文科21 指南針與遠洋航海

1、 最早的磁性指向器最早的磁性指向器它由青鈾盤和磁石琢磨的勺組它由青鈾盤和磁石琢磨的勺組成，磁勺頭為磁性的北極，尾為南極。磁勺放置在地盤成，磁勺頭為磁性的北極，尾為南極。磁勺放置在地盤中心，受地磁作用，勺尾指向南方。中心，受地磁作用，勺尾指向南方。 第二章 磁場一、早期對磁的研究和使用一、早期對磁的研究和使用1 1、鄭和下西洋：、鄭和下西洋： 我國是最早在航海上使用指南針的國家，導(dǎo)航時兼我國是最早在航海上使用指南針的國家，導(dǎo)航時兼用羅盤和觀星用羅盤和觀星 ，二者相互補充，相互修正。，二者相互補充，相互修正。 用羅盤指引航向，探索航道，將船只航向的變動與用羅盤指引航向，探索航道，將船只航向的變動與

2、指南針指向的變動的關(guān)系總結(jié)出來，畫出的航線在古代指南針指向的變動的關(guān)系總結(jié)出來，畫出的航線在古代稱為針路或針徑。稱為針路或針徑。 1405140514331433年間，鄭和先后年間，鄭和先后7 7次下西洋。次下西洋。他率領(lǐng)當(dāng)他率領(lǐng)當(dāng)時世界上最強大的船隊，先后到達了亞洲、非洲的三十時世界上最強大的船隊，先后到達了亞洲、非洲的三十幾個國家。是世界航海史上偉大的壯舉。幾個國家。是世界航海史上偉大的壯舉。鄭和下西洋，不但是中國海上探險事業(yè)的巨大成就，鄭和下西洋，不但是中國海上探險事業(yè)的巨大成就，也是世界地理發(fā)現(xiàn)史上的光輝紀錄。也是世界地理發(fā)現(xiàn)史上的光輝紀錄。2 2、歐洲人的遠洋探險：、歐洲人的遠洋探險

3、： 在宋、元兩代，我國發(fā)明的指南針傳到了歐洲和在宋、元兩代，我國發(fā)明的指南針傳到了歐洲和亞洲的許多國家，使得近代歐洲的遠洋探險成為可亞洲的許多國家，使得近代歐洲的遠洋探險成為可能。能。 意大利航海家哥倫布（約意大利航海家哥倫布（約1451145115061506 ）進行了遠）進行了遠洋探險，在這次航行中，觀察到了磁偏角。洋探險，在這次航行中，觀察到了磁偏角。 葡萄牙航海家麥哲倫（約葡萄牙航海家麥哲倫（約1480148015211521 ）也進行了）也進行了遠洋探險，用了三年時間完成了舉世聞名的環(huán)球航遠洋探險，用了三年時間完成了舉世聞名的環(huán)球航行。行。 所有這些遠洋航行的成功，離不開磁學(xué)知識的最

4、所有這些遠洋航行的成功，離不開磁學(xué)知識的最初應(yīng)用初應(yīng)用指南針。指南針。3、遠洋航海的偉大意義、遠洋航海的偉大意義 航海事業(yè)推動了天文學(xué)、大地測量學(xué)、航海事業(yè)推動了天文學(xué)、大地測量學(xué)、力學(xué)和數(shù)學(xué)等科學(xué)的發(fā)展，航海中的觀察力學(xué)和數(shù)學(xué)等科學(xué)的發(fā)展，航海中的觀察記錄也為這些學(xué)科的發(fā)展積累了大量數(shù)據(jù)記錄也為這些學(xué)科的發(fā)展積累了大量數(shù)據(jù)資料。資料。 航海和地理發(fā)現(xiàn)使歐洲各國的工商業(yè)得航海和地理發(fā)現(xiàn)使歐洲各國的工商業(yè)得到很大的發(fā)展，實現(xiàn)了資本的原始積累。到很大的發(fā)展，實現(xiàn)了資本的原始積累。 遠洋航海促進了冶金、造船、機械制造遠洋航海促進了冶金、造船、機械制造等技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展。等技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展。 這些為近

5、代科學(xué)在歐洲的誕生起到了促這些為近代科學(xué)在歐洲的誕生起到了促進作用。進作用。 二、磁場二、磁場1 1、磁場：磁體周圍存在磁場。、磁場：磁體周圍存在磁場。2 2、磁場的基本性質(zhì)：對磁體有力的作用，同名磁極相、磁場的基本性質(zhì)：對磁體有力的作用，同名磁極相斥斥 ，異名磁極相吸，異名磁極相吸 。3 3、磁場的方向：、磁場的方向：規(guī)定靜止小磁針規(guī)定靜止小磁針北極北極受力的方向，也即小磁針靜止受力的方向，也即小磁針靜止時北極所指的方向，就是那一點的時北極所指的方向，就是那一點的磁場方向磁場方向 4 4、磁感線：、磁感線：（1 1）定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線）定義：在磁場中畫出一些有方向的曲線, ,

