初三物理第十七章从指南针到磁悬浮列车教案及学案有答案要点.pdf
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1、. . 1 九年级物理教案 第十七章从指南针到磁悬浮列车 一、教材分析 本章共有三节:第一节“磁是什么”主要讲述磁场的性质,如何用磁感线描 述磁场;第二节“电流的磁场”主要了解电和磁的联系、掌握电流的磁效应、懂 得电磁铁的原理;第三节“科学探究:电动机为什么会转动”主要讲述电动机的 工作原理。 本章内容涉及到的知识主要有磁体(磁极、磁化)、磁场、磁场的方向、磁感 线、电流的磁场、磁场对电流的作用。涉及到的技能有电磁铁的应用。本章从生 活中磁体的广泛应用谈起,引入磁场、电流的磁场等概念,让学生了解电磁铁在 生活中的大量应用,最后,通过一个探究实验,让学生知道电动机为什么会转动 磁场对电流有力的作
2、用。xK b1.C om 本章教材的编写特点是较好地体现了课程标准“从生活走向物理,从物理走 向社会”的编写理念,从磁在生活中的广泛应用出发,介绍磁的一些基本知识、 基本概念,通过磁场的教学,培养学生抽象思维能力;通过电磁知识在生产、生 活中应用的教学,进一步提高学生学习物理的兴趣、培养学生解决实际问题的能 力。 二、教学目标 1、通过观察磁体之间的相互作用,知道磁体周围存在磁场。 2、通过实验探究通电螺线管外部磁场的方向。 3、通过实验探究,知道通电导体在磁场中受到力的作用,并且受力的方向与 电流方向以及磁场方向有关。 4、 通过了解电和磁之间的相互联系, 认识到各种自然现象之间存在相互联系
3、, 养成乐于探索自然界的奥秘。 5、通过实验,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 三、教学重点、难点 重点: 1、磁场、磁感线及磁体的相互作用 2、电流的磁场及其应用。 3、磁场对电流的作用及其应用。 难点: 1、认识磁场的客观存在及如何用磁感线描述磁场。 2、右手螺旋定则的应用。 3、影响磁场对电流的作用力大小和方向的因素。 四、教具与教法 1、从基础知识和生活现象入手,引导同学们认识和探究磁场,了解电与磁的 . . 2 内在联系,通过探究活动,获取相关信息,并掌握相关知识,提高实际技能。 2、在本章学习的过程中,应着重注意学习研究,分析问题的方法,注重理论 联系实际,积极动手动脑参
4、与探究和制作活动,从而不断提高自己的创新和创造 发明的能力,达到学以致用的目的。 3、通过学生亲自实验探究,体验科学研究的基本方法,即提出问题,观察实 验,收集证据,分析和论证等。 4、 让学生经历基本的科探究过程, 学习科学的探究方法, 发展科学探究能力, 形成实事求是,尊重自然规律,乐于参与科学实践的科学态度和科学精神。 5、让学生增强与他人的协作能力。 6、探究和实验贯穿全章,对此在教学中应将“过程与方法”作为重要的培养 目标之一。 五、课时设计 新授课 3 课时(第节新授课用1 课时) ,复习 1 课时,检测讲评1 课时, 共计 5 课时。 第一节磁是什么 教学目标: 1、知道磁在日常
5、生活、工业生产乃至高科技领域有着重要应用。 2、知道磁体有吸铁性和指向性。 4、知道磁极间相互作用的规律,会判断物体是否有磁性和磁体的磁极。 5、知道磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性。 6、知道磁感应线,会画常见磁体的磁感应线。 7、初步认识地磁场。 8、通过实验探究,培养学生用磁感应线形象地描述磁场这一抽象概念,从而 体会到探究实验的乐趣。 重点、难点: 重点: 磁场的性质及如何用磁感线描述磁场。 难点: 磁场的客观存在及如何用磁感线来描述。 教具: 各种形状的磁铁、磁针、一小堆大头针、指南针、磁卡、磁盘、条形磁体、 蹄形磁体、玻璃板、铁屑、有关磁性材料的实物、图片等。 课时安排:1课时
6、教学过程: 一、创设情景、引入新课 . . 3 演示和列举磁在日常生活、工业生产及至高科技领域里一些现象和应用,例 如:指南针、磁卡、自动控制中的电磁继电器、磁浮列车等,用到磁的地方多不 胜数,磁体具有什么特殊的性质,以至于得到如此广泛的应用呢? 二、投放学案,引导自学 本节概念较多,但是多数概念较为简单,可让学生先根据学案“自主学习” 部分所提出的问题自学教材,来加深对所学知识的理解,教师主要对本节重点和 难点部分作强调说明,如磁场的方向、磁感线的建立及其表示的意义等。等学生 自学完成后,可通过以下问题来检查和了解学生的自学状况: 1、磁铁具有哪些性质?它只吸引铁吗? 请学生自己通过实验探究
