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视频课题：高中物理人教课标版选修3-1第三章磁场1磁现象和磁场-齐齐哈尔
教学设计、课堂实录及教案：高中物理人教课标版选修3-1第三章磁场1磁现象和磁场-齐齐哈尔市第一中学校
第一节 磁现象和磁场
一、课型：新授课 二、教学设计思想：
课堂教学是教师的教与学生的学双边活动过程，将教师与学生、教与学联结起来的纽带就是课程。对待课程内容，如何使学生愿学、乐学、会学、善学，我想用自己的“课堂教学加减法”引领整个教学思想和理念， 即：加入情感、加入方法，形成最佳的教学模式，实施有效教学；减去随意、减去形式，使学生“破茧成蝶”，走向成熟、走向成功，受益一生。
我们已经越来越清晰的认识到教学的基本规律和基本原则，更多的坚持以“学生为主体，教师为主导”，“启发式”和“探究式”相结合的教学方法，改变过去强调死记硬背，机械训练，填鸭式、灌输式的教学模式。我也在试图让学生在课堂的有限时间内真正的掌握学习知识的方法，而不单单是知识本身，因此在设计时特别注意学生的认知过程和自身学习能力的培养。要想达到教学的目的，就让学生感知学习知识的每一个环节，过程比结果重要的多，真正让学生经历：观察现象（发现问题）---寻找原因（提炼问题）---梳理规律（解决问题）---同类分析（应用问题）等思维路径，透过现象看到本质，“知其然更知其所以然”。 大教育家陶行知曾说：什么是教育呢？“教育，就是教人变，教人变好是好教育，教人变坏是坏教育，活教育教人变活，死教育教人变死，教人不变，不教人变的不是教育。”我们就要教人变，教人变好。通过我们的教育，提升学生的思维品质，使学生的思维更具广阔性与深刻性，更具逻辑性和灵活性；通过我们的教育，形成影响他一生的学习方式，使学生更具有创新精神和创新能力，成为幸福生活的创造者和美好生活的建设者。
三、学生情况分析：
高二学生在初中对磁现象已经有了初步的认识，而且具备了对实验仪器的操作能力和实验现象的观察分析能力，但相当一部分同学对观察现象并利用已学知识建立模型，梳理规律的能力还有所欠缺，还缺少严谨性、递进性，需要老师的引导和启发。
四、重点和难点：
1．教学重点：电流的磁效应和磁场概念的形成 2．教学难点：电流的磁效应及地磁场特点
五、三维教学目标：
1、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。 2、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。 3、情感、态度与价值观：在教学中渗透物质的客观性原理。
六、教学方法：
类比法、实验法、讲授法
七、教学用具：
自制电流与电流作用演示器、条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针、导线和开关、电源、铁架台、多媒体辅助教学设备。
八、教学过程：
情景导入：（由磁悬浮黑白符玩具演示导入，激发学生的学习兴趣。）
是什么神奇的力量使黑白符悬浮在底座上的？磁悬浮黑白符，磁体间的相互作用，黑白符受到斥力和重力平衡，使其平衡在空中。
磁现象到处都有，近至我们的身体、我们的地球，远至太阳和许多星系；小至分子原子和各种粒子，大至各种天体，都有或弱或强的磁性。磁到底是什么？对人类到底有什么作用？这一章我们就来探究磁的奥秘！这节课我们先来学习第一节磁现象和磁场。（板书标题） 新课教学：
我国是世界上最早发现磁现象的国家。早在战国末年，就有关于磁铁的记载。人们发现的最早的“天然磁石”的主要成分是什么？（四氧化三铁）现在使用的磁铁多用什么制成？（铁、钴、镍等金属或某些氧化物制成）。天然磁石和人造磁铁都叫做永磁体。 学生分组实验，感受磁铁的磁性。
指南针是我国古代的四大发明之一，对世界文明有重大影响，促进了航海事业的发展。这是最早的指南针——司南，这是早期航海者使用的罗盘，这是现代军用的指南针。
磁现象和我们的现代生产和生活息息相关，磁的应用十分广泛和重要，我们离不开磁（图片展示）。 1、利用磁极吸引铁质物体：门吸、皮包扣、磁性螺丝刀
2、利用磁体对通电导线的作用：喇叭、电话、耳机、电流表、电动机 3、利用磁化现象记录信息：磁盘、磁带、磁卡
同学们在初中时对磁已有初步的认识，请回忆一下，关于磁同学们知道些什么？ 1、磁性：能够吸引铁质物体的性质。 2、磁体：具有磁性的物体。
3、磁极：磁体中磁性最强的区域。磁体有两个磁极南极S北极N。 4、磁体间的相互作用：同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引。 即时讨论1：
上一章我们学习了电现象，同学们对比一下，电现象和磁现象有什么相似之处？ (1)磁体有两个磁极：N极、S极；电荷有两种：正电荷和负电荷。
(2)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 还有什么相似之处呢？ 二、磁场：（板书） 1、磁体的磁场：（板书）
