第1節(jié) 磁場和磁感線、地磁場

1、第二課時第二課時 磁場和磁感線磁場和磁感線1、什么是磁體、磁性？、什么是磁體、磁性？2、磁體的特點是什么？、磁體的特點是什么？3、磁體間的作用規(guī)律如何？、磁體間的作用規(guī)律如何？4、小磁針為什么能指方向？、小磁針為什么能指方向？5、知道指南針為什么會指南北嗎？、知道指南針為什么會指南北嗎？將磁體靠近小磁針，觀察現(xiàn)象？將磁體靠近小磁針，觀察現(xiàn)象？【現(xiàn)象】：【現(xiàn)象】：當磁體接近時，小當磁體接近時，小磁針會晃動起來。磁針會晃動起來?！痉治觥浚骸痉治觥浚盒〈裴樆蝿樱f明小磁針晃動，說明 。小磁針受到力的作用小磁針受到力的作用力是怎樣產(chǎn)生的呢？力是怎樣產(chǎn)生的呢？【問題】：【問題】：最后靜止時指向不一定是南

2、北方向最后靜止時指向不一定是南北方向。【猜想】：【猜想】： 1 1、磁體本身？、磁體本身？2 2、周圍空氣？、周圍空氣？3 3、磁體的周圍存在某種物質？、磁體的周圍存在某種物質？施力物體是施力物體是.？磁體沒有直接接觸小磁針。磁體沒有直接接觸小磁針?！咀C據(jù)】：【證據(jù)】：所以猜想所以猜想1 1、磁體、磁體小磁針在磁體靠近前空氣已經(jīng)存在。小磁針在磁體靠近前空氣已經(jīng)存在。所以猜想所以猜想2 2、周圍空氣、周圍空氣-不成立。不成立。-也不成立。也不成立。小磁針在木塊或塑料塊附近，指針指小磁針在木塊或塑料塊附近，指針指向不發(fā)生改變。向不發(fā)生改變。拿開磁體，小磁針靜止后又恢復原來拿開磁體，小磁針靜止后又恢

3、復原來的指向。的指向。所以猜想所以猜想3 3成立。成立。在磁體和小磁針之間放一張白紙，指在磁體和小磁針之間放一張白紙，指針指向仍發(fā)生改變。針指向仍發(fā)生改變。我們把它叫做我們把它叫做 ?！境醪浇Y論】：【初步結論】：磁磁 場場磁體周圍存在一種看不見、摸不著的磁體周圍存在一種看不見、摸不著的物質物質。對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。一、磁一、磁 場場磁場看不見、但確實存在，你有什么方法磁場看不見、但確實存在，你有什么方法證明磁場的存在？證明磁場的存在？1、在磁體的周圍存在磁場、在磁體的周圍存在磁場電流看不見，但它可以使燈絲發(fā)光。電流看不見，但它可以使燈絲發(fā)光。磁場也看不見

4、，但它對磁體有力的作用。磁場也看不見，但它對磁體有力的作用。2、磁場的基本性質：、磁場的基本性質：磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。小磁針是一個很好的探測磁場的工具。小磁針是一個很好的探測磁場的工具。3、磁體間的相互作用就是通過磁場產(chǎn)生的、磁體間的相互作用就是通過磁場產(chǎn)生的4、磁場的方向、磁場的方向在玻璃板放一根條形磁體，把幾只小磁針放在玻璃板放一根條形磁體，把幾只小磁針放在磁體周圍不同地方，觀察小磁針的指向？在磁體周圍不同地方，觀察小磁針的指向？【結論】：【結論】： 在磁體周圍的不同位置，磁場方向不同。在磁體周圍的不同位置，磁場方向不同?？茖W上把小磁針靜

5、止時科學上把小磁針靜止時北極所指的方向北極所指的方向規(guī)定為其所處點的磁場方向。規(guī)定為其所處點的磁場方向。磁體周圍的磁場看不見，摸不著，如何認識、磁體周圍的磁場看不見，摸不著，如何認識、研究它呢？研究它呢？在有機玻璃板上均勻地撒上細鐵屑，分別在有機玻璃板上均勻地撒上細鐵屑，分別放在條形磁體和蹄形磁體上，輕敲玻璃板，放在條形磁體和蹄形磁體上，輕敲玻璃板，觀察細鐵屑的分布情況。觀察細鐵屑的分布情況。細鐵屑在磁場里被磁化，成了一些很小的磁針。細鐵屑在磁場里被磁化，成了一些很小的磁針。所以磁體周圍所以磁體周圍細鐵屑的排列分布細鐵屑的排列分布形象化地表示出形象化地表示出了磁體周圍存在的了磁體周圍存在的磁場