7、进行探索,归纳后回答: (1)磁性与磁体 (2)磁极 (3)磁极间的相互作用规律 (4)磁化 2、你知道磁体为什么能吸引铁性物质吗? 磁场的基本性质是什么? 磁场中某点方向是怎样的? 3、静止的指南针为什么总是指向南北方向呢? 4、磁场看不见、摸不着,所以如何对磁场进行形象的描述,对于解决磁场的 有关问题有很大的影响。结合我们前面所学的物理知识想一想,如果要形象的描 述出磁场的大小、方向等要素,可以用什么方法呢?请你和周围的同学们讨论, 看哪一种方法最好。 三、合作共建,展示疑点 1、正确理解磁体和磁极。 每个磁体都有两个磁极,一个叫南极(S极) ,另一个叫北极( N极) ,它 是磁体上磁性最
8、强的部分,位于磁体的两端,自然界中不存在只有单个磁极 的磁体,磁体上磁极总是成对出现的,而且一个磁体也不能有多于两个的磁 极。 2、理解磁场方向 磁场具有方向性,这一点可由小磁针在磁场中某一固定点其指向也是某 一固定的方向表现出来,当把小磁针放在磁场中不同位置时,小磁针N 极指 的方向不同,所以,磁场中各点的方向是不同的。在磁场中某一点,小磁针 静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。 3、理解磁感线时应注意以下几点: (1) 磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质,而磁感线是人们为了直观、 . . 4 形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线,它并不是客观存在于 磁场中的真实曲线。
9、 (2)磁感线是有方向的,曲线上任何方向(即该点的切线方向)就是该点的 磁场的方向。 (3)磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱,磁体两极处磁感线最密,表示 其两极磁场最强。 (4) 磁感线是一些闭合的曲线, 即磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来, 回到磁体的南极,在磁体的内部,都是从磁体的南极指向北极。 (5)磁体周围磁感线的分布是立体的,而不是平面的,我们在画图时,因受 纸面的限制,而只画了一个平面的磁感线分布情况。 http:/www .xkb1. com (6)空中任何两条磁感线绝对不会相交,因为磁场中任一点的磁场方向只有 一个确定的方向,如果某一点有两条磁感线相交,该点就有了两个磁场
10、方向,而 这是不可能的。 四、知能应用,规律总结 1、磁铁吸引铁钉的过程是由于磁铁靠近铁钉时,铁钉先被,然后因 为靠近端是而相互。 解析:本题考查了“磁化”及“磁极间的作用规律”,有利于理解磁场的存在, 及磁场的基本性质磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。人造磁体就利用 了磁化来制作的。 答案: 磁化异名磁极吸引 2、两根钢棒互相靠近时能自动吸引,则() A.两钢棒均为磁体 B.一根为磁体,另一根可能是磁体 C.两钢棒均不是磁体 D.一根为磁体,另一根一定不是磁体 【答案】 B 【引申】对于相互吸引,不少同学受“异名磁极互相吸引”的影响,做出A 的选择,常忽略磁体可把原来没有磁性的铁、钴、镍等
11、物质磁化后有磁性的现象。 两根钢棒可能原来都是磁体,且靠近的一端为异名磁极,另一种情况是一根钢棒 有磁性,而另一钢棒不是磁体,故答案为B。 本题还有一变式:如果两根钢棒互相靠近时能排斥,则是哪个答案呢? 五、诊断评价,查漏补缺 教师组织学生完成学案中的知能应用部分,然后师巡视批阅,了解学生做题 情况。 学生活动:完成试题后出示答案,学生自我评析。 师生讨论总结形成统一认识。 六、课堂小结,构建网络 . . 5 知识发展的主干:磁体磁场磁感线 七、布置作业 完成同步探究开放性作业部分。 八、板书设计 九、教学反思: 第一节:磁是什么学案 一、自主学习 1、磁的基本知识 (1)磁极:是磁体上 _的
