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16.1 永磁体的磁场
第十六章 磁场 电磁铁
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
磁体
磁场
描述磁场—磁感线
地磁场
形形色色的磁性材料
知识点
磁体
知1－讲
1
1. 磁体 具有磁性的物体叫做磁体。磁体又分为天然磁体和人造磁体，能够长期保存磁性的磁体叫做永磁体。
知1－讲
2. 磁性 磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，这种性质叫做磁性。磁体各部分的磁性强弱是否相同？
实验操作 实验现象 实验分析 实验结论
取一些铁屑平铺到一张白纸上，把条形磁体放在上面再拿起 磁体两端吸引铁屑最多，中间几乎没有吸引铁屑 两端吸引铁屑多，磁性强；中间吸引铁屑少，磁性弱 条形磁体：两端磁性最强，中间磁性最弱
知1－讲
方法点拨
转换法：把磁性的有无、强弱转换为磁性的作用效果，即通过吸引铁屑的多少来体现。
知1－讲
知识链接
司南是我国早期的指南针，也是世界上最早的磁性指向工具。
公元12 世纪初，我国就将指南针用于航海了。指南针的发明，推动了世界航海事业的发展。
知1－讲
3. 磁极 磁体的两端磁性最强，叫做磁极。每一个磁体都有两个磁极。磁体两极是否相同呢？
实验操作 (1)取一条形磁体，左、右两边分别用白、黑颜色的纸包上；用一细线将磁体从中间挂起，多次拨动磁体，观察磁体静止时的指向；
(2)将一小磁针放在水平桌面的支架上，用手拨动小磁针，使其旋转，观察小磁针静止时的指向
知1－讲
实验现象 条形磁体和小磁针每次静止时，总是一端指南、一端指北
实验结论 能够自由转动的磁体静止时，总是一端指南，一端指北；指南的一端是磁体的南(S)极；指北的一端是磁体的北(N)极。
续表
地理的南极。
地理的北极。
知1－讲
思想方法
“规定法”得出物理概念。
(1)本节体现：能够自由转动的磁体，将静止时指南的那个磁极规定为南(S) 极。
(2)温故知新：电流的方向，也用到规定法。把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
知1－讲
4. 磁极间的相互作用规律
实验图示
实验操作 将两个磁体的相同磁极靠近 将两个磁体的不同磁极靠近
实验现象 两磁极相互远离 两磁极相互靠近
实验结论 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
知1－讲
5. 磁化 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
实验现象 现象描述 现象分析
用条形磁铁接触大头针，被吸引的大头针又能吸引其他大头针 被条形磁铁吸引的大头针也具有了磁性，所以能够吸引其他大头针
物体被磁化后靠近该磁极的那一端与该磁极为异名磁极。
知1－讲
6. 去磁 不断敲击或放在火焰上加热已被磁化的铁钉，铁钉就会失去磁性，这个过程称为“去磁”。
知1－讲
知识拓展
磁化的两种方法：
①接触或靠近磁体；
②用磁体的一极沿同一方向反复摩擦。
知1－练
例 1
一个外形为正方体的强磁铁，为了探究该磁铁的磁极分布提出下列几种猜想，其中肯定错误的猜想是(　　)
知1－练
解题秘方：任何一个磁体都有两个磁极，而且在磁体的两
端。没有一个磁极的磁体，也没有三个及三个以上磁极的磁体。
答案：B
解析：图B中左端是N极，右端是N极，中间是S极，不符合一个磁体具有两个磁极的要求。
知1－练
1. 如图所示， 两根完全相同的铁棒A和B，如图甲所示放置时，B被吸住掉不下来； 如图乙所示放置时，A不能被吸住而掉下来。此现象说明( )
A. A、B都是磁体
B. A、B都不是磁体
C. A是磁体，B不是磁体
D. A不是磁体，B是磁体
D
知1－练
如图1 所示，小容在课后用磁体、硬卡片和缝衣针自制了两个指南针，把两个指南针放入水中漂浮，两个指南针的N极和S极靠近时(　　)
A. 会相互吸引
B. 会相互排斥
C. 不吸引也不排斥
D. 先吸引后排斥
例 2
知1－练
解题秘方：磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
答案：A
知1－练
2. 如图是一款悬浮式无线蓝牙音箱，工作时可使箱体悬在空中，这是根据________________的原理实现的悬浮。
同名磁极相互排斥
知2－讲
知识点
磁场
2
现象
现象描述 小磁针的N 极被手持磁体的S 极吸引 小磁针的N 极被手持磁体的N 极排斥 纸上均匀分布的铁屑，由于条形磁体的靠近而改变分布情况
知2－讲
续表
