第1节 磁场和磁感线、地磁场

1、第二课时第二课时 磁场和磁感线磁场和磁感线磁磁1、磁、磁 体体 具有磁性的物体。具有磁性的物体。2、磁、磁 性性 物体能吸引物体能吸引铁、钴、镍铁、钴、镍 等物质的性质等物质的性质3、磁、磁 极极 磁体上磁性最强的部位。磁体上磁性最强的部位。指南面的一极指南面的一极-南极（南极（S极）极）指北面的一极指北面的一极-北极（北极（N极）极）4、磁体间的相互作用规律：、磁体间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引吸引5、磁、磁 化化 使原来没有磁性的物体得到磁性的过程使原来没有磁性的物体得到磁性的过程将磁体靠近小磁针，观察现象？将磁体靠近小磁针，观察现象？【

2、现象】：【现象】：当磁体接近时，小当磁体接近时，小磁针会晃动起来。磁针会晃动起来。【分析】：【分析】： 小磁针晃动，说明小磁针晃动，说明_小磁针受到小磁针受到力力的作用的作用力是怎样产生的呢？力是怎样产生的呢？【问题】：【问题】：最后静止时指向不一定是南北方向最后静止时指向不一定是南北方向。【猜想】：【猜想】： 1 1、磁体本身？、磁体本身？2 2、周围空气？、周围空气？3 3、磁体的周围存在某种物质？、磁体的周围存在某种物质？施力物体是施力物体是.？磁体没有直接接触小磁针。磁体没有直接接触小磁针。【证据】：【证据】：所以猜想所以猜想1 1、磁体、磁体小磁针在磁体靠近前空气已经存在。小磁针在磁

3、体靠近前空气已经存在。所以猜想所以猜想2 2、周围空气、周围空气-不成立。不成立。-也不成立。也不成立。小磁针在木块或塑料块附近，指针指小磁针在木块或塑料块附近，指针指向不发生改变。向不发生改变。拿开磁体，小磁针静止后又恢复原来拿开磁体，小磁针静止后又恢复原来的南北指向的南北指向所以猜想所以猜想3 3成立成立在磁体和小磁针之间放一张白纸，指在磁体和小磁针之间放一张白纸，指针指向仍发生改变。针指向仍发生改变。我们把它叫做我们把它叫做 。【初步结论】：【初步结论】：磁磁 场场磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质。磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质。它它对放入其中的磁体会产生力的作用。对放入其中的

4、磁体会产生力的作用。一、磁一、磁 场场磁场看不见、但确实存在，你有什么方磁场看不见、但确实存在，你有什么方法证明磁场的存在？法证明磁场的存在？1、在磁体的周围存在磁场、在磁体的周围存在磁场电流看不见，但它可以使灯丝发光。电流看不见，但它可以使灯丝发光。磁场也看不见，但它对磁体有力的作用。磁场也看不见，但它对磁体有力的作用。2、磁场的基本性质：、磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。小磁针是一个很好的探测磁场的工具。小磁针是一个很好的探测磁场的工具。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究3、磁体间的相互作、磁体间的相互作用

5、力就用力就是通过磁是通过磁场而实现的场而实现的4、磁场的方向、磁场的方向在玻璃板放一根条形磁体，把几只小磁针放在玻璃板放一根条形磁体，把几只小磁针放在磁体周围不同地方，观察小磁针的指向？在磁体周围不同地方，观察小磁针的指向？【结论】【结论】 在磁体周围的不同位置，磁场方向不同在磁体周围的不同位置，磁场方向不同Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究科学上把小磁针科学上把小磁针静止静止时时北极所指的方向北极所指的方向规定为其所处点的磁场方向。规定为其所处点的磁场方向。磁体周围的磁场看不见，摸不着，如何磁体周围的磁场看不见，摸不着，如何认识、研究它呢？认识、研究它呢？在有机玻璃板

