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4.1指南针为什么能指方向

发布时间:2013-09-23 15:56:21  

第四章

电 和 磁

人类最早认识磁是从指南针开始的
战国时期的指南针——司南

现代使用的指南针

第一节 指南针为什么能指方向?

磁体和磁极
要想理解指南针为什么能指方向,必须 先了解磁体和磁极。
用小针尖支撑的小磁针静止后的位置总是指向南北方向的

北 南
小磁针指向北 面的一端叫做 北极或 N 极

小磁针指向南 面的一端叫做 南极或 S 极

磁体和磁极
活动:磁体、磁性和磁极
1.让磁铁与大头针、螺丝钉、塑料、木条、一角 、五角、一元硬币等接近。 能被磁铁吸引的是: 大头针、螺丝钉、一元硬币。 2.用条形磁铁去吸引一些铁屑,可以发现,磁铁 的两端附近吸引的铁屑特别多,这一现象说明 磁体的两端磁性最强 。
磁体上磁性最强的两端叫做磁极 所有磁体都有两极: 南极(S 极)和北极(N 极)

磁体和磁极
活动:磁体、磁性和磁极
3.用磁铁的一极靠近小磁针, 会发现什么?
同名磁极互相排斥 异名磁极互相吸引

磁体和磁极
物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质 叫做磁性;具有磁性的物体叫做磁体。 磁体的两端磁性最强,磁体上磁性最强 的两端叫做磁极;

所有磁体都与小磁针一样有两极:南极 (S 极)和北极(N 极)。

同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

磁体和磁极
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N极和S极?

任何磁体都有两个磁极

磁体和磁极
各种形状的磁体

小磁针 马蹄形磁体

条形磁体

磁体和磁极
问题:磁体是如何制造的?

人类最早使用的磁体是天然磁体 —— 磁石 现在大量使用的 磁体是人造磁体

磁体和磁极
活动:磁化现象
铁屑盒的上方有一 根铁块,把一根条形磁 铁靠近铁棒的上方,发 现 铁棒能够吸铁屑 , 如果把条形磁铁拿开, 又发现 铁屑又掉了下来 。

磁体和磁极
活动:磁化现象
当条形磁铁靠近铁棒时, 铁棒能够吸引铁屑,说明铁棒 有了磁性。 这种使原来没有磁性的物 体得到磁性的过程叫做磁化。

磁体和磁极
活动:磁化现象
铁棒离开磁体,磁性立即消失,钢棒被 磁化后磁性则能长久保持,就成了永磁体。

磁性材料
磁性材料 ——能够被磁化的材料
(如铁、镍、钴及其合金、铁氧体)

软磁性材料 ——磁化后磁性很快消失的材料
(如铁棒)

硬磁性材料 ——磁化后磁性能够长久保持的材料, 也叫永磁材料(如钢棒)。 软磁性材料(铁棒等) 磁性材料

硬磁性材料(钢棒等)

硬磁材料的应用
磁卡
磁盘

磁带

扬声器

电动机 (马达)
电动机 (马达)

软磁材料的应用
变压器的铁芯 电磁起重机 中的电磁铁

电铃中的 电磁铁


练一练
如下图所示,磁体吸引住两根大头针的一端, 那么两根大头针的另一端将会( B ) (A)互相吸引,如图甲所示; (B)互相排斥,如图乙所示; (C)既不吸引,也不排斥,如图丙所示; (D)有可能互相吸引,有可能互相排斥。

磁场和磁感线
活动:把一个原来指向南北的小磁针放在一个磁 铁周围,小磁针会怎么样?

小磁针会转动

问题:磁铁并没有接触小磁针,小磁针为什么会 转动?

磁场和磁感线
问题:磁铁并没有接触小磁针,小磁针为什么会 转动? 磁体的周围存在磁场(一种物质),而小 磁针在磁场中会受到磁场对它产生的磁力作用 ,小磁针是在磁力的作用下转动起来的。 磁体的周围存在磁场,磁场是一种物质, 磁体间的相互作用是通过磁场而发生的。 问题:如何检验磁场的存在?

