师:同学们,通过小学科学课的学习,我们知道磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。下面我们通过两个实验视频展示磁体和铁的吸引,回顾磁的一些现象。注意,强磁体实验必须在专业人士指导下完成。

  在前面这个视频中,我们把磁体固定在手中,靠近铁块,原来静止的铁块被吸引过来。铁块由静止到运动,从运动和力的角度分析,这说明了什么呢?

  生:铁块从静止到运动,说明铁块的运动状态发生了改变。铁块应该受到了磁体吸引力的作用。

  师:是的,力是改变物体运动状态的原因。铁块肯定受到了磁体施加的力。同学们请看,还是相同的铁块和磁体。第二次我把铁块固定在手中,当拿着铁块靠近磁体,磁体也飞了过去,被铁吸引了,这又说明什么问题呢?

  生:这说明铁块对磁体也有吸引力。我想起来了,力的作用是相互的。

  师:很好。根据力学知识,力是物体对物体的作用,同时物体间力的作用是相互的。我们初二学习的拉力、压力、摩擦力是在两个物体间相互接触时产生的。但是磁体和铁块一开始是没有接触的,为什么它们之间会产生力的作用呢?

  生:老师,我觉得磁体周围可能存在着一种看不见的物质,它对铁块产生了力的作用。

  师:是的,两个物体没有接触,为什么能产生力的作用呢?科学家们研究发现,磁体周围存在着一种特殊物质,它看不见、摸不着,能对放入其中的铁、镍等物质产生力的作用。这种物质我们把它叫磁场。像刚才我们分析磁铁吸引铁块的这个过程中,磁铁就是通过磁场给铁块产生力的作用。请同学们再次认真观看磁体吸引铁块的视频。我们可以发现铁块离磁体比较远时并没有被磁体吸引过来,靠得比较近时才能被磁体吸引过来。好像这个磁体周围不同地方对同一铁块产生的作用力大小不同,各处的磁场强弱不同,我们可以怎样进行实验去验证这个猜想呢?

  生:老师,我们以前测力的大小是用测力计进行测量的,现在要研究磁场对同一个铁块产生力的作用大小,是不是也可以借助测力计进行测量、比较?

  师:铁块所受磁场力的大小能否借助测力计进行测量比较呢?我们先来分析以下这个问题,如果我们只是用测力计把一个铁块吊起来,静止时,测力计的示数测量的是什么物理量呢?请大家做一下数理分析并讲出依据。

  生:老师,我知道铁块静止时处于平衡态,此时铁块只受到重力和测力计施加的拉力,这二力平衡大小相等,所以测力计此时测量的是铁块所受重力的大小。

  师:分析得很好,根据二力平衡的知识,我们知道此时测出了铁块所受重力的大小。那如果此时我们用测力计把挂着的铁块从上方接近一个磁体,测力计的示数又将会发生什么变化呢?

  生:用测力计把挂着的铁块从上方接近磁体,我觉得测力计的示数会变大,因为铁块受到磁体周围磁场的向下的吸引力。

  师:是的,请看此时铁块的受力示意图。铁块此时受到了一个竖直向下的重力,测力计施加给铁块一个竖直向上的拉力,还有磁场给铁块一个向下的吸引力。当铁块处于静止时,因为增加了这一个吸引力,导致测力计的示数会变大。基于以上分析,我们如何利用测力计来比较磁体的各处磁场对同一铁块产生的磁场力大小呢?

  生:我们可以将挂在测力计上的铁块靠近磁体的某个位置,观看测力计示数的变化,如果示数越大,说明磁场对同一铁块产生的磁场力越大。

  师:很好,根据同学们的分析,我们今天可以借助电子测力计来显示受力的变化,还可以通过传感器把测力计示数显示出来。接下来老师把铁块挂在测力计的挂钩上,然后让铁块逐渐靠近磁体。同学们请观察实验现象并分析结论。

  好,我们请一位同学为我们分析一下这个实验的结论。

  生:通过实验我们看到,铁块越靠近磁体,传感器显示出来的示数越大,而铁块所受的重力不变,所以可以说明越靠近磁铁,铁块受到磁铁的磁场力越大。

  师:解释得很好,依据受力分析,铁块所受重力一定时,我们通过测力计示数变化的多少,就可以直接比较出铁块所受磁场力的大小。那钩码在磁体的其他位置以及靠近不同磁体时所受磁场力的大小又将如何呢?请同学们设计一个实验进行验证。

  生:老师,我们可以设计以下实验,首先将电子测力计固定在铁架台上,把一个小钩码挂在测力计上,记录此时测力计的示数。接着分别将条形磁体和蹄形磁体的各个部位靠近钩码,比较分析测力计在各个点时的示数变化。

  师:好,下面我们请同学们来进行实验。

  我们来回顾一下刚刚的实验数据,一开始磁体没靠近时,示数为0.19牛,1位置示数较大,到2位置示数变小,3位置,也就是磁体的中间点,示数与第一幅图接近,4位置,再到5位置示数再次变大。通过数据我们可以知道磁体周围各点对铁块产生的磁场力大小是变化的,那蹄形磁体放进去又会如何呢?我们继续请同学们来进行实验。

  我们也来回顾一下刚刚的实验数据,看出中间位置的示数最小,接着依次往两端移动,示数变大。好,下面我们请同学们根据实验数据来进行结论分析。

  生:老师,实验数据显示,不管是条形磁体还是蹄形磁体,中间测力计示数最小,几乎没有变化。越靠近磁极的两极,测力计示数越大,可以得出磁体两端对磁极产生的磁场力最强,中间几乎没有磁场力。

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《9年级下册物理 第20章 第1节磁现象 磁场第一课时 逐字稿-4,111字 第5版》.docx
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