6、在這些在這些 曲線上，每一點的曲線上，每一點的切線切線方向，都跟該點的磁場方向，都跟該點的磁場方向相方向相同同。這樣的曲線叫磁感線。這樣的曲線叫磁感線。 (2)(2)目的：為形象地描述磁場而人為引入的假想曲線目的：為形象地描述磁場而人為引入的假想曲線(3)(3)特點：特點： a.a.某點切線方向表示該點的磁場方向；某點切線方向表示該點的磁場方向； b.b.疏密可以反映磁場的強弱；疏密可以反映磁場的強弱； c.c.磁感線是封閉曲線；磁感線是封閉曲線； d.d.任何兩條磁感線都不相交。任何兩條磁感線都不相交。（4 4）模擬磁感線：實驗中常用鐵屑在磁場中被磁化的）模擬磁感線：實驗中常用鐵屑在磁場中被

7、磁化的性質(zhì)，來模擬磁感線的形狀。條形磁體磁感線模擬圖性質(zhì)，來模擬磁感線的形狀。條形磁體磁感線模擬圖（5 5）條形磁體和蹄形磁體的磁感線：）條形磁體和蹄形磁體的磁感線：磁感線方向：磁感線方向：外部從外部從N N極到極到S S極；內(nèi)部從極；內(nèi)部從S S極到極到N N極。極。磁感線磁感線與與電場線電場線的聯(lián)系與區(qū)別的聯(lián)系與區(qū)別磁感線：磁感線：（1 1）為形象描述磁場而假）為形象描述磁場而假想的曲線，實際不存在想的曲線，實際不存在（2 2）疏密表示強弱，切線）疏密表示強弱，切線方向表示磁場方向方向表示磁場方向（3 3）磁鐵外部從）磁鐵外部從N N極到極到S S極，極，內(nèi)部從內(nèi)部從S S極到極到N N極

8、，形成極，形成閉合曲線閉合曲線（4 4）不相交）不相交電場線：電場線：（1 1）為形象描述電場而）為形象描述電場而假想的曲線，實際不存在假想的曲線，實際不存在（2 2）疏密表示強弱，切）疏密表示強弱，切線方向表示電場方向線方向表示電場方向（3 3）始于正電荷，終止）始于正電荷，終止于負電荷的于負電荷的非閉合曲線非閉合曲線（4 4）不相交）不相交三、地磁場：三、地磁場：1 1、定義、定義: :地球是個磁體地球是個磁體, ,具有磁場具有磁場, ,叫地磁場。叫地磁場。2 2、磁偏角：、磁偏角：（1 1）地球的地理南北極與地磁場的南北相反）地球的地理南北極與地磁場的南北相反（2 2）地球的地理兩極與地

9、磁場的兩極并不）地球的地理兩極與地磁場的兩極并不重合重合, , 有個夾角有個夾角, ,叫地磁偏角叫地磁偏角, ,簡稱磁偏角簡稱磁偏角3 3、地磁場的磁感線分布圖、地磁場的磁感線分布圖 地磁場的分布大致地磁場的分布大致上就像一個條形磁體。上就像一個條形磁體。地球的地理南北極與地球的地理南北極與地磁場的南北相反地地磁場的南北相反地球的地理兩極與地磁球的地理兩極與地磁場的兩極并不重合場的兩極并不重合, ,磁磁針并非準確地指南或針并非準確地指南或指北指北 各地磁感線近似平各地磁感線近似平行地面行地面4、不僅地球具有磁場，宇宙、不僅地球具有磁場，宇宙中的許多天體都有磁場。太陽中的許多天體都有磁場。太陽表

10、面的黑子、耀斑和太陽風(fēng)等表面的黑子、耀斑和太陽風(fēng)等活動都與太陽磁場有關(guān)?；顒佣寂c太陽磁場有關(guān)。月球月球也有磁場。但月球不象地也有磁場。但月球不象地球那樣有一個全球性的磁球那樣有一個全球性的磁場?；鹦且矝]有全球性的場?；鹦且矝]有全球性的磁場，所以磁場，所以月球和火星月球和火星上指南針不起作用上指南針不起作用。我國是最早在航海上使用指南針的國家，我國是最早在航海上使用指南針的國家，導(dǎo)航時兼用導(dǎo)航時兼用 和和 ，二者相互補充，二者相互補充，相互修正。用羅盤指引航向，探索航道，相互修正。用羅盤指引航向，探索航道，將船只航向的變動與將船只航向的變動與 的變動的的變動的關(guān)系總結(jié)出來，畫出的航線在古代稱為關(guān)