12、部分,任何磁体都有_个磁极,它们分别 叫做_、_。不存在只有单名磁极的磁体。 (2)磁极之间的相互作用规律:_ 。 (3) 磁化:把铁磁性物质(铁、 钴、 镍) 与磁铁的磁极接触或靠近时_ 的过程叫做磁化。 (4)静止的指南针为什么总是指向南北方向呢,原来地球是一个天然的大 _。 2、磁的应用:(试举两例) _ 、_ 。 3、磁场 (1)大量的科学研究表明:磁体的周围确实存在着一种物质:物理学中把这 种物质命名为:“_ ” 。 (2)磁场的基本性质:它对放入其中的磁体产生_ 的作用。 4、磁感应线 (1)磁感应线:为了形象直观地描述磁场,物理这中引入了磁感应线,即用 _来描述磁场的某些特征和性
13、质,简称_,在磁体的外部总是从磁体的 磁的妙用 通过观察、讨论磁体 在生活中的广泛应 用 磁体磁极 磁化 磁场的方向 磁 感 应 线 地磁场 磁 是 什 么磁场 实验探究体验磁场 的存在 . . 6 _发出,最后回到 _。磁感线分布越密的地方,其磁场就越_。 (2)磁场的方向:在磁体的外部磁感线上的箭头方向是由_极指向 _ 极,磁感线上任何一点的 _,就是该点的磁场方向。 二、合作探究 1、如果不应用任何仪器,怎样知道一根旧钢条被磁化了没有? 2、画出右图中磁体周围A、B两点的磁场方向。 3、你认为磁感线有哪些特点和规律? 4、为什么指南针静止时总是指向南北方向? 5、你知道各种各样的人造磁体
14、是怎么制成的吗? 三、重难点知识突破 1、 放在磁体附近的小磁针, 会发生偏转,则说明磁体周围存在着一种看不见, 摸不着的物质,这种物质叫做_。 2. 有两根外形完全相同的棒,一根是条形磁铁,另一根是软铁,没有磁性。 如果没有其他任何用具,怎样才能知道哪一根有磁性,哪一根没有磁性? 四、知能应用 1. 磁体上 _的部分叫磁极,一个磁体应同时具有_个磁极。同名磁极 _,异名磁极 _。 2. 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做_, 如果软铁棒和钢棒具有 磁性。那么能长期保持磁性的是_棒。 (没有其他物体影响的条件下) 3. 磁体间的相互作用是通过_发生的。磁体的周围存在着_。磁场的 基本性质是
15、它对放入磁场中的_产生_的作用。 4. 在磁场中某点能够自由旋转的小磁针静止时_极的指向规定为该点磁 场的方向。 5. 磁体周围的磁感线都是从磁体的_极出来回到磁体的 _极。 6. 地磁两极跟地理两极并不重合,地磁 N极在地理 _极附近,地磁 S极在 地理_极附近。 7. 关于磁场,下列说法不正确的是() A.磁体周围空间存在着磁场 B.地球的周围存在着磁场 C.磁场中不同位置的磁场方向可能不同 D.磁场并非真实存在,而是为了研究方便而假设的 8. 关于对磁感线的认识,下列说法不正确的是() A.磁感线是为描述磁场而画的一种假想的曲线 B.磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密,表示磁性越强 C.
16、磁体周围的磁感线都是从S极出发回到 N极 . . 7 D.磁感线与放不放铁屑无关 9. 信鸽究竟靠什么辨别方向呢?科学家们曾做过这样一个实验:把几百只训 练有素的信鸽分成两组,在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁,而在另外一组信 鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块,然后把他们带到离鸽舍一定距离的地方放 飞,结果绝大多数缚铜块的信鸽飞回到鸽舍,而缚磁铁的信鸽却全部飞散了。科 学家的实验支持了下述哪种猜想? A.信鸽对地形地貌有极强的记忆力 B.信鸽能发射并接受某种电磁波 C.信鸽能发射并能接受某种次声波 D.信鸽体内有某种特殊磁场物质,它能借助地磁场辨别方向 参考答案: 一、自主学习 1、 (1)最强
17、两个南极北极(2)同名磁极相互排斥,异名磁极相互 吸引(3)显出磁性(4)磁体 2、指南针磁卡 3、 (1)磁场(2)磁力 w W w .x K b 1.c o M 4、 (1)带箭头的曲线磁感线N 极S 极 强(2)N 极S 极切线方 向 三、重难点知识突破 1、磁场2、提示:可用一根棒的一端靠近别一根棒的中间,看是否吸引, 从而来判断 四、知能应用 1、 磁性最强两相互排斥相互吸引2、 磁化钢棒 3、 磁场磁场磁 体磁力 4、N 5、北南 6、南北7、D 8、C 9、D 第二节电流的磁场 教学目标 1、通过对日常生活、工业生产中的电器设备的观察,知道电与磁有密切的联 系。 2、知道电流周围
