高中物理第5章磁场与回旋加速器5.1磁与人类文明素材沪科版选修31
沪科版选修31 5.1磁与人类文明 教案-最新教育文档
5.1磁与人类文明教材分析磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。
整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场（太阳、月亮等），故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。
电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。
学生分析磁场的基本知识在初习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。
但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。
学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系（如黑子、极光等），满足学生渴望获取新知识的需求。
教学目标一、知识与技能1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。
2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。
使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。
3、通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象。
二、过程与方法1、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各种磁有关的现象和应用。
2、在电流磁效应现象的教育中，本节课采用类似科学研究的方式，还原物理规律的发现过程，强调学生自主参与。
3、学生对物理现象进行分析、比较、归纳，采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。
5.1 、2磁与人类文明、怎样描述磁场 课件(沪科版选修3-1)
近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁
场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何 地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上 关于地磁场的描述正确的是( )
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第5章
磁场与回旋加速器
A．①②④
C．①⑤
B．②③④
D．②③
【思路点拨】解决此类问题应先明确地磁场 的分布特点及地球表面各处地磁场的方向． 【精讲精析】 本题考查地磁场的特点与分
布，地磁场与条形磁铁的磁场相似，主要有
三个特点：
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第5章
磁场与回旋加速器
(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理
北极附近，磁感线分布如图5－1－2所示． (2)在磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指 向北极，而竖直分量(By) 则南北相反，在南半球
垂直地面向上，在北半
球垂直地面向下． 图5－1－2
B错误,C正确；在赤道正上方，地磁场方向水
平向北，在南半球地磁场的竖直分量向上， 在北半球竖直分量向下，D错误．
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第5章
磁场与回旋加速器
要点2
对磁感线的进一步理解
学案导引
1．磁感线就是磁体周围的磁场吗？
2．如何用磁感线说明磁场的特点？
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第5章
磁场与回旋加速器
1．对磁感线的理解 (1)磁感线是为了形象地研究磁场而假想的曲
磁场的存在．通过磁场中的任意一点总能而
且只能画出一条磁感线． (6)磁场中的任意一条磁感线都是闭合曲线．
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第5章
磁场与回旋加速器
2．磁感线与电场线的比较 比较项目 磁感线 电场线 用来形象地描述 电场方向和强弱 而假想的线 某点的切线方向 为电场方向，也 是正电荷受电场 力的方向
沪科版3—1第五章课程标准与教材解读
课程标准与教材分析沪科版物理选修3-1第五章磁场与回旋加速器5.1磁与人类文明一、新课标要求：《磁与人类文明》是沪科版物理选修3-1第五章磁场与回旋加速器第一节。
内容包括磁性、磁体、磁极、磁化等概念以及磁极间相互作用规律，是后续学习的知识基础；在研究磁体两端磁性最强时用转化法进行研究，是后续实验常用的方法之一。
和以前版本相比，内容有较大减少：以我国四大发明之一的“指南针”作引子，突显爱国教育，强调课程育德；加强可操作实验，体现物理学科特色。
做好学生实验及演示实验，通过实验来感知概念或规律，是本节的主要特色。
依据以上分析，我确定本课的学习目标如下：知识与技能目标1、知道磁体有吸铁性和指向性，能运用指向性辨别方向；2、知道磁极，能判断磁体的南极和北极；3、知道磁极间的相互作用规律；4、了解磁化现象，能将钢针磁化。
过程与方法目标经历实验、交流、展示等环节，继续学习运用“转化法”研究物理问题，体验物理实验过程，实践自主学习与合作交流的学习方法。
情感态度与价值观目标1、通过了解我国古代在磁的研究方面取得的成就，激发爱国热情，进一步提高学生学习物理的兴趣。
2、通过合作实验和展示交流训练合作学习的态度和意识。
二、考纲分析教学重点1、实验验证磁性、磁极、磁化的概念；磁极间的相互作用规律。
（自学课本知其然，实验验证知其所以然，所以以实验为教学重点。
