高中物理 第二章 第一节 指南针与远洋航海精品课件 新人教版选修11.ppt

第二章磁场 第二章磁场 第一节指南针与远洋航海 目标导航1 了解指南针在远洋航海中的作用 了解磁学的基础知识 2 知道磁感线 知道磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向 重点 难点 3 了解磁感线描述条形磁铁 蹄形磁铁的磁场分布 重点 4 了解地理南北极与地磁南北极反向并且不重合 知道磁偏角 一 郑和下西洋我国是最早在航海上使用指南针的国家 1405 1433年间 先后7次下西洋 是世界航海史上伟大的壮举 郑和 二 欧洲人的远洋探险希腊人关于大地是球形的学说 许多世纪以来为天文学家所熟知 也逐渐成为公众的信念 约1451 1506年间 意大利航海家 进行了远洋探险 观测到了磁偏角 1519年 葡萄牙航海家 开始环球探险 3年后完成了举世闻名的环球航行 哥伦布 麦哲伦 三 磁场1 磁极之间的力是通过 来传递的 磁体在空间产生 2 磁场方向 在磁场中的某一点 小磁针北极受力的方向 也就是小磁针静止时北极所指的方向 就是该点的磁场方向 磁场 磁场 3 磁感线 磁感线可以用来形象地描述各点的磁场方向 磁感线上每一点的切线方向都与该点的 方向一致 磁场 想一想1 磁感线与电场线的相同点与不同点有哪些 提示 相同点 1 都是用来描绘场的假想的曲线 2 都能描绘场的强弱和方向 3 两条电场线或磁感线都不相交 不同点 电场线起源于正电荷 或无穷远 终止于负电荷 或无穷远 而磁感线是闭合曲线 四 磁性的地球1 地球是一个大 其周围存在 2 地磁场的北极在地理 附近 地磁场的南极在地理 附近 3 地球的地理两极与地磁两极并不重合 磁针并非准确的指南或指北 其间的有一个交角称为 磁体 磁场 南极 北极 地磁偏角 想一想2 指南针为什么能指南 提示 指南针是磁性材料制成的 地球是大磁体 地磁的s极在地理的北极 地磁的n极在地理的南极 根据同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 所以指南针的s极会指向地理的南极 学案导引1 磁场的存在和基本性质是什么 2 如何用磁感线来描述磁场的强弱和方向 1 磁场 1 磁性 人们把物体能够吸引铁 钴 镍等物质的性质叫做磁性 2 磁体 具有磁性的物体叫做磁体 3 磁极 磁体上磁性最强的部分叫做磁极 一个磁体有两个磁极 分别叫南极 s极 和北极 n极 4 磁场的基本性质 对放入其中的磁体 电流有力的作用 2 磁感线 1 定义 磁感线是为了形象地描述磁场而人为画出的一组有方向的曲线 磁场中实际上并不存在磁感线 2 磁感线的特点 在磁体外部 磁感线从北极发出 进入南极 在磁体内部由南极回到北极 磁感线是闭合曲线 磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线越密的地方磁场越强 磁场方向在过该点的磁感线的切线上 磁感线不相交 不相切 也不中断 3 几种特殊磁体的磁感线分布 如图2 1 1所示 图2 1 1 特别提醒 1 磁场是客观存在的一种特殊物质 而磁感线和电场线虽然可以通过实验模拟出来 是人们为了描述磁场而假想出来的 实际上并不存在 2 两条磁感线间没有画磁感线的空白地方 并不表示那里没有磁场存在 条形磁铁上方一小磁针平衡时n极指向如图2 1 2所示 假定磁铁内部也有一小磁针 平衡时如图所示 则下列说法正确的是 图2 1 2 a 磁铁c端是n极 d端是s极b 磁铁c端是s极 d端是n极c 小磁针a端是n极 b端是s极d 小磁针a端是s极 b端是n极 思路点拨 解答本题应先根据外部小磁针的指向判断条形磁铁的磁极 再根据条形磁铁的磁感线分布判断内部小磁针的磁极 精讲精析 小磁针静止时n极的指向即为该处的磁场方向 而条形磁铁外部磁感线方向是由n极指向s极 而内部是由s极指向n极 由小磁针静止时n极所指的方向可判定磁铁d端是n极 c端是s极 磁铁内部的小磁针 由内部磁场方向可判定 a端是s极 b端是n极 答案 bd 变式训练1 2012 银川学业水平模拟 关于磁感线的下列说法中正确的是 a 磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线b 磁感线上任一点的切线方向 都跟该点磁场的方向相同c 磁感线有可能出现相交的情况 d 以上说法均不正确解析 选b 磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的曲线 并不是客观存在于磁场中的真实曲线 所以a错误 磁感线如果相交的话 那么交点处的磁场方向就有两个 这显然是不可能的 所以c错误 故选b 学案导引1 地球地理的南北极和地磁的南北极重合吗 2 地球磁场的磁感线和哪种形状的磁铁的磁感线类似 1 地球是一个巨大的磁体 地球周围存在着磁场 地磁场 2 可以将地球看成一个类似于条形磁铁的大磁体 其n极在地理南极附近 s极在地理北极附近 其磁感线的分布如图2 1 3所示 在地球外部 磁场从地球南极指向地球北极 在地球内部 磁场从地球北极指向地球南极 图2 1 3 特别提醒 1 磁偏角随地点的不同是不同的 即使同一点随着时间的演化 磁偏角也在变化 2 在赤道的正上方 磁场方向水平向北的 南北半球地磁场的方向与地球表面并不平行 关于地磁场 下列叙述正确的是 a 地球的地磁两极和地理两极重合b 我们用指南针确定方向 指南针指南的一极是指南针的北极c 地磁的北极与地理的南极重合d 地磁的北极在地理南极附近 精讲精析 地球是一个大磁体 其地磁北极 n极 在地理南极附近 地磁南极 s极 在地理北极附近 并不重合 指南针指南的一极应该是磁针的南极 s极 选项d正确 答案 d 变式训练2 下列说法正确的是 a 指南针指出的 北 不是真正的北 两者有一定的差别b 地球两极与地磁两极不重合 地磁南极在地球南极附近 地磁北极在地球北极附近c 在任何星球上都能利用指南针进行方向判断 d 我国是最早在航海上使用指南针的国家解析 选ad 因为磁偏角的存在 所以地磁南极在地球北极附近 地磁北极在地球南极附近 故a正确 b错误 火星不像地球那样有一个全球性的磁场 因此指南针不能在火星上工作 故c错 据史书记载 我国是最早在航海上使用指南针的国家 故d正确 磁场作用下的平衡问题 经典案例 如图2 1 4所示 在a b c d四幅图中 完全相同的8个磁体都处于平衡状态 且a b图中的弹簧均处于伸长状态 则四幅图中对地面压力最小的是 图2 1 4 审题指导 解答本题应把握好以下两点 1 正确选择研究对象受力 2 弄清磁场间的相互作用在平衡中的作用 解题样板 四幅图中磁铁都处于平衡状态 设每块磁铁的重力为mg 地面的支持力为fn 1 对a b图分析 以地面上的磁铁为研究对象 如图2 1 5甲 乙所示 a图中地面上的磁铁受到向上的磁场力 b图中地面上的磁铁受到向下的磁场力 图2 1 5 根据力的平衡条件 对于a图支持力fn mg f磁对于b图 fn mg f磁 2 对c d图分析 如图丙所示 根据力的平衡条件 地面的支持力fn等于总重