北；指南的一端是磁體的南極，又叫做S極；另一端是北極，又叫做N極。(3) 磁極間的相互作用規律是：同名磁極相排斥，異名磁極相吸引。【過渡】大家觀看信息瀏覽部分，一塊磁體總有兩極，那么是否存在只有一個磁極的磁體呢？在1931年狄拉克就預測了磁單極子的存在，關于尋找磁單極子的工作仍舊在進行，一旦尋找出，這將是物理學領域的重大突破。是否那些不具有磁性的物體就不能具有磁性呢？比如鐵釘能否具有磁性呢？我們來進行活動2的探討。我們來看圖16-4，圖中給出了條形磁鐵、沒有磁性的鐵釘和鐵屑。首先我們根據圖a所示，將磁鐵的一極靠近鐵釘，觀察其是否能夠吸引鐵屑；然后我們根據圖b所示，將磁鐵的一極在鐵釘上打磨，然后拿開磁鐵后觀察鐵釘能否吸引鐵屑。請同學們根據圖a和圖b進行實驗，記錄實驗結論。【教師指出】上述兩種情況下，鐵釘均能吸引鐵屑，這說明鐵釘在上述兩種情況下均具有磁性。那么磁鐵究竟使鐵釘發生了什么樣的變化而使其具有磁性？一些物質在磁體或電流的作用下獲得磁性，叫做磁化。這種原來沒有磁性的物體獲得磁性的途徑叫做磁化。我們不斷敲擊磁化后的鐵釘或者將其進行加熱，可以發現磁性退卻，這個過程叫做退磁。2認識磁場【過渡】我們學習過力的相互作用，這種相互作用的必要條件是兩個物體相互接觸。那么磁體為什么不需要接觸就可以發生相互作用呢？這源于物理學的另一個重要概念“場”。我們學習過重力，蘋果之所以落地是由于受到重力的作用，重力的來源是地球的吸引力構成的重力場，那么磁體是否存在一種場的作用呢？我們將磁體周圍存在的物質稱為磁場。磁體間的相互作用以及磁化現象均由磁場造成。我們將條形磁鐵的周圍擺放一些小磁針，如圖16-5所示，可以發現小磁針靜止后會有不同的指向，這是由于各處小磁針的磁極處于不同的磁場作用力下。磁場是有方向的，我們將靜止時小磁針N極指向的方向稱為該點處的磁場方向。【引導學生思考】磁場我們是看不到的，那么如何描述磁場呢？我們來看活動3，將磁鐵按圖16-6的方向擺出，在磁體上方放置玻璃板，在玻璃板上灑出一些碎鐵屑，觀察鐵屑的排布取向。圖16-6a為條形磁鐵周圍的鐵屑分布，可以看出當兩個同名磁極朝向時，鐵屑排布呈現排斥形狀，當兩個異名磁極朝向時，鐵屑排布呈現連續形狀；而圖b所示為蹄形磁鐵周圍的鐵屑分布，可以看出鐵屑呈現連續分布。【思考】鐵屑為什么會呈現上述分布呢？鐵屑在磁場中被磁化為小磁針，根據磁極之間的作用規律，鐵屑呈現這樣的排布。所以用鐵屑可以用來模擬磁體周圍的磁場以及磁場強弱。3.描述磁場-磁感線【思考】既然磁場客觀存在，但它看不見，摸不著，我們如何描述磁場呢？我們可以模仿鐵屑在磁場周圍的排布，將磁場周圍的鐵屑形狀用曲線代替，畫出一條條帶箭頭的曲線，這樣的曲線叫做磁感線。所以，磁感線是用來直觀描述磁場的線，并不真實存在。磁感線可以用來描述磁場的方向和它的分布情況，某一點處的切線方向對應該點處的磁場方向。大家來看圖16-7，圖中所示的條形磁鐵、蹄形磁鐵的磁感線方向與剛才所示的磁場。【提問】指南針為什么可以用來辨別方向？因為地球是一個巨大的磁體，地球的周圍存在地磁場。同學們請看圖16-8，圖中所示地球的磁場方向，磁場方向與地球的地理方向相反，即地理南極在地磁北極附近，偏角為15度，我國宋代科學家是世界上最早發現地磁偏角的人。【歸納總結】同名磁極相排斥，異名磁極相吸引；磁感線可以用來描述磁場的方向和它的分布情況。三、課堂練習：1下列關于磁場的描述，正確的是（ B ）A磁感線是磁場中真實存在的曲線 B磁體間的吸引或排斥作用是通過磁場實現的 C磁體周圍的磁感線從磁體S極發出，回到磁體N極 D地磁的N極在地理北極附近，地磁的S極在地理的南極附近2磁鐵外面磁場最強的部位（C）AN極 BS極 CN極合S極處 D遠離磁極處3關于磁感線，下列說法正確的是（ AB）A磁感線上任何一點的切線方向，就是該點的磁場方向B磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出來，回到S極C磁場中的磁感線是確實存在的D磁感線是由鐵屑構成的課堂小結：16.1 從永磁體談起一、磁體的基本性質1、磁性：把能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質2、磁體：具有磁性的物體。3、磁極：磁體上磁性最強的部分。磁南極S：小磁針靜止時指南的一極磁北極N：小磁針靜止時指北的一極磁化，去磁二、磁場1、基本性質：對放入其中的磁體有力的作用。2、磁場方向：小磁針靜止時N極的指向。3、磁感線的幾點說明 a) 磁場是真實存在的；而磁感線是假想的物理模型，是不存在的。b) 磁感線疏密程度表示磁場強弱c) 磁場方向：外部N到S，內部S到N。磁感線上某點的切線方向為該點的磁場方向（該點處小磁針靜止時的N極指向