11、系總結(jié)出來，畫出的航線在古代稱為 _或或 。意大利航海家哥倫布用了三年時間完成意大利航海家哥倫布用了三年時間完成了環(huán)球航行，在這次航行中，觀察到了環(huán)球航行，在這次航行中，觀察到了了 。磁體是通過磁體是通過對鐵一類物質(zhì)發(fā)生作對鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場和電場一樣，是用的，磁場和電場一樣，是存在的存在的另一種形式，是客觀存在另一種形式，是客觀存在 反饋練習(xí)反饋練習(xí)羅盤羅盤觀星觀星指南針指向指南針指向針路針路針徑針徑磁偏角磁偏角磁場磁場物質(zhì)物質(zhì)磁體上磁性最強的部分叫磁體上磁性最強的部分叫，同名，同名磁極磁極，異名磁極，異名磁極。規(guī)定：在磁場中的任意一點，小磁針規(guī)定：在磁場中的任意一點，小磁針_方向就

12、是那一點的磁場方向。方向就是那一點的磁場方向。磁感線磁感線: 是在磁場中畫出一些有方向的曲是在磁場中畫出一些有方向的曲線線,在這些曲線上在這些曲線上,每點的曲線方向每點的曲線方向,亦即該點亦即該點的的方方向，都跟該點的向，都跟該點的_相相同。磁感線的同。磁感線的表示磁場強弱。表示磁場強弱。地球在周圍空間會產(chǎn)生磁場，叫地球在周圍空間會產(chǎn)生磁場，叫 。地磁場的分布大致上就像一個地磁場的分布大致上就像一個磁體。磁體。磁極磁極相斥相斥相吸相吸北極的受力北極的受力切線切線磁場方向磁場方向疏密疏密 地磁場地磁場條形條形地球具有磁場，宇宙中的許多地球具有磁場，宇宙中的許多 都具都具有磁場。月球也有有磁場。月

13、球也有?；鹦遣幌蟮厍?。火星不象地球那樣有一個那樣有一個 的磁場，所以火星上的磁場，所以火星上_不起作用。不起作用。分別用字母在圖中空白處標出磁體的南分別用字母在圖中空白處標出磁體的南北極北極天體天體磁場磁場全球性全球性指南針指南針10確定磁場方向的方法是：將一不受外力確定磁場方向的方法是：將一不受外力的的放入磁場中需測定的位置，放入磁場中需測定的位置，當(dāng)小磁針在該位置靜止時，小磁針當(dāng)小磁針在該位置靜止時，小磁針N極極的指向即為該點的磁場方向的指向即為該點的磁場方向11小磁針的指南指北性表明地球是一個小磁針的指南指北性表明地球是一個 。小磁針小磁針大磁體大磁體12地理的地理的是地磁的北南極。指南

14、針并不是地磁的北南極。指南針并不指向地球的正南正北，其間有一個交角就是指向地球的正南正北，其間有一個交角就是 。在地球兩極附近，地磁場的磁感應(yīng)強。在地球兩極附近，地磁場的磁感應(yīng)強度約為度約為510-5T，而永久磁鐵兩極附近的磁感，而永久磁鐵兩極附近的磁感應(yīng)強度約為應(yīng)強度約為0.5T.地磁場是非常弱的。地磁場是非常弱的。13關(guān)于磁感線的下列說法中，正確的是（關(guān)于磁感線的下列說法中，正確的是（ ） 磁感線是真實存在于磁場中的有方向的曲線磁感線是真實存在于磁場中的有方向的曲線 磁感線上任一點的切線方向，都跟該點磁場磁感線上任一點的切線方向，都跟該點磁場的方向相同的方向相同 磁鐵的磁感線從磁鐵的北極出

15、發(fā)，終止于磁磁鐵的磁感線從磁鐵的北極出發(fā)，終止于磁鐵的南極鐵的南極 磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況南北極南北極磁偏角磁偏角14、下列說法正確的是（、下列說法正確的是（ ）磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的磁場和電場一樣也是客觀存在的的物質(zhì)磁場和電場一樣也是客觀存在的的物質(zhì)磁感線是實際存在的線，可由實驗得到磁感線是實際存在的線，可由實驗得到磁感線類似于電場線，它總是從磁體的磁感線類似于電場線，它總是從磁體的極出發(fā)終止于極出發(fā)終止于 12磁感線與電場線的聯(lián)系與區(qū)別：磁感線與電場線的聯(lián)系與區(qū)別：電場線電場線磁感線磁感線1電場線從電場線從 出發(fā)，出發(fā)，終止于終止于，電場線是，電場線是 的曲線，正、負電荷可單獨的曲線，正、負電荷可單獨存在存在1在磁體內(nèi)部，磁感線是從在磁體內(nèi)部，磁感線是從 極指向極指向 極，外部是從極，外部是從 出發(fā)從出發(fā)從進去，磁感線是進去，磁感線是 的曲線，、極是不可分割的的曲線，、極是不可分割的2 電荷在電場中某點受電荷在電場中某點受到電場力的方向與該點的到電場力的方向與該點的方向一致，也與該點所在電方向一致，也與該點所在電場線的場線的 方向一致方向一