现象 分析 ①②图中小磁针与手持磁体没有接触，但受到手持磁体的力的作用；③图中周围的部分铁屑与条形磁体没有接触，但受到条形磁体的力的作用。说明条形磁体周围有一种看不见摸不着的物质，这种物质可以对周围的磁体产生磁力的作用 对比①②两图，小磁针的N 极受到力的方向不同 条形磁体周围的铁屑分布疏密不同，说明在不同位置，铁屑受到力的大小不同
知2－讲
1. 磁场 磁体周围存在着一种看不见的物质，这种物质叫做磁场。
2. 磁场的性质 磁场对放入其中的磁体具有力的作用。
3. 磁场的方向 磁场是有方向的，人们把小磁针在磁场中静止时N 极所指的方向，规定为这一点的磁场方向。
说明：磁场虽然看不见、摸不着，但是是一种客观真实存在的物质。
磁体间的相互作用和磁化现象都是通过磁场发生的。
知2－讲
4. 用铁屑显示磁体周围磁场的分布
将铁屑均匀地撒在玻璃板上，再将玻璃板放置在磁体上方，然后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布。实验中，铁屑在磁场中被磁化，铁屑相当于一个个小磁针，它们在磁场作用下形成了不同的分布，这些铁屑的分布显示了磁体周围的磁场分布状
况。一些磁体周围的
铁屑分布，如图2所示。
知2－讲
思想方法
类比法理解磁场(图3)：
为了帮助我们建立磁场的概念，我们可
以按照如下顺序进行三个实验。
实验一：直接用手去碰触小磁针，小磁
针转动，这是手给小磁针力的作用。
实验二：用嘴去吹小磁针，小磁针转动，这时，嘴和小磁针没有接触，这是因为气流起到了一个媒介的作用，气流给小磁针一个力的作用。
知2－讲
实验三：将条形磁体靠近小磁针，我们发现小磁针再次动了起来，此时，条形磁体和小磁针仍没有接触，因此，我们断定，在小磁针和条形磁体之间必定存在某种媒介，这就是磁场。
知2－练
下列关于磁场的说法，不正确的是(　　)
A. 磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
B. 磁场看不见、摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在
C. 磁场对放入其中的物体一定会产生力的作用
D. 能自由转动的小磁针静止时N极指向为该点的磁场方向
例 3
知2－练
解析：磁体间的吸引或排斥作用都是通过磁场来完成的；
磁场是看不见、摸不着的，但对放入其中的磁体有力的作用，故可通过小磁针感知它的存在；磁场对放入其中的磁性物质会产生力的作用；能自由转动的小磁针静止时N 极所指方向为该点的磁场方向。
答案：C
知2－练
3. 如图所示，在探究条形磁铁外部磁场的分布和方向实验中，为了知道在条形磁铁附近M点的磁场方向，请你写出具体做法和判断方法。
解：在M点处放一个小磁针，静止时，小磁针北极所指方向就是M点的磁场方向。
知3－讲
知识点
描述磁场——磁感线
3
图示 磁感线的引出过程
在条形磁体周围的不同位置，小磁针静止时，北极指示的方向不同。说明不同位置的磁场方向不同
知3－讲
续表
图示 磁感线的引出过程
为了形象地描述磁场，可以在磁体周围放许多小磁针。这些小磁针在磁场的作用下会有规则地排列起来，某点的小磁针静止时的北极指向，就是该点的磁场方向
知3－讲
续表
图示 磁感线的引出过程
在条形磁体上面放一块有机玻璃，在玻璃上均匀地撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑有规则地排列起来
知3－讲
1. 磁感线 为了形象地表示磁场，我们仿照铁屑在磁场中的分布图形，画出一条条带有箭头的曲线，这样的曲线叫做磁感线。
知3－讲
思想方法
模型法：借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原型的性质和规律。通俗地说即是通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造,事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等)将物理问题实际化。例如：研究磁场时引入了磁感线来描述磁场，用光线表示光的传播路径和方向，用力的示意图来表示力的三要素等。
知3－讲
2. 磁感线的性质
(1)磁体外部的磁感线是从磁体的N极出来，回到磁体的S极。
(2)磁体外面磁感线上的箭头方向是由N极指向S极。磁感线上各点的切线方向，也是放在该点小磁针静止时N极的指向，也是该点的磁场方向。
知3－讲
(3)磁感线分布越密的地方，其磁场越强；磁感线分布越疏的地方，其磁场越弱。
(4)磁感线分布是立体的，不是平面的。
(5)磁感线不能相交。
若相交，则在交点处就会有两个切线方向，即两个磁场方向。而小磁针在该交点静止时N极的指向只有一个。
知3－讲
解释说明
磁场与磁感线
