内容正文:
16.1 磁体与磁场
姓名:_________________ 日期:_____月______日 等第___________
《论衡是应篇》
【作者】王充 【朝代】汉
古者质朴,见草之动,则言能指;
能指,则言指佞人。
司南之杓,投之于地,其柢指南。
鱼肉之虫,集地北行,夫虫之性然也。
今草能指,亦天性也。
圣人因草能指,宣言曰:“庭末有屈轶,能指佞人”
百官臣子怀奸心者,则各变性易操,为忠正之行矣。
犹今府廷画皋陶、觟也。
上文节选自东汉王充所著的一部哲学著作《论衡》,是其用毕生精力撰写,是一部反封建神学斗争的结晶。其中一句“司南之杓,投之于地,其柢指南“,意思是司南之杓,把它放在地上,它的柄能指向南方。司南是我国古代辨别方向用的一种仪器,是用天然磁铁矿石琢成一个杓形的东西,放在一个光滑的盘上,盘上刻着方位,利用磁铁指南的作用,可以辨别方向,这主要利用了磁学的相关知识,从今天开始我们来学习第十六章第一节《磁体磁场》:
在生活中,我们经常可以发现磁铁能够吸引轻小的铁钉,这是为什么呢?
1磁现象
这是磁在起作用,为了很好的描述与理解一些常见的磁现象,我们首先要学习一些关于磁学的基本概念:
1磁性
磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)称为磁性。
2磁体
(1)定义:具有磁性的物质
(2)分类:永磁体分为天然磁体、人造磁体。
3磁极
(1)定义:磁体上磁性最强的部分叫磁极。(磁体两端最强中间最弱)
(2)种类:水平面自由转动的磁体,指南的磁极叫南极(S),指北的磁极叫北极(N)
(3)作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
3磁化
(1) 定义:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名 磁极,异名磁极相互吸引的结果。
(2)钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢 ,制造电磁铁的铁芯使用软铁。
物体是否具有磁性的判断方法
(1)据磁体的吸铁性判断;(2)根据磁体的指向性判断;
(3)根据磁体相互作用规律判断;(4)根据磁极的磁性最强判断。
2磁场
磁铁不接触碎铁屑就可以吸引铁屑,而普通物体却做不到。难道其周围存在着看不见、摸不着的某种物质?为了探究这一现象,我们我们也可以把小磁针放在磁体周围,通过磁体对小磁针的作用进行研究。
磁铁放在小磁针中央,小磁针开始转动,最终指向某一方向静止。由此可见,磁铁的周围存在着某种看不见的物质,我们通常称之为磁场。磁场是看不见、摸不着的,我们可以根据它对放入其中的小磁针产生磁力的现象来认识它。
1基本性质
磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。
2磁场方向
物理学中规定:磁场中任意一点,小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场方向。
典型例题:在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图。对实验中有关现象的分析不正确的是( )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序
【分析】①在磁体周围空间存在一种特殊的物质,这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用,这就是磁场;②在磁体或电流的作用下,使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;③一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。惯性与质量有关,质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变。
【解答】解:A、磁体周围始终存在磁场,借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点,但不是将原来不存在的磁场显示出来。故A错误;B、铁屑原来没有磁性,但在磁场的作用下能够获得磁性,说明被磁化了。故B正确;C、铁屑质量较小,惯性小,运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离。故C正确;D、铁屑受到磁场的作用,轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑逐渐有序排列。故D正确。故选:A。
【点评】此题考查了磁场的存在、性质、磁化、惯性现象等知识点,是一道综合题。需要清楚的是,磁场客观存在,利用细铁屑显示磁场分布,体现的是转换思想。
3磁感线
磁感线是为了形象地描述磁场而人为画出的带箭头的曲线。
说明:
①磁感线是封闭的曲线,用磁感线描述磁场时,磁体外部的磁感线都是从磁铁的N极出发,回到S极;
②磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向,磁感线不相交;
②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。磁场越强的地方,磁感线分布越密,磁场越弱的地方,磁感线分布越疏。
④磁感线是为直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线,不是客观存在的,但磁场是客观存在。
⑤用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。
⑥磁感线立体的分布在磁体周围,而不是平面的。
典型例题:如图中,标出小磁针静止时的N极和A点处的磁感线方向。
【分析】根据磁极间的相互作用判断小磁针的磁极,根据通电螺线管的磁极判断出磁感线的方向。在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极。
【解答】解:由图知,磁体的右端为S极、左端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的右端为N极;因为在磁体外部,磁感线总是从N极出发,回到S极,所以图中A点处的磁感线方向是指向左下的。如图所示:
【点评】注意小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线的方向。
3地磁场
位于地球表面的一个能在水平面内自由转动的小磁针静止时,其N极指北,S极指南,世界各地基本都是如此,这是为什么呢?因为我们所居住的地球周围存在着巨大的磁场。
1定义
在地球周围的空间里存在的磁场,磁针指南北是因为受到地磁场的作用。地球周围空间存的磁场称之为地磁场。
2磁极
地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近。地磁场的形状与条形磁体的磁场相似。不过,地理的两极和地磁场的两极并不重合,磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。
4考题再现
习题1:小关在探究磁现象的活动中能够实现的是( )
A.用小磁针吸起铜块或铝块
B.用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
C.用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
D.把小磁针放在磁铁周围的任何位置,静止后小磁针的北极都指向地理北极
习题2:将小磁针放在磁场中,小磁针静止时 极所指的方向规定为该点的磁场方向;磁场越强的地方,磁感线分布越 。
习题3:三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示,D端为 (N/S)极,B端为 (N/S)极。
习题4:如图是条形磁体周围铁屑的分布情况及小磁针的指向。图中各点小磁针有固定指向,说明磁体周围的磁场具有 ;铁屑在磁场中被磁化成 ,从而在磁场中有序排列。
参考答案:1.C;2.N;密;3.N;N;4.磁场;小磁体;
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