只要将磁体(如小磁针)放入某一区域, 如果磁体受到了磁力作用,则说明存在磁场。

磁场和磁感线
活动:把一个小磁针放在一个磁铁产生的磁场中 的不同地点,观察小磁针指向的变化。
磁场方向

在磁场中的不 同位置,小磁针的 指向一般不同。
磁场方向

磁场具有方向性。在磁场中的某一点,小磁针 静止时北极所指的方向定义为该点的磁场方向。

磁场和磁感线
问题:如何形象地描述磁体周围各点的磁场方向?

在磁体周围的不同位置,小磁针的指向不同 ,即各点的磁场方向不同,

磁场和磁感线
活动:探究条形磁铁和蹄形磁铁周围的磁感线
在一块玻璃板上均匀撒一些铁屑,分别放上一块条形 磁铁和马蹄形磁铁,轻敲玻璃板,观察铁屑的分布。

磁场和磁感线
我们把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带箭头 的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲 线叫做磁感线。

条形磁铁的磁感线

马蹄形磁铁的磁感线

磁场和磁感线
思考:你能画出磁场中a点的磁场方向吗?将一个 小磁针放在b点,小磁针静止时将会指向什 么方向?
a
磁感线箭头 表示的方向,即 是磁场中各点的 磁场方向,也就 是小磁针静止时 北极所指的方向。

b

磁场和磁感线
思考:磁感线的分布有什么规律?

(1)在磁体周围,磁感线都是从磁体的N 极出来,回 到磁体的S 极。 (2)磁感线不会相交(交叉) (3)磁感线密的地方磁场强,疏的地方磁场弱。

思考:为什么能够自由转动的小磁针总是有一极 指向北方? 北


小磁针总 是有一极 指向北方

地球表面一 定有指向北 方的磁场

这磁场可 能来自地 球自身

地球是一 个大磁体

地 磁 场
地球是一个巨大的磁体,地球产生的 磁场叫做地磁场。

地 磁 场

地理北极

地磁南极

地磁北



地理南极

地磁的北极在地理的南极附近,

地磁的南极在地理的北极附近。

地 磁 场

我国宋代学者沈括(1031-1095)最早发现 地理两极与地磁两极并不重合,而是略有偏离。

阅读:信鸽导航与地磁场

阅读:信鸽导航与地磁场
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2000km 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, 或者飞到强大的无线电发射台附近,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。

课后练习
1.磁感线可以形象而又方便地表示磁体周围各点 的 磁场 方向。磁铁周围的磁感线都是从磁铁 N 极出来,回到磁铁的 S 极。 2.地球本身是一个巨大的磁体.地磁的南极在地 理北极极附近。 3.水平桌面上有一静止的铁块,当一条形磁铁沿 竖直方向逐渐靠近铁块时,铁块对桌面的压力 将 变小 ,铁块受到的重力将 不变 。(选填 “变大”、“变小”或“不变”)

课后练习
4.磁铁的 周围 存在着磁场,磁极之间的相互作 用是通过 磁场 发生的。 5.磁场是有强弱的,磁铁的 磁极 附近磁场最强 ,如果逐渐远离磁铁,磁场将逐渐 减弱 。 6.为了形象方便地显示各点磁场的方向,可以依 照细铁屑的排列规则,在磁场中画出一条条带 箭头 的 曲线 ,这种线叫做磁感线。

课后练习
7.有关磁感线,下列说法中正确的是( D ) (A)磁场是由磁感线组成的; (B)在磁体周围能清楚地看到磁感线; (C)磁感线是没有方向的; (D)磁感线是假想的,实际上并不存在。 8.磁场的基本性质是指( D ) (A)能使小磁针发生偏转; (B)能够吸引铁、钴、镍等物体的性质; (C)能够产生磁感线; (D)能对放在其中的磁体产生磁力的作用。

课后练习
9.请在图中画出磁感线的方向,并标明磁体的N极 和S极(小磁针的N极为红色)
N S

S

N

S

S


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