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第十六章　电和磁
第一节　磁体与磁场
预习清单
1.物理学中,将能够吸引___________等物质的性质称为磁性,具有磁性的物体叫作________。
2.磁体上磁性最强的部位称为_______。磁体有两个磁极,即________与________ 。
3.磁体周围存在着一种看不见、摸不着,但能使磁针偏转的物质,这种物质称为______。
铁、钴、镍
磁体
磁极
北(N)极
南(S)极
磁场
4.磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生___的作用。磁体之间通过磁场相互作用,同名磁极_________,异名磁极_________ 。在物理学中,把小磁针在某处静止时N极所指的方向规定为该点______的方向。
预习清单
力
相互排斥
相互吸引
磁场
预习清单
5.______________________________________的过程叫作磁化。铁被磁化后,磁性极易______;而钢被磁化后,磁性能够________。
6.如果按照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针____极的指向画出一些________的曲线,就可以形象地描述磁场。物理学中把这样的曲线叫作________。
使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性
消失
长期保留
N
带箭头
磁感线
预习清单
7.地球本身就是一个巨大的_______,其周围空间存在的磁场称为________。指南针能指示南北是因为受到________的作用。地磁N极在地理________,地磁S极在地理________。
8.指南针是________的一种简单仪器。
磁体
地磁场
地磁场
南极附近
北极附近
指示方向
课程导入
在地球南北极的高纬度地区,人们常常可以看到一种奇异的自然现象。巨大的天幕似乎被染上了各种颜色,这些颜色还会不断变化,耀人眼目,科学家把这种现象叫作极光。你知道美丽的极光的发生与地球的磁场有怎样的关系吗
任务一：认识磁体
磁体和磁极
实验一：用磁体的一端分别靠近铁片、钢锯片、硬币、铜螺母、大头针和玻璃片。
现象一：通过实验发现磁体能够吸引铁片、钢锯片、硬币和大头针;不能吸引铜螺母和玻璃片。
任务一：认识磁体
实验二：把铁屑均匀地撒在一张白纸上,将条形磁体或蹄形磁体平放在铁屑中,然后用手轻轻将磁体提起,并轻轻抖动,观察磁体两端及中间部位吸引铁屑的多少。
现象二：发现磁体两端附近吸引的铁屑最多,而中间部位几乎不吸引铁屑。
任务一：认识磁体
实验三：用细线吊起一个小条形磁体,使它在水平面内自由转动,发现小磁体静止的时候,大致停在南北方向上。
任务一：认识磁体
归纳总结：
(1)磁性与磁体：物理学中,将能够吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性,具有磁性的物体叫作磁体。
(2)磁极：磁体的两端磁性最强,中间部位几乎没有磁性。磁体上磁性最强的部位称为磁极。每个磁体有两个磁极。可在水平面内自由转动的条形磁体,静止时指向南方的那个磁极叫作南极(S极),指向北方的那个磁极叫作北极(N极)。
任务一：认识磁体
任务一：认识磁体
任务一：认识磁体
演示实验：
磁极间相互作用的规律是“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”。
任务一：认识磁体
早在2000多年前的春秋时期,我们的祖先就发现了磁矿石。现在,人们多利用钢或某些合金及人工合成材料,根据需要来制作各种形状的磁体。例如,实验室常见的有条形磁体、蹄形磁体、环形磁体、磁针等都是人造磁体。
任务一：认识磁体
人造磁体是怎么得到的呢
演示1：用磁体吸引一根铁钉,铁钉在磁体的作用下具有了磁性,能够吸引一些大头针。当铁钉离开磁体后,大头针掉落,说明铁钉获得磁性后,其磁性不能长时间保留。
任务一：认识磁体
演示2：当磁体离开钢棒后,钢棒依然可以吸引大头针,说明钢棒获得磁性后,其磁性能长时间保留。
使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性的过程叫作磁化。
任务一：认识磁体
判断物体是否具有磁性的方法：
(1)根据磁体的吸铁性判断。让被测物体靠近铁类物质(如铁屑),如果该物体能够吸引铁类物质,则说明该物体具有磁性;如果不能吸引,则说明该物体没有磁性。
