指南针为什么能指南

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指南针为什么能指南

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文 章
来源 莲山 课件 w w
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 4.1 指南针为什么能指南
教学目标: 1、知道磁体及其性质。
2、知道磁极间的相互作用。
3、了解磁化的概念。
4、理解磁场的基本性质,知道磁场的方向和判断方法。
    5、知道地磁场的存在,知道地理北极就是地磁南极。

重点难点:1.磁极间的相互作用;磁场的概念、性质
    2.磁场的概念;磁化的概念。

课程资源的准备与开发: 实验(一小堆大头针,铁屑,铁片,铜片,玻璃片,镍币,铁棒,细线),史料

教学预设:
【引入】大家知道我国古代的四大发明吗?-造纸、火药、指南针、
指南针是航海时常备的导航工具。那么,指南针为什么能指方向呢?
一、磁体和磁极
【出示、观察】先用线将条形磁体悬挂起来,使它自由转动,观察它的静止方位;再支起小磁针,让它在水平方向上自由转动,观察它的静止方位。--小磁针在静止后的位置总是指向南北方向的。
小磁针或条形磁体指向北方的一端叫北极;指向南方的一端叫南极。
【实验】学生分组进行
1)让磁铁与铁块、木块、塑料、铝块、铜块等接近。
--能被磁铁吸引的物体有:铁块
1、磁体:具有磁性的物体--能吸引含铁质的物体(铁、钴、镍)
2)用条形磁铁去吸一些铁屑。
--发现原来均匀分布的铁屑不再均匀,磁铁的两端吸附的铁屑特别多。说明磁体各部分的磁性强弱不同,磁体上磁性最强的部分叫做磁极,磁铁的两端磁性最强,中间最弱。
2、磁体有两个磁性最强的磁极--南极(S极)和北极(N极)
【提问】:世界最早的指南工具是什么?它是根据什么原理制成的?出示司南的挂图和幻灯片,说明世界最早的指南针就是我国战国时代指南针,叫司南,它是根据磁针静止时总是指南北的原理制成的。
3)用磁铁的一极靠近小磁针。
--同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
3、磁体间有相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【讨论】如果磁体被分割成两段或几段后,每一段磁体上是否仍然有南北极呢?--有。在水平面上有南北指向性。
【实验】铁棒的下方放铁屑,让条形磁铁靠近铁棒。然后把条形磁铁拿开。
--现象:靠近时,铁棒能吸引铁屑。说明铁棒有了磁性。
拿开后,铁屑又都落下。说明铁棒的磁性立即消失。
4、使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。
【实验】用一根磁铁在钢棒上沿同一方向摩擦几次。
     --钢棒有了磁性,而且能永久保持,就成了永磁体。人造磁体就是根据这一原理制成的。
【补充】铁棒被磁化后,磁性容易消失,称为软磁体。钢被磁化后,磁性能够长期保持,称为硬磁体或永磁体,钢是制造永磁体的好材料【讲述】我们已经认识了磁体的许多磁现象,磁体可分为天然磁体和人造磁体,通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体,它们都能长期保持磁性,通称为永磁体。
【讨论】有一条形磁体的N、S极的标记模糊不清了,怎样用实验的方法将它的两极判别出来?
【小结】