主要通过操作实验和交流实验来突破）2、运用转化法研究磁极。
（转化法是初中物理常用研究方法，也是后续学习的基础。
主要通过演示实验、交流实验、举例分析来突破）教学难点实验设计。
（学生对“自由转动”、“实验条件的把握”都感到较难，通过学生实验、教师巡视点拔、交流实验来突破）三、学情分析1、年龄特征：八年级学生正处于发育、成长阶段,他们思维活跃，求知欲旺盛，喜欢动手动脑，对直观内容比较感兴趣，具有强烈的操作兴趣，处于从形象思维向抽象思维过渡时期。
2、认知基础：学生在小学科学课中已学过有关磁现象的初步知识，通过近一年的物理学习，对物理概念、物理规律的学习并不陌生。
【测控指导】高二物理沪科版选修3-1优化作业：5.1 磁与人类文明 Word版含解析[ 高考]
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第5章磁场与回旋加速器5.1 磁与人类文明一、选择题1.以下说法中正确的是( )。
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相互作用而人为规定的C.磁极与磁极之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答案:A2.如图所示,假设将一个小磁针放在地球的北极点上,那么小磁针的N极( )。
A.指北B.指南C.竖直向上D.竖直向下答案:D3.下列有关磁的应用中,利用磁化现象记录信息的是( )。
A.门吸B.磁带C.磁石治病D.磁悬浮解析:磁带是一种具有磁性敷层的合成树脂长带,用于记录声音和影像。
录制时,磁头(电磁铁)带动磁带,磁头产生的磁场随声音或影像信号的变化而改变,当磁带上的磁性颗粒通过磁头时,变化的磁场会移动磁性颗粒,于是就“写入”了一串相关磁性变化的信息。
磁盘、磁卡、磁鉴别卡均属此类原理。
门吸利用了磁体对铁、钴、镍等磁性物质的吸引力;磁石治病利用了磁场对生物磁的影响;磁悬浮则是采用磁对超导线圈的作用,故选项B正确。
答案:B4.电磁铁用软磁性材料做铁芯,应用了哪些特点( )。
A.易被磁化B.不易去磁C.去磁迅速D.可以导电答案:AC5.下列说法中正确的是( )。
A.磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极B.磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的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,其间有一个夹角,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解析:地磁场类似于条形磁铁的磁场,所以在地球表面赤道上的磁场最弱,选项D不正确。
在地球上不同位置,磁偏角的数值是不同的,因此选项C不正确。
答案:AB6.研究表明,鸽子是利用体内所含有的微量强磁性物质在地磁场中所受的作用来帮助辨别方向的。
如果在鸽子的身上缚一块永磁体材料,则( )。
A.鸽子仍能辨别方向B.鸽子更容易辨别方向C.鸽子会迷失方向D.不能确定鸽子是否会迷失方向答案:C7.下列所述的情况中,哪一种情况可以肯定钢棒没有磁性( )。
高中物理 第五章 磁场与回旋加速器 5.1 磁与人类文明素材 沪科版选修3-1
磁与人类文明从《梦溪笔谈》看沈括对磁学的贡献与浅评梦溪笔谈，北宋科学家·政治家沈括（1031——1095）撰，是一部涉及古代汉族自然科学·工艺技术及社会历史现象的综合性笔记体著作。
其中仅关于自然科学的条目就有二百多个，内容涉及到天文，数学，物理，化学，生物，气象，地质，医药，兵器，地理，冶金和工程技术等诸多领域。
被誉为“中国科学史的里程碑”，同时在国际上也有很高的评价，英国科学史家李约瑟评价梦溪笔谈为“中国科学史上的坐标”。
二十世纪以来，学术界对梦溪笔谈的研究是极其丰富与广阔的，不仅对作者的背景及书籍版本进行了研究和考证，而且分别从数学，物理，化学等自然科学领域进行对比研究与评价，本文主要是对梦溪笔谈中关于磁学的条目进行浅析，以期能够总结沈括对磁学的发展做出的贡献。
一、关于指南针的发明与利用说到磁学就要谈一下指南针的发明与利用，马克思曾说：“火药，指南针，印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。
火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术则变成新教的工具，总的来说变成科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆”。
[1]。
由此可知指南针的重要。
我国古籍中关于磁石的最早记载，是在《管子•地教篇》中：“上有慈石者，下有铜金。
”人们在同磁石不断接触中，逐渐了解到它的某些特性，并且利用这些特性来为人类服务，其代表成果就是司南。
司南是指南针问世之前最古老的磁性指向器。
有关司南的最早记述见于战国末的《韩非子·有度》：“夫人臣之侵其主也，如地形焉，即渐以往，使人主失端，东西易面而不自知。
故先王立司南以端朝夕。
”这是司南二字第一次出现在中国的文字记载，但是过于简略，只有名称而没有关于司南的介绍。
东汉王充在其《论衡·是应篇》中写道“司南之杓，投之于地，其柢指南”。
这段文字说明了“司南”的形状，使用方法以及它的指极性。
王振铎先生对这段话作出了严谨的考证，并对司南进行了科学的复制，他的复制样品已经被国内外科学技术史界和文化界普遍接受。
沪科版物理(选修3-1)第5章《磁与人类文明 怎样描述磁场》ppt课件
三、磁场的形象描述 1.切线 强 弱 2.间距 平行 指向 (2)韦伯 韦 Wb 四、磁场的定量描述 1.(1)磁感线的条数 2.某单位面积上的磁通量 磁感线的切线方向
一、地磁场 指南针是我国古代四大发明之一， 它对人类航海事业的发展产生了 巨大的影响，但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜，你知 道为什么吗？
第5章 磁场与回旋加速器
学案1 磁与人类文明 怎样描述磁场
1 知道地磁场的特点，了解磁性材料.
