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1.1 磁性与磁体

电与磁 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,且周围存在磁场,不同部位磁性强弱不同。

从哪来 本知识点建立在 5.2 分步实验设计 和 5.3 实验注意事项 之上。通过设计“用磁铁吸引不同材料”的分步实验,并遵循“先观察现象、后归纳结论”的实验规范,从感性经验过渡到理性定义。

为什么 磁性的本质是微观粒子(电子)自旋和轨道运动产生的磁矩在宏观上的有序排列。 1. 为何只吸铁钴镍:这些金属内部的原子磁矩能在外磁场作用下整齐排列,产生强磁性;而铜、铝等金属原子磁矩杂乱无章,宏观上不显磁性。 2. 为何两端最强:磁体内部磁感线分布不均,两端(磁极)处磁感线最密集,磁场最强,故吸力最大;中间部分磁感线平行且稀疏,磁性最弱。 3. 为何有方向性:磁场是有方向的矢量场,磁体在自由转动时,受地磁场作用,N极指北,S极指南,这是磁体与地球磁场相互作用的必然结果。

生活类比法** **适合学生
形象思维强、对抽象物理概念感到困难的学生。 操作: 1. 拿出两块条形磁铁,演示“同极相斥、异极相吸”,让学生感受“看不见的力”。 2. 用“磁铁是磁场的发生器”做类比,就像太阳是光的源头。 3. 强调磁体不是“吸铁石”而是“吸铁、钴、镍石”,纠正日常误区。 4. 让学生用手触摸磁铁两端和中间,直观感受“两端烫手(磁力大)、中间凉快(磁力小)”。
实验探究法** **适合学生
逻辑推理能力强、喜欢动手操作的学生。 操作: 1. 分步实验: - 步骤1:用磁铁分别靠近铁钉、铜线、塑料尺、铝片,记录吸引情况。 - 步骤2:用磁铁吸引一堆铁屑,观察铁屑在磁铁表面的分布密度。 - 步骤3:将磁铁悬挂起来,观察其静止时的指向。 2. 数据归纳: - 结论1:只有铁、钴、镍被吸引(定义磁性材料)。 - 结论2:两端铁屑最多,中间最少(定义磁极和磁性分布)。 - 结论3:静止时一端指北(定义N/S极)。 3. 原理深化:结合前置知识5.3,讨论实验中为何要“轻拿轻放”(避免磁化干扰)和“分类记录”(控制变量)。
微观模型法** **适合学生
具有较强抽象思维能力、对微观世界感兴趣的学生。 操作: 1. 模型构建:将磁体想象成无数个小磁针(分子电流)。 2. 有序vs无序: - 非磁性材料(如铜):小磁针杂乱无章,方向抵消,宏观无磁性。 - 磁性材料(如铁):小磁针能整齐排列,方向叠加,宏观显磁性。 3. 磁极解释:两端是“小磁针”的N极或S极集中暴露的地方,所以磁性最强;中间是N、S极相互抵消的区域,所以磁性最弱。 4. 地磁关联:地球本身就是一个大磁体,指南针(小磁体)受其作用而定向。
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练一道
基础题
小明用一根条形磁铁去吸引一堆铁屑,发现磁铁的两端吸附的铁屑最多,中间几乎没有。请问: (1) 磁铁上磁性最强的部位叫什么? (2) 如果将磁铁从中间断开,每一半是否还有磁性?为什么?
变式
某同学用磁铁分别吸引铁钉、铜钥匙、铝易拉罐,发现只有铁钉被吸引。他得出结论:“磁铁只能吸引铁。”这个结论正确吗?请说明理由,并设计一个简单实验验证你的观点。
试试手自己判
检测题
将一根条形磁铁水平悬挂,待其静止后,发现其左端指向地理北极。请问: (1) 该磁铁的左端是N极还是S极? (2) 如果将该磁铁从中间截断,左半部分的右端(原中间位置)是什么极?
看答案和判分标准
答案:(1) S极(因为地磁北极在地理南极附近,异名磁极相吸,所以指南针N极指北,S极指南;但题目说左端指向地理北极,即指北,所以左端是N极。更正:指南针N极指北,所以指向地理北极的一端是N极)。 (2) N极(原中间位置被截断后,成为新磁体的S极,因为原左端是N极,原右端是S极,截断后左半部分左端仍是N极,右端变为S极;右半部分左端变为N极,右端仍是S极。题目问左半部分的右端,即原中间位置,对于左半部分而言,它是S极)。
判对标准:
- (1) 答出“N极”得1分。理由:指向地理北极的是N极。
- (2) 答出“S极”得1分。理由:原左端是N极,截断后左半部分形成新磁体,其右端(原中间)必为S极。
- 若学生答“无磁性”或“单极”,判错。
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