(2)根据磁体的指向性判断。将被测物体用细线吊起,若静止时总是指向南北方向,说明该物体具有磁性;如果方向不稳定或无特定指向,则说明该物体没有磁性。
任务一：认识磁体
(3)根据磁极间相互作用的规律判断。将被测物体的一端分别靠近静止的小磁针的两极,如果发现一端发生排斥现象,另一端发生吸引现象,则说明该物体具有磁性;如果与小磁针的
两极均表现为吸引,则说明该物体没有磁性。
任务一：认识磁体
注意：在利用磁极间相互作用的规律判断两物体是否具有磁性时,应把握“斥定吸不定”的原则。如果两者之间存在排斥现象,可以断定两者均有磁性;如果存在吸引,则不能确定是一个物体有磁性还是两个物体均有磁性。
任务一：认识磁体
电现象和磁现象的区别
任务二：磁场
在磁体周围存在着一种人眼看不到的物质,它虽然看不见、摸不到,但确实是实际存在的,我们可以根据它对放入其中的小磁针产生的力的作用来认识它。
磁场有怎样的特点呢
演示实验：在一个静止不动的小磁针周围放一块条形磁体,观察现象。
任务二：磁场
小磁针的偏转方向发生了改变,说明条形磁体的磁场对小磁针产生了力的作用。
磁场对放入其中的磁体产生了力的作用,这就是磁场的基本性质。
任务二：磁场
利用磁场的基本性质,我们可以判断某一空间内是否存在磁场。将小磁针放到某一空间内并改变其开始的指向,如果它的指针方向始终指向原来的方向,则说明该空间内没有磁场;如果它的指针方向发生了改变,则说明该空间内一定存在磁场。
任务二：磁场
磁场对放入其中的小磁针产生了力的作用,那么这个力有固定的方向吗
演示实验：将小磁针放置在条形磁体的周围,观察现象。
在磁场中的某点,把不同的小磁针放到该点处,发现磁场对小磁针的作用力方向都是一致的,这个力使得小磁针的N极与S极的受力方向正好相反。在物理学中,把小磁针在某处静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。
任务二：磁场
磁场中各个不同位置的磁场方向一样吗 对小磁针产生的力的大小一样吗
演示并讲解：移动一个小磁针,观察它的指向变化,但一个太少,不容易看清整体的情况。我们可以在磁体周围撒上碎铁屑,这些铁屑被磁化后,就相当于一个个的小磁针,这些小磁针在磁场的作用下会沿一定的方向排列,这些方向就是小磁针在磁场中的受力方向,铁屑多的地方表示磁力作用强,铁屑少的地方表示磁力作用弱。所以,铁屑的分布及排列就表示了磁场的分布情况。
任务二：磁场
条形磁体的同名磁极和异名磁极间铁屑的分布有什么不同呢
总结：条形磁体同名磁极间铁屑分布稀疏,呈向两侧散开的形状;异名磁极间铁屑分布紧密,形成一条沿着两磁极连线方向的密集带。这种铁屑分布的不同直观地反映了“同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引”的特性。
任务二：磁场
可以看出,这些铁屑的分布很有规律(好像排列成许多条曲线),为了研究方便,我们怎样把这些铁屑的分布情况描绘下来呢
任务二：磁场
(1)为了形象地描述磁场,在物理学中,如果按照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向用一些带箭头的曲线把磁场的分布情况描述下来,这些曲线就是磁感线。
(2)磁感线上任一点的切线方向就是磁场方向。
(3)根据铁屑的分布,画出条形磁体和蹄形磁体的磁感线。
任务二：磁场
在磁体外部,磁感线都是从北(N)极出发,回到南(S)极。
任务二：磁场
温馨提示：
(1)磁感线只是帮助我们描述磁场的假想曲线,实际并不存在。
(2)磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体的南极,可以在每一条磁感线上画一箭头来表示方向。
任务二：磁场
(3)靠近磁极的地方磁感线密集,远离磁极的地方磁感线稀疏。
(4)磁感线是闭合曲线,任何两条磁感线都不能相交,在磁体内部,磁感线从磁体的南极指向北极。
(5)磁体周围都充满磁感线,但不可能都画出,一般要对称地画一些。
任务二：磁场
总结：
(1)磁体周围是否存在磁场与其周围是否放入磁体无关。
(2)磁体周围的磁场是真实存在的,是一种物质;磁感线只是为方便、形象地描述磁场而引入的,并非真实存在,只是一种描述方式。
(3)磁感线是研究磁场时建立的物理模型,模型法是一种常用的物理学研究方法,可以使抽象的理论形象化。
任务二：磁场
(4)磁场和磁感线的异同点(如下表所示)。
任务二：磁场