2 理解磁感线的概念并熟悉几种典型磁场的磁感线分布 规律.
理解磁通量和磁感应强度的概念，并会用磁通量和磁感 3 应强度描述磁场．
一、我们生活在天然磁场 ——地磁场中 1.北端 南端 2.重合 地球自转轴 1.磁化 退磁 2.软磁性 去磁 反复磁化 永磁铁 水平放置的磁针 二、形形色色的磁性材料 硬磁性
学习目标 知识储备 学习探究
解析 磁场具有能量，所以是一种 物质，A 正确； 磁感线的疏密程度可表示磁场的强 弱，磁感线的方向可表示磁场的方 向，B 正确； 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从 磁铁的北极出发，进入南极；在磁体 内部，从南极指向北极， C 错误；
用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线 可以模拟磁感线，但并不是磁感线 . 没有细铁屑的地方同样可以画出磁 感线.故 D 错误.故选 A、B.
一、对地磁场的认识
例 1 关于地磁场，下列叙 述正确的是 ( D ) A.地球的地磁两极和地理 两极重合 B. 我 们 用 指 南 针 确 定 方 向，指南针指南的一极 是指南针的北极 C.地磁的北极与地理的南 极重合 D.地磁的北极在地理的南 极附近
学习目标 知识储备 学习探究
解析 地球是一个大磁体，地球的 地磁两极与地理两极并不重合，且 相对位置在极其缓慢地变化，因此 A、C 错误；
高中物理选修31沪科版课件：5.1 磁与人类文明 (共18张PPT)
一次航行美洲时才发现了地磁偏角,比沈括的发现晚了约四百年,所以选项
A、B、D 正确。
答案:ABD
一
二
三
二、我们生活在天然磁场——地磁场中
1.地磁场
地球本身是一个大磁体,它的 N 极位于地理南极附近,S 极位于地理北
极附近。如图所示。
• You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
•
一
二
三
三、形形色色的磁性材料
1.磁化与退磁
(1)磁化:使磁性材料获得磁性的过程叫磁化。任何物质在外磁场中都
能或多或少地被磁化。
(2)退磁:磁性材料被磁化后,在一定条件下失去磁性的过程。
•10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 6:59:05 AM
•11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/152021/9/152021/9/15Sep-2115-Sep-21
能工作。
答案:AD
1
2
3
4
5
)
5.(多选)以下说法中正确的是(
A.只有两个磁铁相互接触时,才能发生相互作用
B.把一根条形磁铁从中间折断,则被分开的两部分只有 N 极或 S 极
C.极光现象与地球的磁场有关
D.人们用来代步的电动自行车中存在磁体
解析:磁铁的周围存在一种特殊的物质——磁场,磁铁间不接触时也可以通
高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 5.1 磁与人类文明学案 沪科版选修31
5.1 磁与人类文明1．改变人类活动的文明指南针是我国古代四大发明之一，我国古人利用磁石指向南北的特性发明了指示方向的司南，在古代这种器具称为“杓”。
指南针的发明，促进了人类文明的传播，使航海事业得到了发展。
2．我们生活在天然磁场——地磁场中地球周围存在着磁场，这个磁场叫做地磁场。
它的N 极位于地理南极附近，S 极位于地理北极附近。
用一个能自由转动的小磁针观察地磁场方向时，可以看到它的磁极一般并不指向地理的正南北方向，水平放置的小磁针的指向跟地理子午线之间的夹角叫做磁偏角。
地球表面任一点的地磁场方向跟水平方向之间的夹角叫做磁倾角。
预习交流1根据图，分析指南针为什么能够指南？答案：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在着磁场，这个磁场叫做地磁场。
指南针在地磁场的作用下根据同名磁极相斥，异名磁极相吸的原理发生偏转而指示方向。