演示：磁铁之间的相互作用，演示磁铁吸引铁定等现象。磁铁之间的相互作用不需要接触，是怎么发生的？——磁场
（3）电荷周围存在电场；磁体周围存在磁场。
（4）电场的基本性质：对放入电场中的电荷产生力的作用； 磁场的基本性质：对放入磁场中的磁极产生力的作用。
电现象和磁现象是这样的相似，这使我们猜想，两者之间可能存在某种联系。 2、电流的磁场：（奥斯特实验）——电流的磁效应（板书）
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，很多著名物理学家都认为电和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互相转化的思想，在哲学界和科学界逐渐形成。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联系。
为此，奥斯特做了大量的实验，但是他的实验研究并非是一帆风顺的。当时人们见到的力都是沿着物体连线方向的，即都是所谓“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。
直到1820年奥斯特发现了“电流的磁效应”，首次揭示了电与磁的联系。 今天我们来重现一下奥斯特当年的实验： 实验器材：电源、导线、导体棒、小磁针。
把导体棒平行地放在小磁针的上面，给导线通上电，同学们注意观察小磁针，看看有什么现象发生？——小磁针偏转了。这说明了什么？——电流能产生磁场，电流的磁场使放在导体周围的小磁针发生偏转。（这就是电流的磁效应）。
改变电流的方向，重做上面的实验。发现小磁针的偏转方向改变了。这说明什么？ 电流的磁场的方向跟电流的方向有关。
通过对奥斯特实验的再现，了解电流的磁效应的发现过程，体会电与磁有联系的物理思想和奥斯特实验研究方法。奥斯特实验在电磁学中具有重要意义，打开了电磁学的大门，为后来法拉第的研究工作(磁生电)奠定了基础。
结论：电流周围存在磁场，电流的磁场使放在其中的磁针受到力的作用，发生偏转，且小磁针的偏转方向与电流的方向有关，这是电流的磁效应。 特别提醒：
奥斯特实验证明了电流周围产生磁场，本来是没有条件的，但实际实验时必须考虑地磁场的影响，让通电导线沿南北方向放置，磁场方向与地磁场方向尽量不一致，效果明显。 3、磁体对电流的作用：（板书）
自奥斯特实验之后，安培等人又做了很多实验研究。他们发现，不仅通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。
请同学们看下面的实验：把一条直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导线就会移动。这又说明了什么？
改变磁极的方向或电流的方向，导线移动的方向改变。
既然，磁体对磁体、电流对磁体、磁体对电流通过磁场产生作用，那么电流对电流是否也能产生作用呢？
4、电流对电流的作用：（板书） 我设计了下面的实验：
演示实验：将两导线框平行并竖直悬挂，通以电流，观察现象。 当通同向电流时，怎样？当通反向电流时，又会怎样？
观察现象：当通同向电流时，相互吸引；当通反向电流时，相互排斥。 结论：两条平行的通电导线，通过磁场也有力的作用。 我们来总结一下，以上现象产生的原因： 1、磁体周围产生磁场，电流周围也能产生磁场。
2、磁体产生的磁场对放入其中的磁体产生力的作用；电流产生磁场对放入其中的电流产生力的作用；而磁体与电流，电流与磁体间的相互作用也是通过磁场发生的。
板书：（1）磁场的产生：磁体和电流
（2）磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。 （3）磁场是客观存在的，看不到也摸不着的一种特殊物质。 （4）磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
正式利用磁场的作用，人类开发了“磁悬浮”技术。比如，课前我们看到的磁悬浮飞碟、磁悬浮地球仪、磁悬浮相框、磁悬浮饰品，其中最具实用价值的是“磁悬浮列车”。
磁悬浮列车利用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。 由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10—15毫米的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。
通俗的讲就是，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。当列车前进时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速，通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。