(5)五种基本磁场的磁感线(如图所示)。
任务三：地球的磁场
问题1：为什么指南针能指南北
地球周围存在着磁场———地磁场,地磁场使小磁针指南北。地磁场的形状跟条形磁体的磁场很相似。
问题2：地理的两极和地磁的两极一致吗
地理的两极和地磁的两极并不重合。地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,所以小磁针南极指南、北极指北(并不是正南和正北)。
任务三：地球的磁场
归纳总结:
(1)地磁场与条形磁体的磁场相似,其磁感线的分布也是不均匀的。两极磁感线较密,磁感线遍布地球周围的整个空间。
任务三：地球的磁场
(2)磁偏角:地球这个巨大的磁体有两个磁极,分别称为地磁南极(S极)和地磁北极(N极)。地磁的两极和地理的两极并不重合,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,它们之间有一个偏差角度,我们称之为磁偏角。我国宋代学者沈括第一个发现了磁偏角。
任务三：地球的磁场
任务三：地球的磁场
(3)地磁场的利用:
①行军、航海需要利用地磁场对指南针的作用来定向。
②鸽子、海龟是利用地磁场来导航的。
核心总结
1.磁现象
(1)磁体具有能吸引铁、钴、镍等物质的性质。
(2)磁体上磁性最强的部位称为磁极。
(3)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。
(4)使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性的过程叫作磁化。
核心总结
2.磁场
(1)磁体的周围存在着一种看不见、摸不着的物质,人们将其称为磁场。
(2)磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用。
(3)在物理学中,把小磁针在某处静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。
核心总结
3.磁感线
(1)磁感线可以表示磁体周围的磁场分布情况。在磁体的外部,它总是从磁体的N极发出,最后回到S极。
(2)磁感线上任一点的切线方向,就是该点磁场的方向。
(3)磁感线的疏密反映了磁场的强弱。
(4)磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线,实际上并不存在。
核心总结
4.地磁场
(1)地球周围空间存在的磁场叫作地磁场。
(2)地磁的两极与地理的两极相反并且有一个偏差角度,称之为磁偏角。
1.如图所示,根据小磁针静止时在蹄形磁体的磁场中的指向,可以知道该蹄形磁体的极性是 ( )
A.A端是N极,B端是S极
B.A端是S极,B端是N极
C.A、B两端极性可能相同
D.不知磁感线,故无法断定
课堂评价
B
2.指南针是我国古代的四大发明之一,有关指南针和地磁场的说法中正确的是 ( )
A.指南针静止时指示南北方向,是因为指南针受到地磁场的作用
B.指南针静止时南极指向地理北极
C.如果地磁场消失,指南针还能指示南北方向
D.信鸽是靠绑在身上的小磁体来实现导航的
课堂评价
A
3.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是 ( )
①磁场看不见、摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在；②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线；③磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针的N极决定的；④地磁场的磁感线是从地球南极附近出发回到北极附近的
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
课堂评价
A
4.如图所示,当悬挂的A、B、C三个钢棒互相靠近时,会出现图中的现象,则 ( )
A.A、B棒有磁性,C棒没有磁性
B.A棒没有磁性,B、C棒有磁性
C.A棒可能有磁性也可能没有磁性,B、C棒有磁性
D.A、C棒有磁性,B棒可能有磁性也可能没有磁性
课堂评价
C
5.在地球表面的某位置,发现能自由转动的小磁针静止时,S极竖直并向下,则该位置是地理______附近。
课堂评价
南极

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