6、磁場。為了形象地描述磁體周圍的磁場，英國物理學家為了形象地描述磁體周圍的磁場，英國物理學家法拉第法拉第首先引入了首先引入了磁感線磁感線這一模型：這一模型：帶箭頭的帶箭頭的虛虛曲線曲線依照鐵屑排列情況，畫出一些來依照鐵屑排列情況，畫出一些來模擬磁體周圍的磁場。模擬磁體周圍的磁場。二、磁二、磁 感感 線線1、磁感線是為了描述磁場而、磁感線是為了描述磁場而 的曲線，的曲線， 它實際上是它實際上是 的曲線。的曲線。假想的假想的 不存在不存在 2、磁體周圍的磁感線總是從磁體的、磁體周圍的磁感線總是從磁體的 出來，出來， 回到磁體回到磁體 北極北極 南極南極 3、小磁針靜止時的、小磁針靜止時的 指向為該點

7、的磁場方向，指向為該點的磁場方向， 與該點磁感線的與該點磁感線的 方向一致。方向一致。北極北極 切線切線 4、磁感線的疏密表示磁場的、磁感線的疏密表示磁場的 ，越密表示該，越密表示該 點磁場越點磁場越 。強弱強弱強強5、在磁場每一點只有、在磁場每一點只有 磁場方向，所以磁感磁場方向，所以磁感 線線 。不相交不相交一個一個1.先將一個磁鐵的極和另一先將一個磁鐵的極和另一個磁鐵的極在鐵屑中沾一個磁鐵的極在鐵屑中沾一下，再將兩極靠近。下，再將兩極靠近。2.把兩個磁鐵拉開一點距離，把兩個磁鐵拉開一點距離，鐵屑竟懸浮在空氣中了。鐵屑竟懸浮在空氣中了。3.再將磁鐵的兩個極在鐵再將磁鐵的兩個極在鐵屑中沾一下

8、。這次，兩極上屑中沾一下。這次，兩極上的鐵屑彎曲著，相互遠離。的鐵屑彎曲著，相互遠離。你能解釋嗎你能解釋嗎? ?各種形狀的磁感線各種形狀的磁感線條形磁體磁感線條形磁體磁感線蹄形磁體磁感線蹄形磁體磁感線異名磁體間磁感線異名磁體間磁感線同名磁體間磁感線同名磁體間磁感線畫出小磁針在各點中的指向畫出小磁針在各點中的指向abdcef懸掛的小磁針為何懸掛的小磁針為何總是指向南北方向？總是指向南北方向？我們可以這樣推斷：我們可以這樣推斷：小磁針總小磁針總是有一極是有一極指向北方指向北方? ?地球表面一地球表面一定有指向北定有指向北方的磁場方的磁場? ?這磁場可這磁場可能來自于能來自于地球本身地球本身地球可能

9、是地球可能是一個磁體一個磁體? ?三、地三、地 磁磁 場場1、什么是地磁場、什么是地磁場地球產(chǎn)生的磁場。地球產(chǎn)生的磁場。2、地磁場分布、地磁場分布地磁的北極在地理的地磁的北極在地理的 附近，附近，地磁的南極在地理的地磁的南極在地理的 附近。附近。南極南極北極北極從下圖中指南針的指向，你是如何理解地從下圖中指南針的指向，你是如何理解地理北極就是地磁南極的理北極就是地磁南極的 ?3、磁偏角、磁偏角地理兩極與地磁地理兩極與地磁兩極并不重合兩極并不重合，水平放置的磁針，水平放置的磁針N極的指向，跟向北地理子午線并不一致，其間極的指向，跟向北地理子午線并不一致，其間有一交角有一交角-磁偏角磁偏角 沈括在