磁悬浮列车虽然具有这么多的好处，但到目前为止，世界上只有上海浦东磁悬浮铁路真正投入商业运营。 首先是安全方面，二是技术方面的，三是费用方面。磁悬浮列车要想如同现今的普通轮轨式铁路那般，成为民众日常交通工具，似乎还遥遥无期。 即时讨论2：
指南针静止时为什么会指南、北吗？
答案：地磁场的南极(S极)在地球的北端(西经100.5°，北纬75.5°的北美洲帕里群岛附近)，北极(N极)在地球的南端(东经139.9°，南纬66.6°的南极洲威尔斯附近)。所以根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针静止时的N极指向地理的北极附近。 三、地球的磁场：（板书）
发现小磁针能够指南北，这实际上就是发现了地球的磁场。而指南针的广泛使用又促进了人们对地磁场的认识。
1、地球是一个巨大的磁体。
2、地球周围空间存在的磁场叫地磁场。
3、 地球的地理两极与地磁两极反向但并不重合，其间有一个夹角，叫磁偏角。因此，指南针所指方向不是正南方，而是和地磁南极有一个夹角。
沈括在《梦溪笔谈》中指出：“常微偏东，不全南也”。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。 磁偏角在不同的地点不同，而且由于地球的缓慢移动，磁偏角也在变化。 特别提醒：
虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大．因此，一般我们认为： (1)地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下。 (2)在赤道正上方，地磁场方向水平向北。
(3)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方。
不但地球具有磁场，宇宙中的许多天体都具有磁场。太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳的磁场有关。
地球的磁场能够抵挡大部分的太阳风。
月球也曾有过磁场，阿波罗登月计划的重要科研活动之一，就是观察月岩磁性。火星的磁场不是全球性的，因此指南针在火星上不能使用。
地磁场是如何产生的？到目前为至，没有明确的结论，有各种各样的猜测„„
（1）可能是由于地球内部的熔融的铁自旋而产生的。 （2）电生磁理论：
地球在太阳系中沿着一定轨道运行着，不时地会有太阳风袭来，太阳风中带有大量的电子和离子，使得太阳风吹到地球上时，方向与赤道大致相同，产生了环形电流。这样根据安培定则，可以在地球的地理两极产生磁极，就形成了磁场。
太阳光的照射导致地球表面带负电，地球自东向西转动形成电流。 科学家研究发现：地磁场的减弱是可能导致磁场方向倒转的预兆。 对本节知识简要小结 随堂练习：
例1、以下说法中正确的是
( A )
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 D．磁场和电场是同一种物质
变式1、下列关于磁场的说法中正确的是 ( A ) A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为引入的 C．磁极与磁极间是直接发生作用的
D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 例2、下列说法正确的是
( AB )
A．地球是一个巨大的磁体，其N极在地球南极附近，S极在地球北极附近
B．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下
C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个交角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的
D．在地球表面各点磁场强弱相同 开放探究：
“为了您和他人的安全，请您不要在飞机上使用手机和手提电脑”，这句警示语乘飞机的人都知道，因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机上使用手机造成的，广州白云机场某次飞机降落时，因为机上有四位乘客同时使用了手机，使飞机降落偏离了航线，险些造成事故。请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑？
解析：由于手机在使用时，要发射电磁波，对飞机产生电磁干扰，而飞机上的导航线系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强，所以如果飞机上的乘客使用了手机，其后果是十分可怕的．
点评：注意观察、体会我们身边的物理现象，学以致用。 课后作业：P792，3
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
