視頻標(biāo)簽：磁現(xiàn)象和磁場

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視頻課題：高中物理人教課標(biāo)版選修3-1第三章磁場1磁現(xiàn)象和磁場-天津市

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：高中物理人教課標(biāo)版選修3-1第三章磁場1磁現(xiàn)象和磁場-天津市

1磁現(xiàn)象（自主學(xué)習(xí)）
依據(jù)上述例子，結(jié)合 初中的知識回憶并總結(jié)磁體、磁性、磁極的概念。
磁性：能吸引鐵質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)；
磁體：具有磁性的物質(zhì)；
磁極：磁體中磁性最強(qiáng)的區(qū)域（演示）。
磁極之間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥；異名磁極相互吸引。
2 電流的磁效應(yīng)（問題探究）
（1）提出問題：磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象有聯(lián)系嗎？影片中的磁現(xiàn)象并不是發(fā)生在磁體之間，而是人為控制的磁現(xiàn)象，這又是怎么回事呢？
             設(shè)計(jì)說明：問而不答，設(shè)置懸念。這樣可以充分吸引同學(xué)的注意力，引發(fā)學(xué)生思考問題。同時(shí)也給下面的物理學(xué)史講解作好鋪墊，不至于使學(xué)生聽課覺得茫然。
（2）物理學(xué)史的講解：
1731年，一名英國商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，他的一箱刀叉緊緊地吸在了一起，根據(jù)磁體的性質(zhì)我們說刀叉也帶上了磁性；
1751年，富蘭克林發(fā)現(xiàn)，在萊頓瓶發(fā)電后，發(fā)現(xiàn)縫紉針也被磁化而具有了磁性；          
這些現(xiàn)象似乎預(yù)示著電和磁之間的某種聯(lián)系正等待著被發(fā)現(xiàn)。但由于磁極不可
能像電荷那樣可以孤立地存在或者其他一些原因，直到19世紀(jì)初，包括庫侖、托馬斯-楊、安培等很多著名的物理學(xué)家，都認(rèn)為電與磁是互不相關(guān)的兩回事。不過丹麥的物理學(xué)家奧斯特堅(jiān)信，就像電和光，電和熱存在聯(lián)系一樣，電和磁也應(yīng)該存在聯(lián)系。

任何一種理論或者是規(guī)律都要經(jīng)得起實(shí)驗(yàn)的論證和實(shí)踐的檢驗(yàn)，奧斯特的實(shí)驗(yàn)研究并非一帆風(fēng)順。當(dāng)時(shí)人們見到的力都是沿著物體連線的方向，即都是所謂“縱向力”比如萬有引力，庫侖力。受這個(gè)觀念的局限，奧斯特總是把磁針放在導(dǎo)線的延長線上，實(shí)驗(yàn)均以失敗告終。1842年4月在一次講課中偶然的將導(dǎo)線沿南北方向放在了指南針上方，通電后磁針轉(zhuǎn)動了，這讓他激動不已.。在接下來的3個(gè)多月又做了大量的實(shí)驗(yàn)，并在同年7月發(fā)表論文，宣布發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系。

設(shè)計(jì)說明：運(yùn)用物理學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，可以極大地激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，并在此過程中逐步向“電流磁效應(yīng)”方向思考。

現(xiàn)在讓我們重新見證一下那個(gè)激動地時(shí)刻：

（3）實(shí)驗(yàn)論證，探究課題（一）

      探究過程：兩名同學(xué)演示，其他學(xué)生觀察，交流總結(jié)
教師問：在閉合開關(guān)前后有什么現(xiàn)象發(fā)生？
學(xué)生回答：小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明顯）
總結(jié)：磁體與通電導(dǎo)線之間有相互作用（電力和磁力的確相關(guān)）。這就是電流的磁效應(yīng)——通電導(dǎo)線相當(dāng)于磁體。
奧斯特電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的重要意義：
奧斯特成功后，安培寫到：“奧斯特先生……已經(jīng)永遠(yuǎn)把他的名字和一個(gè)新紀(jì)元聯(lián)系在一起了。法拉第則評價(jià)說：“他突然打開科學(xué)中一個(gè)黑暗領(lǐng)域的大門，使其充滿光明。”可以說奧斯特的發(fā)現(xiàn) 開啟了一扇門, ”引領(lǐng)科學(xué)工作者進(jìn)入了一個(gè)嶄新的物理世界,在這個(gè)正確的方向的指導(dǎo)下,物理科學(xué)取得了長足的進(jìn)步!
思維擴(kuò)展，探究課題（二）
有了上面關(guān)于電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，再結(jié)合我們已有的物理思維：聯(lián)想力學(xué)里的知識——力的相互性
教師提問1:既然通電的導(dǎo)線對磁體有力的作用，那么磁體也應(yīng)該對導(dǎo)線有力的作用，如何驗(yàn)證呢？
學(xué)生設(shè)計(jì)方案，演示實(shí)驗(yàn)
觀察總結(jié)：磁體對通電導(dǎo)線有力的作用。
教師提問2:如果我們在奧斯特實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再增加一根同樣的導(dǎo)線，是不是也會對小磁針產(chǎn)生作用效果呢？那么兩根通電導(dǎo)線之間有沒有相互作用？。
探究過程：教師做演示實(shí)驗(yàn)，利用兩根導(dǎo)線的電流方向相同與不同分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生觀察總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

                     圖 二
總結(jié)：導(dǎo)線通同向電流相互吸引，導(dǎo)線通異向電流相互排斥，電流越大作用力越強(qiáng)。
因此，通電導(dǎo)線之間也有相互作用。
得出結(jié)論
磁現(xiàn)象就是磁極與磁極之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用現(xiàn)象。
3磁場（類比探究）
很明顯，我們今天講的磁現(xiàn)象中的相互作用力跟電現(xiàn)象中的相互作用一樣屬于非接觸力。而且我們發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象有很多相似之處。那么，電荷周圍存在電場，在磁體周圍是不是也存在磁場呢？
(1) 磁場的定義：磁體或電流周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。
(2)磁場的性質(zhì)：磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會產(chǎn)生磁力作用。
4 地球的磁場
我國古代對磁現(xiàn)象的研究自春秋戰(zhàn)國時(shí)期就有記載，從最早的司南到指南針的發(fā)明以及應(yīng)用于航海事業(yè)都居于世界前列。思考：為什么指南針可以用來辨別方向呢？
 地球是個(gè)很大很大的磁體，在地球的周圍存在著磁場。（播放視頻）      
              圖 三                                      圖 四
說明：①地球相當(dāng)于磁體，這個(gè)磁體的N極在地理上的地球南極附近，而S極在地理上的地球北極附近。也就是說地球的地理兩極和地磁兩極之間并不重合，之間具有一角度，這一角度稱之為磁偏角。如圖四所示：
②生活中有很多現(xiàn)象與地磁場有關(guān)，如候鳥和海龜長途遷徙而不迷失方向等等；
③宇宙中許多天體也具有磁場，太陽、月球，火星等。
播放地磁場視頻（4分鐘）
特別提醒；有資料報(bào)道，地磁場方向正在逐步改變，南極已往西偏。最終南極到北極位置，北極到南極位置。也有報(bào)道說，天體和物理學(xué)家共同研究發(fā)現(xiàn)，上次發(fā)生同等現(xiàn)象的時(shí)間是在恐龍消失時(shí)。有關(guān)類似的信息請有興趣的同學(xué)自己在網(wǎng)絡(luò)上查找并適當(dāng)給同學(xué)們做講解補(bǔ)充。
 

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