为了帮助人们想象磁场在空间的分布情况，科学家借助磁感线来形象地描述磁场，磁感线是假想的物理模型，实际上是不存在的；而磁场是客观真实存在的物质。
知3－讲
3. 磁感线分布图(图4)
知3－练
如图5是条形磁铁的磁场分布，下列说
法正确的是( )
A. a 点和b 点的磁场强弱相同
B. 置于a 点的小磁针静止时N 极指向右侧
C. 条形磁铁左端为N 极
D. 置于b 点的小磁针静止时S 极指向左侧
例 4
知3－练
解析：磁体周围，越靠近磁极其磁感线越密集，磁场越强，所以b点的磁场比a点的强，故A错误；在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，所以该条形磁铁的右端为N极，故C错误；小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向，所以将一小磁针置于a点，静止时N极指向左侧，置于b点的小磁针静止时S极指向左侧，故B错误，D 正确。
答案：D
知3－练
4. 甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据如图所示的小磁针静止时的指向和磁感线的分布可知( )
A. 甲、乙是异名磁极
B. 两个磁体周围的磁场是由磁感线组成的
C. 甲、乙都是S 极
D. 甲、乙都是N 极
D
知4－讲
知识点
地磁场
4
1. 地磁场 地球是一个巨大的天然磁体，地球周围的磁场叫做地磁场。地磁场的磁感线分布如图6 所示。
知4－讲
2. 地磁两极和地理两极的关系 地磁的北极在地理的南极附近；地磁的南极在地理的北极附近。
3. 指南针指南北是地磁场作用的缘故。
知4－讲
特别提醒
因为地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合，存在磁偏角(我国宋代学者沈括是世界上最早注意到这一现象的人)，所以指南针不是指向地理的正南和正北方向。
知4－练
司南是我国早期的指南针。小科将条形磁铁置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”(如图7 所示)。下列说法正确的是(　　)
A.“司南”静止时勺柄指南，标为N极
B.“司南”能指南北是受地磁场的作用
C.“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D.“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关
例 5
知4－练
解题秘方：“司南”指南北是因为受到地磁场的作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；磁体对铁磁性物质具有吸引的作用。
知4－练
解析：“司南”静止时勺柄指南，就是南极，为S极；“司南”能指南北是因为受到地磁场的作用；“司南”实质上是一个条形磁铁，若将纸盘换成铁盘，则会由于铁盘的吸引作用而无法指南北；“司南”勺内磁体的S 极在勺柄端，与地磁场的N极相互吸引，“司南”勺柄指向南方，因此才具有指南北的性质，则“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向有关。
答案: B
知4－练
5. 20世纪60 年代，细菌学家发现趋磁细菌，将磁体置于细菌附近，细菌向磁体的N 极运动，如图所示。由此可见，在海洋中，地磁场将驱使这种细菌运动的方向为(　　)
A. 由南向北
B. 由北向南
C. 由西向东
D. 由东向西
B
知5－讲
知识点
形形色色的磁性材料
5
1. 分类 磁性材料按磁化后去磁的难易程度分为软磁材料和硬磁材料。
(1)软磁材料：磁化后容易失去磁性的物质。常见的金属软磁材料有软铁、硅钢、镍铁合金等。
(2)硬磁材料：磁化后不容易失去磁性的物质。常见的金属硬磁材料有碳钢、钨钢、铝镍钴合金等。天然磁石也是硬磁材料。
知5－讲
2. 应用 除天然磁石以外，人们还制造出了各种磁性材料。如今，磁性材料多种多样，它们越来越多地应用到生产生活的方方面面。
(1)软磁材料适用于需要反复磁化的场合，例如可以用来制造天线磁棒、磁头、计算机的记忆元器件，以及变压器、交流电机的铁芯等。
(2)硬磁材料适合制造永磁体，广泛应用于磁记录，如购物卡、银行卡上的磁条、计算机硬盘内部盘片表面的磁粉等。
知5－讲
知识拓展
磁性材料按性质分为金属磁性材料和非金属磁性材料两类，前者主要有电工钢、镍铁合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料。
永磁体的磁场
磁场
定义
基本性质
描述
磁感线
几个相关概念
磁体、磁性、磁极、磁化
地磁场
概念、分布规律

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