10、他晚年所著的沈括在他晚年所著的夢溪筆談中，最早準確夢溪筆談中，最早準確的描述了磁偏角這一現(xiàn)象。的描述了磁偏角這一現(xiàn)象。比西方發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象早了四比西方發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象早了四百多年。百多年。4、地磁場應用、地磁場應用 目前，目前，地磁場的起源問題仍讓科學家感到困惑地磁場的起源問題仍讓科學家感到困惑?？茖W家們提出了一些不同的假設，如有的科學家科學家們提出了一些不同的假設，如有的科學家認為由地核中熔化了的金屬（鐵和鎳）的環(huán)流產(chǎn)認為由地核中熔化了的金屬（鐵和鎳）的環(huán)流產(chǎn)生了地球的磁性，但現(xiàn)在尚無法驗證。生了地球的磁性，但現(xiàn)在尚無法驗證。 宇宙中的許多天體具有磁場，且也在變化之中。宇宙中的許多天體具有磁場，且

11、也在變化之中。例如，太陽表面的黑子、耀斑和太陽風等活動都例如，太陽表面的黑子、耀斑和太陽風等活動都與太陽的磁場有關。與太陽的磁場有關。地磁場方向的改變地磁場方向的改變科學家在含有鐵質的巖石中，發(fā)現(xiàn)了歷史上地磁科學家在含有鐵質的巖石中，發(fā)現(xiàn)了歷史上地磁場方向發(fā)生改變的信息。場方向發(fā)生改變的信息。 海底的巖石是地殼下面海底的巖石是地殼下面的熔巖從海底裂縫中噴出時形成的。的熔巖從海底裂縫中噴出時形成的。在熔巖冷卻過程中，熔巖中的鐵磁性物質就會沿在熔巖冷卻過程中，熔巖中的鐵磁性物質就會沿著當時地球磁場的方向發(fā)生磁化，留下了當時地著當時地球磁場的方向發(fā)生磁化，留下了當時地磁場方向的永久記錄。由于海底的擴

12、張，遠離裂磁場方向的永久記錄。由于海底的擴張，遠離裂縫的巖石比裂縫附近的巖石更為古老。科學家在縫的巖石比裂縫附近的巖石更為古老?？茖W家在研究海底的巖石時驚奇地發(fā)現(xiàn)，不同時期巖石中研究海底的巖石時驚奇地發(fā)現(xiàn)，不同時期巖石中的磁化方向是不同的。據(jù)此，科學家斷言，地球的磁化方向是不同的。據(jù)此，科學家斷言，地球的磁場會隨時間呈現(xiàn)周期性地變換方向，如圖的磁場會隨時間呈現(xiàn)周期性地變換方向，如圖1-15所示。所示。地磁場為什么會改變地磁場為什么會改變方向？人們至今還不方向？人們至今還不知道其中的原因。知道其中的原因。生物體與磁場 許多動物自身具有識別地磁場許多動物自身具有識別地磁場的能力。白蟻、蜜蜂、鴿子、

13、鯨、的能力。白蟻、蜜蜂、鴿子、鯨、海龜、海豚等體內都含有磁性物質。海龜、海豚等體內都含有磁性物質。這些磁性物質給這些動物裝上了一種內在的指南這些磁性物質給這些動物裝上了一種內在的指南針，來幫助它們認路。例如，通過對鴿子的解剖針，來幫助它們認路。例如，通過對鴿子的解剖發(fā)現(xiàn)，其頭顱里存在著鐵磁細粒（磁性細胞），發(fā)現(xiàn)，其頭顱里存在著鐵磁細粒（磁性細胞），正是這些磁性細胞到了正是這些磁性細胞到了“指南針指南針”的導航作用。的導航作用。有的科學家提出了一種假設：地核中熔融物質的有的科學家提出了一種假設：地核中熔融物質的運動狀態(tài)的改變，也許是引起地磁場變化的原因。運動狀態(tài)的改變，也許是引起地磁場變化的原因

14、。外界的外界的“磁環(huán)境磁環(huán)境”對生物的生命活動有一定的影對生物的生命活動有一定的影響。磁場能促進動物生長，延長壽命，并影響植響。磁場能促進動物生長，延長壽命，并影響植物的生長發(fā)育、氣體的交換和吸收礦物質的能力，物的生長發(fā)育、氣體的交換和吸收礦物質的能力，以及影響細胞中物質（如細胞質）的運動。例如，以及影響細胞中物質（如細胞質）的運動。例如，在強磁場中蝌蚪的壽命延長幾天；地磁異常地區(qū)在強磁場中蝌蚪的壽命延長幾天；地磁異常地區(qū)的秋播小麥的產(chǎn)量比正常地區(qū)低等。的秋播小麥的產(chǎn)量比正常地區(qū)低等。有人做過實驗，將一塊小磁體綁在鴿子的翼下，有人做過實驗，將一塊小磁體綁在鴿子的翼下，發(fā)現(xiàn)鴿子會迷失方向。人們還

