1、第二章 磁场 一、指南针与远洋航海 1.了解指南针在远洋航海中的作用,理解科学技术在社会发展中的作用,了解磁场的基础知识。2.知道磁感线,知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。3.了解磁感线描述条形磁体、蹄形磁体的磁场分布情况。4.了解地理南北极与地磁南北极反向但不重合,知道磁偏角。一 二 三 一、指南针与远洋航海1.指南针是我国的四大发明之一,被频繁用于远洋航海。明朝的郑和先后七次下西洋;意大利航海家哥伦布、葡萄牙航海家麦哲伦也先后进行了远洋探险。2.用指南针导航、用尾舵掌握航向、有效地利用风力,是古代远洋航海的三大必要条件。一 二 三 二、磁场1.磁体与磁体、磁体与电流、电流与电
2、流之间的相互作用都是通过磁场发生的。磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用。2.物理学上规定:小磁针N极受力的方向为该点磁场的方向,磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。一 二 三 医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器如图所示。当仪器顶部接触金属物品时,医生将手控环内推,再拉出整条塑料管。(1)说出这种仪器的原理。(2)当有人不慎吞下易拉罐环,是否可用这种仪器取出来?提示:(1)当仪器的顶部接触到金属物品时,将手控环向内推,活动永久磁铁与仪器顶部的固定铁接触,使其磁化,固定铁具有磁性,吸引金属物品,再拉出整条塑料管就可把金属物品取出。(2)易拉罐环是铝制品,不能被磁铁吸引,所以
3、不能用该仪器取出。一 二 三 三、磁性的地球1.地球相当于一个大磁体,磁体的北极(N极)在地理的南极附近,磁体的南极(S极)在地理的北极附近。地理两极与地磁两极并不重合,它们之间存在着一个夹角,这个角就是磁偏角。2.火星没有地球那样的全球性的磁场,因此指南针不能在火星上工作。一个独立的磁针,在地磁场中静止时,是南北指向的(N极指向北),你能由此判断出地磁场的方向吗?提示:小磁针在该位置静止时,小磁针N极的指向即为该点的磁场方向,说明地磁场的方向是由南向北的。一 二 三 一、对磁场的认识1.磁场的产生磁体与电流周围存在着一种特殊物质,它能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互
4、作用,这种特殊的物质就是磁场。2.磁场的基本性质对放入其中的磁体或电流有力的作用。一 二 三 3.磁场的形象描述磁感线(2)当有人不慎吞下易拉罐环,是否可用这种仪器取出来?磁场既看不见又摸不着,为了形象地描述磁场,人们引入磁感线的概念。在磁场中人为地画出一系列的曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的强弱,这一系列曲线称为磁感线。(1)磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线。(2)磁感线在空间不能相交,因为磁场中同一点不可能有两个磁场方向。(3)在同一磁场中,磁感线的疏密表示磁场的强弱。(4)磁感线是一些闭合曲线,在磁体外部,
5、由N极指向S极,内部由S极指向N极。一 二 三(5)部分磁体周围磁场的磁感线,如图所示。一 二 三 4.磁场方向的判断方法(1)小磁针在磁场中北极(N极)受磁场力的方向。(2)经过某点的磁感线的切线方向。特别提醒磁场与电场一样是一种特殊物质,不是由实物粒子所组成的,但具有物质的属性,如力的作用。一 二 三 二、磁感线与电场线的比较比较项目磁感线电场线相似点意义用来形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线用来形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线方向线上某点的切线方向为磁场方向,也是小磁针 N 极受力的方向线上某点的切线方向为电场方向,也是正电荷受静电力的方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间
6、不相交在空间不相交(除电荷处外)不同点是闭合曲线不是闭合曲线,始于正电荷或无限远处,止于无限远处或负电荷一 二 三 特别提醒(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点:矢量性线的切线;强弱线的疏密;方向的唯一性空间任一点场线不相交。(2)从两种场线的区别理解两种场的区别:电场线电荷有正负电场线有始终;磁感线N、S极不可分离磁感线闭合。一 二 三 三、地磁场的特点1.地球是一个巨大的磁体,地球周围存在着磁场地磁场。2.地磁场的南北极与地球的地理两极并不完全重合,地磁的南极在地球的北极附近,地磁的北极在地球的南极附近。所以水平小磁针静止时,它的指向与地理子午线(地理南北两极的连线)并不一致,而是
7、有一定的夹角,叫作地磁偏角,简称磁偏角。一 二 三 3.可以将地球看成一个类似于条形磁铁的大磁体,其磁感线的分布如图所示。在地球外部,磁场从地理南极指向地理北极;在地球内部,磁场从地理北极指向地理南极。特别提醒(1)在地球上不同位置,磁偏角一般是不同的。(2)宇宙中的许多天体周围都有磁场,太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳磁场有关。(3)不同天体上的磁场分布特点一般是不一样的。类型一 类型二 类型三 磁场的产生【例1】下列说法中正确的是()A.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的B.电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C.磁体与电流间的相互作用是通过电场和磁场产生的D.磁场和电场是
8、同一种物质解析:磁体与磁体的相互作用,实质上是磁体在磁场中受到的力,所以选项A正确。电流对电流的相互作用,其实质是一个电流在另一电流产生的磁场中,受到磁场对它的作用力,所以选项B错误。磁体与电流的相互作用,是磁体在电流产生的磁场中的受力,而不是静电力,所以选项C错误。磁场和电场性质、本质不同,所以它们不是同一种物质,所以选项D错误。答案:A类型一 类型二 类型三 题后反思注意磁场与电场的区别;理解磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的。类型一 类型二 类型三 磁感线的理解【例2】关于磁感线,下列说法正确的是()A.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B.磁感线总是从N极到S
9、极C.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D.两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交解析:磁感线是为了形象描绘磁场而假设的一组有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示磁场的方向,曲线疏密表示磁场强弱,所以选项C正确,选项A错误。在磁体外部磁感线从N极到S极,在磁体内部从S极到N极,磁感线不相交,所以选项B、D错误。答案:C题后反思明确磁感线是为了形象地描述磁场强弱和方向而人为引入的一种假想曲线,熟练掌握磁感线的特点。类型一 类型二 类型三 地球的磁场【例3】关于地磁场的下列说法,正确的是()A.地球的地磁两极与地理两极重合B.地球的地磁北极与地理北极重合C.地球的地磁北极与地理南极重合D.地球的地磁北极在地理南极附近解析:因为指南针N极指向北方,由异名磁极相互吸引,可判断地理上的北极附近是地磁场的南极,地理上的南极附近是地磁场的北极。所以只有选项D正确。答案:D题后反思在分析地磁场问题时,可以把地磁场看作磁体,画出周围的磁感线。类型一 类型二 类型三 触类旁通既然地球的地理两极与地磁场的南北两极并不完全重合,那么两者的夹角称为什么呢?答案:两者的夹角称为磁偏角。因此,在使用指南针确定南北方向时,只有将磁偏角考虑进去,才能得出准确的结果。需要明确的一点是,由于地球磁极的缓慢移动,磁偏角也在缓慢变化。
