1、-1-第 5 章 磁场与回旋加速器-2-鸽子利用地磁场来“导航”许多动物除了视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉外,还能感受到磁场。依靠这种感觉,它们能利用地磁场“导航”。候鸟和海龟长途迁徙不会迷失方向,它们凭借的“秘密武器”之一,可能就是一对地磁场的感知能力。人类对地磁场的利用就更多了:利用磁场进行电能和机械能的相互转变,人们制造出发电机、电动机;利用磁性材料的磁化和退磁,人们广泛使用着磁卡、磁盘、磁带;地球的磁场不仅为我们导航、找矿,还能帮助我们测定岩层的年龄,传递大陆漂移的信息。大到天体,小到粒子,磁现象无处不在。让我们一起探究地球的磁场吧!-3-5.1 磁与人类文明-4-1.了解我国古代在磁现
2、象方面的研究成果及其对人类文明的影响。2.知道地球本身就是一个大磁体,知道地磁两极与地球两极的关系。3.认识各种磁性材料,及其在生活、生产中的应用。-5-在火车站、码头等地方,我们都可以看到用电磁铁来搬运集装箱的场景。电磁铁在通电时具有强大的磁性,但断电后磁性就消失了。你知道这是为什么吗?提示:利用了软磁性材料。-6-一、改变人类活动的发明1.我国古代的磁应用(1)我国古代最早用天然磁石制成的司南“杓”指示方向,但司南杓在受振动或高温下容易减弱或失去磁性,在使用上受到限制。(2)北宋时期,人们将磁化钢针支撑在一个刻有方位的盘中,用来指示方向,即为被称为“四大发明”之一的指南针。2.指南针的发明
3、对人类发展的影响指南针帮助人们确定了方位,促进了远程航海事业的发展及人类文明的交流,例如:郑和七次下西洋、哥伦布发现新大陆、麦哲伦的环球航行等。-7-二、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。2.磁偏角:地球的地理两极与地磁两极并不重合,地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为 11,水平放置的磁针跟地理子午线之间有一个交角,这个交角称作磁偏角。-8-三、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
4、性的过程。2.磁性材料的分类(1)软磁性物质:磁化后容易退掉磁性的物质。(2)硬磁性物质:磁化后不易退掉磁性的物质。天然磁石也是硬磁性材料。3.磁性材料的应用(1)软磁性材料的剩磁弱,容易去磁,适用于需要反复磁化的场合。(2)硬磁性材料的剩磁强,不易去磁,适用于制成永磁体。-9-一、对磁场的理解1.磁场与电场一样,都是场物质,磁场是在磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质。磁体之间、磁体与电流之间以及电流与电流之间的作用都是通过这种特殊的物质而发生的。2.磁场虽然看不见、摸不着,但是和电场一样都是客观存在的一种物质,但它和我们常见的以分子、原子、离子组成的物质不同,它不是以微观粒子的形式存
5、在的,而是以一种场的形式存在的,说它是物质,因为它和我们常见的实物一样,能对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。如小磁针静止时能够指南北,就是因为地球是一个巨大的磁体,在其周围产生了磁场,小磁针是在这个磁场的作用下而指南北的。-10-二、地磁两极与地理两极一样吗?1.若小磁针能浮在空中自由移动,就会发现小磁针既不是严格静止在南北方向,也不是严格的水平方向。这说明小磁针所受地磁场的作用力的方向既不是严格的南北方向,也不是严格的水平方向,但差别很小。2.地磁场分布在地球的四周,但地磁两极与地理两极差别不是很大,因此可用指南针判断方向。3.地磁的两极与地理的两极并不重合,并且地球的磁极在缓慢移
6、动,即会发生“磁极倒转”现象。现今地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为 11。4.由于磁场对运动电荷有力的作用,故射向地球的高速带电粒子,其运动方向会发生变化,不能直接到达地球。因此地磁场对地球生命有保护作用。-11-类型一 对磁现象的理解【例 1】铁棒 A 能吸引小磁针,铁棒 B 能排斥小磁针,若将铁棒 A 靠近铁棒 B时,下述说法中正确的是()。A.A、B 一定相互吸引B.A、B 一定相互排斥C.A、B 间可能无磁场力作用D.A、B 可能相互吸引,也可能相互排斥-12-解析:小磁针本身有磁性,能够吸引没有磁性的铁棒,故铁棒 A 可能有磁性,也可能没有磁性,只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化的结果
7、。铁棒 B 能排斥小磁针,说明铁棒 B 一定有磁性,若 A 无磁性,当 A 靠近 B 时,在 B 的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用。若 A 有磁性,则 A、B 两磁体都分别有北极和南极,当它们同名磁极互相靠近时,互相排斥;当异名磁极互相靠近时,互相吸引,这说明不论 A 有无磁性,它们之间总有磁场力的作用,故正确选项为 D。答案:D-13-题后反思:磁体可以使原来没有磁性的铁棒磁化而吸引铁棒,也可以是因为两个磁体的异名磁极相互吸引,这是吸引的两种情况,而排斥只有两个磁体间才可能发生。-14-类型二 有关地磁场特点的认识【例 2】关于地磁场,下列叙述中正确的是()。A.地球的地磁两极和地
8、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.地磁的北极在地理南极附近解析:地球是一个大磁体,其磁北极(N 极)在地理南极附近,磁南极(S 极)在地理北极附近,并不重合。指南针指南的一极应该是磁针的南极(S 极)。选项 D 正确。答案:D-15-1 关于磁极间的相互作用,下列说法中正确的是()。A.同名磁极相吸引B.同名磁极相排斥C.异名磁极相排斥D.异名磁极相吸引解析:磁极间的相互作用应该是同名磁极相排斥,异名磁极相吸引。答案:BD-16-2 下列关于地磁场的说法中正确的是()。A.地球的地理两极连线与地磁两极连线之间的夹角叫地磁偏角B.
9、地球的赤道位置的地磁偏角等于零C.地球的地磁场方向都是水平的D.地球的地磁北极在地理南极附近答案:D-17-3 实验表明:磁体能吸引一元硬币,对这种现象解释正确的是()。A.硬币一定是铁做的,因为磁体能吸引铁B.硬币一定是铝做的,因为磁体能吸引铝C.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多D.硬币中含有磁性材料,磁化后能被吸引答案:D-18-4 关于宇宙中天体的磁场,下列说法中正确的是()。A.宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B.宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C.用指南针可以在任何一个天体上判别方向D.用指南针只能在类似于地球磁场的天体上判别方向解析:不但地球有磁场,宇宙中的许多天体也有
10、磁场,但有些星球的磁场不是全球性的,指南针只能在有全球性磁场的星球上判别方向,否则指南针就不能工作。答案:AD-19-5 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过磁场发生相互作用,故 A 项错误。无论将磁铁分得多么小,它总有 N 极和 S 极,迄今为止,还没有发现只有 N 极或 S 极的磁单极子存在(这一点与电荷不同),故 B 项错误。极光现象是地磁场将射向地球的带电粒子偏转到地球的两极,带电粒子与大气相互作用而发出的光,故 C 项正确。电动自行车的电机中一定有磁体存在,故 D 项正确。答案:CD-20-本课结束 谢谢观看
