内容正文:
20.1 磁现象 磁场
第二十章 电与磁
物理观念 了解磁现象,认识磁场、地磁场。
科学思维 经历用磁感线描述磁场的过程,培养模型建构和科学推理能力。
科学探究 通过研究磁体周围磁场方向的实验,培养观察和分析能力。
科学态度
与责任 了解我国古代对磁现象的研究,感受中国古人的智慧,增强民族自豪感。
学习目标
美丽的极光的发生与
地球的磁场有密切关系。
导入
航行的帆船
843年,在没有航标、没有明确航道的大海上,一艘帆船正在日夜不停地航行。一些聪明的中国人利用手中的罗盘指示方向,开辟了从浙江温州到达日本值嘉岛的航线。
是什么神秘的力量驱动着罗盘,让它指示方向?
各种各样的磁体
条形磁铁从中间断开会怎样?
磁体两极总是成对出现,磁体断开、或吸合时,仍然只有两个磁极。
将两个小磁针分别放入磁体和无磁性物体附近,观察小磁针的偏转。
磁体对小磁针有力作用
磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质,称为磁场。
说明:
结论:
实际物体和场是物质存在的两种形式。
磁体和小磁针是如何发生力的作用的?
磁体
小磁针
磁场
通过
作用
通过
反作用
将几个小磁针放在条形磁体周围的不同地方,观察小磁针静止时指示的方向。
(1)各小磁针北极所指的方向______,其北极所受磁力的方向_____。
(2)这说明磁场中不同地方磁场的方向______。
(3)这样的现象反映了磁场有什么性质?
对放入其中的磁体有力的作用。
物理学中把磁场对小磁针作用力的方向,即小磁针在磁场某点静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向。
不同
不同
不同
在磁体周围放更多的小磁针。
如果我们想知道磁体周围磁场中每个点的磁场方向,要怎样做?
磁感线
在磁体上放一块玻璃,玻璃上均匀地撒一些铁屑,轻敲玻璃,观察。
磁化后的铁屑相当于一个个小磁针,在磁场的作用下,形象地显示出磁场的分布。
我们把小磁针在磁场中排列情况,用一根带箭头的曲线画出来,形象地描述磁场,这样的曲线叫做磁感线。
(1)磁感线真实存在吗?
形象描述磁场的物理模型
(2)磁体外部的磁感线方向?
从磁体的N极出发,回到S极
(3)磁感线越密集,磁性______。
越强
两极磁性最强,磁感线最密
(4)任何两条磁感线都相交吗?
不相交
磁场中每一点只有一个方向
(5)磁感线是闭合曲线。
类比光线
五种基本磁场的磁感线描述
①条形磁铁
的磁感线
②蹄形磁铁
的磁感线
③同名磁极
的磁感线
N
N
⑤异名磁极
的磁感线
④同名磁极
的磁感线
1、地球周围存在磁场,叫做________,地磁场的南极在地理的________附近,地磁场的北极在地理的________附近。
2、如图所示是我国早期的指南针——司南。东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢(握柄)指南”。司南静止时能指南北,说明地球周围存在 ,司南的握柄应为 极(选填“N”或“S”)。
地磁场
北极
南极
磁场
S
练习
桌面上的小磁针静止时为什么都指南北?又是谁的磁场在施加作用呢?
地球周围存在的磁场叫做地磁场。
地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。
地磁场
对比地磁场和条形磁体的磁场分布,你有什么发现?
能够自由转动的磁体,静止时指南的那个磁极叫南极或S极,指北的那个磁极叫北极或N极。
磁体南(北)极的规定
磁场中某点方向的规定
小磁针在磁场中静止时北极所指的方向
地磁场两极
地磁N极在地理的南极附近;地磁S极在
地理的北极附近。
地理两极与地磁两极相反,且并不完全重合。
易混点梳理
做笔记:
电 磁
带电体吸引 。 磁体吸引 。
同种电荷相互 ,
异种电荷相互 。 同名磁极相互 ,
异名磁极相互 。
把 规
定为电流方向 把 规定为该点的磁场方向
在电源外部,电流从 极出发回到 极。 在磁体外部,磁感线从 极出发回到 极。
电和磁比较
轻小物体
铁钴镍
吸引
吸引
排斥
排斥
正电荷定向移动的方向
小磁针静止时北极的指向
正
负
北
南
总结
教材课后练习与应用
1. 磁现象在生活中的应用给我们带来了方便。例如门吸,它由安装在墙上(或地上)的磁体和门上的吸板两部分组成,如图所示。门打开后,磁体和吸板吸合,能够防止风吹或不小心触碰时房门关闭。
请你再列举两个磁现象在生活中应用的实例。
【解析】冰箱门上的磁性封条;螺丝刀的磁性刀头;用磁体把演示实验装置吸在黑板上;喇叭上的磁铁等等。
2. 如图所示,在水平桌面上横放一根条形磁体,用弹簧测力计悬挂一个铁块置于磁体一端的上方,让铁块与磁体在相距一定距离的情况下保持平衡。在弹簧测力计沿水平方向朝另一端移动的过程中,它的示数是如何变化的?为什么?
【解析】在弹簧测力计沿水平方向朝另一端移动的过程中,它的示数是先变小后变大。因为条形磁体两端磁性强,中间磁性弱,所以对铁块的吸引力先变小后变大。
3. 两根外形完全相同的钢棒,其中的一根有磁性,另一根无磁性。没有别的器材,你如何把它们区别开来?
【解析】条形磁体的两端磁性最强,中间磁性最弱。拿一根钢棒去接触另一根钢棒的中部,若相互吸引,则手拿的一根有磁性,另一根无磁性;若没有相互吸引,则手拿的一根无磁性,另一根有磁性。
4. 图中的两个图分别画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称,并画出位于图中A点和B点的小磁针静止时北极所指的方向。
5. 如图所示,将小磁针放置于条形磁体和蹄形磁体的周围,请分别画出甲、乙两图中A、B、C三点的小磁针静止时北极所指的方向。
6. 请找两根缝衣针、一个按扣、一只大头针和一块橡皮泥,做一个指南针。用橡皮泥和大头针制作指南针的底座。使缝衣针磁化后,穿过按扣的小孔,放在底座的针尖上,这就是一个小指南针,如图。如果图中的指南针静止下来后,针尖指北,那么针尖是N极还是S极?为什么?
【解析】地球是一个大磁体,指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用;指南针静止时,指向南的一端是磁体的南(S)极;指向北的一端是磁体的北(N)极,针尖指北,所以针尖是N极。
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