二、磁场和磁感线
【实验】让磁体接近小磁针--现象:当接近时小磁针会转动起来。
【分析】小磁针转动,说明小磁针受到力的作用。力是怎样产生的呢?应该是磁体,而磁体没有直接接触小磁针。那么肯定是在它的周围存在着一种物质。科学证明:在磁体的周围存在磁场(场--物质存在的一种形式)。而小磁针在磁场中会受到磁力的作用。所以小磁针是在磁力的作用下转动起来的。
--只要磁体放入磁场中,磁体都会受到磁场力。
1、在磁体的周围存在磁场。
2、磁场是有方向的。小磁针北极所指的方向就是其所处点的磁场方向。在磁体周围的不同位置,磁场的方向是不同的。
【实验】用小磁针演示磁体周围的磁场。--在磁体周围的不同位置,磁场的方向是不同的。
【实验】观察磁场周围的铁屑分布(用铁屑可以形象地显示各点地磁场方向)--知道了磁场的强弱和分布情形
3、磁感线--带箭头的曲线来形象地描述磁体周围的磁场。箭头表示的方向就是磁场中各点的磁场方向。曲线的疏密表示磁场的强弱。磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来,回到磁体的南极。
三、地磁场--地球产生的磁场叫地磁场。
【设问】悬挂的小磁针为什么总是有一极指向北方?
【分析】小磁针一极指向北方,说明地球表面一定有指向北方的磁场。而这磁场可能来自于地球本身。即由地球产生。所以,地球是一个磁体。
【思考】如何理解地理北极就是地磁南极?
【阅读】信鸽导航与地磁场
【小结】
与磁有关的自然现象
  极光源于宇宙中的高能荷电粒子,它们在地磁场作用下折向南北极地区,与高空中的气体分子、原子碰撞,使分子、原子激发而发光。我国研究人员在历代古籍中业已发现,自公元前2000年到公元1751年,有关极光记载达474次。在公元1~10世纪的180余次记载中,有确切日期的达140次之多。在西方最早记载极光的,当推亚里士多德,他称极光为“天上的裂缝”。“极光”这一名称,始于法国哲学家伽桑迪。
  太阳黑子,也是一种磁现象。在欧洲人还一直认为太阳是完美无缺的天体时,我国先人早已发现了太阳黑子。根据我国研究人员搜集与整理,自前165年~1643年(明崇祯十六年)史书中观测黑子记录为127次。这些古代观测资料为今人研究太阳活动提供了极为珍贵、翔实可靠的资料。
动物罗盘
鸽子是人们喜爱的一种鸟类。大家都知道信鸽具有卓越的航行本领.她能从2 000KM以外的地方飞回家里。实验证明,如果把一块小磁铁绑在鸽子身上,它就会惊慌失措,立即失去定向的能力:而把铜板绑在鸽子身上,却看不出对它有什么影响。当发生强烈磁暴的时候,或者飞到强大无线电发射台附近,鸽子也会失去定向的能力。这些事实充分说明了,鸽子是靠地磁场来导航的。
 绿海龟是著名的航海能手。每到春季产卵时,他们就从巴西沿海向坐落在南大西洋的:沧海一粟:----啊森松岛游去。这座小岛全长只有几千米,距非洲大陆1600KM,距巴西2200KM。但是,海龟却只能准确无误地远航到达。产卵后,夏初季节,它们又渡海而归,踏上返回巴西的征途。距研究,海龟也是利用地磁场进行导航的。
鱼儿能在波涛汹涌的海洋中按一定的方向去导航。这比鸟的迁途能力更为奇特。海水是导电的,当它在地球的磁场流动的时候就产生电流。于是,鱼儿便利用这个电流信号,敏感地校正自己的航行方向。
有人对鳗鲡进行了细致的观察,初步发现,鱼脑能对微弱的电磁场做出反映,地磁场是对鳗鲡提供信息源。因此,美洲的鳗鲡习惯于航行很长的距离后到达产卵场所,产卵后又返回它们原来的“基地”。
虽然人们已经知道鸟类,鱼类等动物能够利用地磁导航,但是还没有弄清楚这个“导航系统”究竟是怎样工作的,特别是迄今为止还没有从这些动物身上找到与“罗盘‘的作用相似的器官。

 

轶事记录:学生初次接触磁的知识,非常有兴趣。课堂上一个个实验进一步激发了学生学习的积极性。特别是补充的生物与地磁场的关系学生觉得太神奇,对探索自然界也充满兴趣。

 

课后反思:本节内容2课时。第1课时为磁体和磁极;第2课时为磁场和磁感线、地磁场。第2课时时间较紧。所以在第1课时中可以引入磁场的概念和磁场的基本性质。从作业反馈来看,学生对磁感线的了解和描述还是欠缺,不太规范。地理南北极和地磁南北极很容易搞错。
 

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