15、觀察到在無線電發(fā)發(fā)現(xiàn)鴿子會迷失方向。人們還觀察到在無線電發(fā)射臺附近，鴿子同樣辨不清方向。人們還在海豚射臺附近，鴿子同樣辨不清方向。人們還在海豚體內找到磁性物質體內找到磁性物質微小的磁鐵石，在蜜蜂的微小的磁鐵石，在蜜蜂的腹腔里也同樣發(fā)現(xiàn)了磁鐵顆粒。腹腔里也同樣發(fā)現(xiàn)了磁鐵顆粒。一、磁一、磁 場場1、在磁體的周圍存在磁場、在磁體的周圍存在磁場2、磁場的基本性質：、磁場的基本性質：磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。3、磁體間的相互作用就是通過磁場產(chǎn)生的、磁體間的相互作用就是通過磁場產(chǎn)生的4、磁場的方向、磁場的方向科學上把小磁針靜止時科學上把小磁針靜止時北極所指的方

16、向北極所指的方向規(guī)定為其所處點的磁場方向。規(guī)定為其所處點的磁場方向。在磁體周圍的不同位置，磁場方向不同。在磁體周圍的不同位置，磁場方向不同。二、磁二、磁 感感 線線1、磁感線是為了描述磁場而、磁感線是為了描述磁場而 的曲線，的曲線， 它實際上是它實際上是 的曲線。的曲線。假想的假想的 不存在不存在 2、磁體周圍的磁感線總是從磁體的、磁體周圍的磁感線總是從磁體的 出來，出來， 回到磁體回到磁體 北極北極 南極南極 3、小磁針靜止時的、小磁針靜止時的 指向為該點的磁場方向，指向為該點的磁場方向， 與該點磁感線的與該點磁感線的 方向一致。方向一致。北極北極 切線切線 4、磁感線的疏密表示磁場的、磁感

17、線的疏密表示磁場的 ，越密表示該，越密表示該 點磁場越點磁場越 。強弱強弱強強5、在磁場每一點只有、在磁場每一點只有 磁場方向，所以磁感磁場方向，所以磁感 線線 。不相交不相交一個一個三、地三、地 磁磁 場場1、什么是地磁場、什么是地磁場地球產(chǎn)生的磁場。地球產(chǎn)生的磁場。2、地磁場分布、地磁場分布地磁的北極在地理的地磁的北極在地理的 附近，附近，地磁的南極在地理的地磁的南極在地理的 附近。附近。南極南極北極北極3、磁偏角、磁偏角地理兩極與地磁地理兩極與地磁兩極并不重合兩極并不重合，其之間有，其之間有一交角一交角-磁偏角磁偏角1、畫出條形磁體和蹄形磁體周圍的磁感線、畫出條形磁體和蹄形磁體周圍的磁感

18、線分布，分析它們的磁場有什么特點，并寫分布，分析它們的磁場有什么特點，并寫出兩條以上的特點。出兩條以上的特點。、磁鐵周圍的磁感線是從、磁鐵周圍的磁感線是從N極出發(fā)，極出發(fā)， 回到回到S極的。極的。、磁極周圍的磁感線分布密集，、磁極周圍的磁感線分布密集， 表示磁場強。表示磁場強。條形磁體條形磁體、磁體中部的磁場比磁極周圍的磁場、磁體中部的磁場比磁極周圍的磁場 弱。弱。蹄形磁體蹄形磁體、磁鐵周圍的磁感線是從、磁鐵周圍的磁感線是從N極出發(fā)，極出發(fā)， 回到回到S極的。極的。、磁極周圍的磁感線分布密集，、磁極周圍的磁感線分布密集， 表示磁場強。表示磁場強。、N極和極和S極之間的空間磁感線分布極之間的空間磁感線分布 均勻，說明磁場強弱較均勻。均勻，說明磁場強弱較均勻。2、在下圖中畫出磁感線的方向，并標明磁體的、在下圖中畫出磁感線的方向，并標明磁體的N 極和極和 S 極（小磁針涂紅的一端表示極（小磁針涂紅的一端表示 N 極）極）NSNSSS3、用粗縫衣針自制一枚簡易的指南針。用一塊磁性很、用粗縫衣針