3．形形色色的磁性材料(1)磁化：人们通过人工方法使磁性材料获得磁性的过程。
(2)退磁：磁性材料被磁化后，在一定条件下会失去磁性，这个过程叫做退磁或去磁。
(3)磁性材料的分类：根据磁性材料被磁化后退磁的难易程度分为软磁性材料和硬磁性材料。
磁化后容易退磁的物质叫做软磁性材料，不容易退磁的物质叫做硬磁性材料。
预习交流2大家都有这样的体会，当你把一段没有磁性的铁片放在磁铁上，然后拿铁片与小铁钉靠近，发现铁片将吸引小铁钉，试分析这其中的道理。
答案：这种现象叫磁化，即铁片靠近磁铁时，铁片内部的电子旋转方向在磁铁的磁场作用下，由杂乱无章的无规则旋转变为有序旋转，使铁片显出磁性。
一、地磁场(1)磁场是一种物质吗？为什么？(2)地球周围存在着磁场，这个磁场叫做地磁场，试探究地磁场有什么特点。
答案：(1)磁场和电场一样也是物质，但它与其他常见的物质不同；磁场是磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质，说它“特殊”是因为它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同，它不是以微粒形式存在，而是以一种“场”的形式存在；说它是“物质”是因为它和我们常见的实物一样，能对放在其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
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高中物理第5章磁场与回旋加速器5.1磁与人类文明素材沪科版
选修31
教学建议
磁与人类文明一节的教学中,主要是让学生知道磁是自然界一些物质与生俱来的性质,如
我们的地球以及宇宙中许多行星都具有磁性。
我们的祖先很早就发现了物质的这一性质并发明了指南针和指南车。
用哲学家培根对这一发明的评价,让学生感悟一项发明往往会导致一种新的社会事业或产业的产生与发展。
同时还要让学生知道自古至今人类从来就没有停止过对磁现象研究的脚步,进而介绍形形色色磁性材料的广泛应用,使学生比较充分地领悟人类研究磁现象的价值并产生了解磁现象和研究磁现象的兴趣。
地球的磁场教学在“明白地理的南北极和地磁的南北极的区别,知道存在磁偏角,介绍沈
括对磁偏角的研究,用一个条形磁铁来模拟地球,说明小磁针静止时为什么会指向地球的南北极”的基础上,对磁偏角,作了更细致的描述。
教学中除指导学生阅读教材了解这些知识外,还应让学生认识并能够清楚地表述地磁场的空间立体分布情况。
锻炼学生的空间想象和空间表述能力,对后续学习是有很大帮助的。
由于磁现象在学生平时的学习、生活中都有了一定的基础,所以认识起来不会存在大的困难,但他们对磁现象的认识还很肤浅,有的还不统一,所以加强演示实验还是很有必要的。
对于生活中一些能记录磁信息的东西,学生比较新奇,他们见到的也不多、不全,上课时多拿一些磁卡之类的东西展示,学生的兴趣能得到很好的提高。
参考资料
磁力对大脑的影响
美国佐治亚州亚特兰大Emory大学的神经学专家查尔斯做了一个实验。
查尔斯让他的同事拉赫大声地数数,而他将一个手机大小的磁线圈对准拉赫的前额。
“一、二、三”,拉赫数着。
但当查尔斯把线圈开关打开后,拉赫很快就说不出话了,而是含混地重复着类似“四”的发音。
查尔斯把开关关上后,拉赫又“四、五、六”地数下去了。
“太奇怪了”!拉赫说:“单词就在嘴边却说不出来,和做梦时手脚不听使唤的感觉一样。
”
在这个实验中,查尔斯通过磁场刺激,影响了拉赫的一部分大脑。
他使用的方法叫穿颅磁力刺激法,简称TMS。
TMS的工作原理非常简单:8字形线圈内短暂电流在千分之一秒内产生强磁场,它在小范围内又产生了一个电场,作用于大脑表皮下几厘米的地方,从而使大脑的神经细
胞反应异常。
科学家们一直致力于电磁场对大脑活动影响的研究。
TMS可用来刺激运动神经,从而测试受损的大脑和脊椎,并用来治疗抑郁症。
通过研究还发现大脑某个特定部位的活动,决定了某一特定的感觉和行为,这是解开大脑如何运作和思维之谜的第一步。
手机振铃声刚结束时,天线附近电磁场最强,鉴于磁力对大脑的影响,科学家建议不要在振铃声结束后立即接听,应停
顿几秒再接听,影响要小得多。