1．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？
说明地球的周围有磁场，地磁场对磁针产生了磁场力。
发现磁针能够指向南北，这实际上就是发现了地球的磁场。指南针的广泛使用，又促进了人们对地球磁场的认识。
1．地磁场
地球在地面附近空间产生的磁场，叫做地磁场。
2．地理两极与地磁两极不重合
地球的周围存在磁场，地球实际上就是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，地磁南极和地磁北极。地磁场的南北极与地理的南北极并不重合。因此，磁针并非准确地指向南北。
3．磁俯角
地磁场的南北极连线与地理的南北极之间有一个偏角，叫做磁偏角。
磁偏角的数值在地球上不同的地点是不同的。而且，地球的磁极在缓慢地移动，磁偏角也在缓慢地变化。
磁俯角的发现对于科学的发展和指南针在航海中的应用都很重要。
4．地磁场的分布特点
地磁场的分布大致就像一个条形磁铁外面的磁场。
许多天体和地球一样，也存在着磁场。如太阳、月亮、火星等都存在磁场。但它们的磁场有不同的特点。如火星的磁场不像地球的磁场那样是全球性的，而是局部的。因此指南针不能在火星上工作。对天体磁场的研究具有十分重要的科学意义。
［小结］
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
1．学习了磁现象、磁性和磁极等概念；
2．学习了电流的磁效应；
3．磁体周围，电流周围都有磁场，磁场是物质存在的一种形式。
4．磁场的基本性质：它对放入其中的磁体或电流有力的作用。
5．了解了地球的磁场及地球磁场的分布特点。
［布置作业］
教材第82页“问题与练习”。
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