18、存在磁场。 3、通过探究实验,知道通电螺线管对外相当于一条形磁铁。 4、会用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。 5、在认识通电螺线管特性的基础上了解电磁铁的构造。 . . 8 重点、难点 重点:通电螺线管的磁场及其应用。 难点:会用右手螺旋定则确定通电螺线管的磁极或螺线管上的电流方向。 教具 一根硬直导线,干电池24 节,小磁针、铁屑、螺线管、开关、导线若干。 课时数: 1 课时 教学过程 一、复习回顾、引入新课 提问: 1、什么是磁性?磁极?磁化? 2、磁体间的相互作用规律是什么? 3、磁场的基本性质及方向是怎么规定的? 4、磁感线反映了磁场的哪些信息? 引入:带电体和磁
19、体有一些相似的性质,这些相似是一种巧合呢?还是它们 之间存在着某些联系呢?科学家们基于这种想法,一次又一次地寻找电与磁的联 系。1820 年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场。这 一重大发现轰动了科学界,使电磁学进入一个新的发展时期。 二、投放学案,展示疑点 学案中“自主学习”部分,以填空的形式提出问题,引导学生看课本,浅显 易懂,先让学生自学,然后教师根据学生的自学情况,有选择的提出以下几个问 题,让学生加深对所学内容的理解: 1、奥斯特实验: (1)指导实验进行的方法、步骤,要求把磁针放在导线的上方和下方,分别 观察通电、断电时,小磁针N极的指向有什么变化。 (2)改
20、变电流方向再观察小磁针N极的指向有什么变化? 讲述:奥斯实验的物理意义在于,揭示了电现象与磁现象不是各自孤立的, 而是有密切联系的,这一发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情,有力推动 了电磁学的深入研究。 2、通电螺线管的磁场 (1)将一根粗导线绕在圆棒上,定型后取下来,我们把导线弯成这样的螺线 管,给它通电,它周围也会有磁场存在吗? (2)演示通电螺线管的磁场: a. 观察通电螺线管外部铁屑分布的情况。 b. 观察通电螺线管两端对小磁针的作用。 c. 改变电流方向,检验通电螺线管两端的极性。 d. 对比条形磁铁周围磁感线的分布情况,得到什么启示? . . 9 3、定培定则(又叫右手螺旋定则
21、) : 仔细观察课本 1711 图后思考、回答: (1)安培定则作用是什么? (2)安培定则的内容是什么? (3)利用安培定则的判断方法如何? 讲述: 判断方法: a. 标出螺线管上电流的环绕方向。 b. 用右手握住螺线管,让四指弯向电流的方向。 c. 则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极。 4、电磁铁: 你知道什么是电磁铁吗?电磁铁的工作原理是什么?它有哪些特点? 讲述: (1)可以通过电流的通断,来控制其磁性的有无。 (2)可以通过改变电流的方向,来改变其磁极的极性。 (3)可以通过改变电流的大小或匝数的多少来控制其磁性的强弱。 三、合作共建,解决疑难 1、怎样理解奥斯特实验? (1)丹
22、麦物理学家奥斯特通过实验首先发现电流具有效应,即通电导体和磁 体一样,周围存在着磁场,而且电流的磁场与通电导线中的电流方向有关。 (2)奥斯特实验的物理意义在于揭示了电现象和磁现象不是彼此孤立的,而 是有密切联系的。这一重大发现激发了各国科学家探索电磁本质的热情,有力的 推动了电磁学的深入研究。 2、怎样判断通电螺线管的磁极或电流方向? 运用右手螺旋定则判定时注意:X| k |B | 1 . c|O |m (1)要用右手,手用错则判断的结果恰好相反。 (2)要把四个手指并拢且弯曲成环状,弯曲的手指尖所指的方向是电流的方 向。可以把书或本子卷成纸状,在纸筒上画出导线的绕法和电流的方向,要用右 手
23、握住筒练习。 (3)大拇指要挺起,大拇指尖所指的那端是螺线管的N极。 3、正确理解通电螺线管的磁场 通电螺线管的周围也存在着磁场, 其外部磁场的形状与条形磁体的磁场一样, 两端相当于条形磁体的N、S极,其内部也存在磁场,且内部磁感线的方向由S极 指向 N极,也就是说:放在通电螺线管内静止的小磁针N极所指的那一端,就是 通电螺线管的 N极,通电螺线管内部的磁感线与外部从N极到 S极的磁感线组成 . . 10 闭合的曲线。 4、电磁铁 (1)电磁铁的工作原理 电磁铁是内部插有铁芯的螺线管,当通电螺线管插入铁芯后,由于铁芯被磁 化产生了与原螺线管方向一致的磁场,因而它的磁性比原来强得多,因此电磁铁
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