6、上均匀地撒上细铁屑，分别在有机玻璃板上均匀地撒上细铁屑，分别放在条形磁体和蹄形磁体上，轻敲玻璃板，放在条形磁体和蹄形磁体上，轻敲玻璃板，观察细铁屑的分布情况。观察细铁屑的分布情况。细铁屑在磁场里被磁化，成了一些很小的磁针细铁屑在磁场里被磁化，成了一些很小的磁针带箭头的曲线带箭头的曲线依照铁屑排列情况，画出一些来依照铁屑排列情况，画出一些来模拟磁体周围的磁场。模拟磁体周围的磁场。所以磁体周围所以磁体周围细铁屑的排列分布细铁屑的排列分布形象化地表示出形象化地表示出了磁体周围存在的了磁体周围存在的磁场磁场。为了形象地描述磁体周围的磁场，英国物理学家为了形象地描述磁体周围的磁场，英国物理学家法拉第法拉

7、第首先引入了首先引入了磁感线磁感线这一模型：这一模型：二、磁二、磁 感感 线线1、磁感线是为了描述磁场而、磁感线是为了描述磁场而 的曲线，的曲线， 它实际上是它实际上是 的曲线。的曲线。假想的假想的 不存在不存在 2、磁体周围的磁感线总是从磁体的、磁体周围的磁感线总是从磁体的 出来，出来， 回到磁体回到磁体 北极北极 南极南极 3、小磁针静止时、小磁针静止时 所指方向为该点的磁场方所指方向为该点的磁场方向，与该点磁感线的向，与该点磁感线的 方向一致。方向一致。北极北极 切线切线 4、磁感线的疏密表示磁场的、磁感线的疏密表示磁场的 ，越密表示该，越密表示该 点磁场越点磁场越 。强弱强弱强强5、磁

8、场中任何一点都只有、磁场中任何一点都只有 磁场方向，所以磁磁场方向，所以磁感线感线 。不相交不相交一个一个Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究各种形状的磁感线各种形状的磁感线条形磁体磁感线条形磁体磁感线蹄形磁体磁感线蹄形磁体磁感线异名磁体间磁感线异名磁体间磁感线同名磁体间磁感线同名磁体间磁感线Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究画出小磁针在各点中的指向画出小磁针在各点中的指向abdcefCopyright 2004-2015 版权所有

9、盗版必究悬挂的小磁针为何悬挂的小磁针为何总是指向南北方向？总是指向南北方向？我们可以这样推断：我们可以这样推断：小磁针总小磁针总是有一极是有一极指向北方指向北方? ?地球表面一地球表面一定有指向北定有指向北方的磁场方的磁场? ?这磁场可这磁场可能来自于能来自于地球本身地球本身地球可能是地球可能是一个磁体一个磁体? ?Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究三、地三、地 磁磁 场场1、什么是地磁场、什么是地磁场地球产生的磁场。地球产生的磁场。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究2、地磁场分布、地磁场

10、分布地磁的北极在地理的地磁的北极在地理的 附近，附近，地磁的南极在地理的地磁的南极在地理的 附近。附近。南极南极北极北极从下图中指南针的指向，从下图中指南针的指向，说说明地磁场的分布明地磁场的分布地球的地理南地球的地理南北极与地磁南北极与地磁南北极不重合北极不重合Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究3、磁偏角、磁偏角地理两极与地磁地理两极与地磁两极两极并不重合并不重合，水平放置的磁针，水平放置的磁针N极的指向，跟向北地理子午线并不一致，其间极的指向，跟向北地理子午线并不一致，其间有一交角有一交角-磁偏角磁偏角 沈括在他晚年所著的沈括在他晚年所著的梦溪笔谈中，最早准确梦溪笔

11、谈中，最早准确的描述了磁偏角这一现象。的描述了磁偏角这一现象。比西方发现这一现象早了四比西方发现这一现象早了四百多年。百多年。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究4、地磁场应用、地磁场应用 目前，目前，地磁场的起源问题仍让科学家感到困地磁场的起源问题仍让科学家感到困惑惑。科学家们提出了一些不同的假设，如有的科。科学家们提出了一些不同的假设，如有的科学家认为由地核中熔化了的金属（铁和镍）的环学家认为由地核中熔化了的金属（铁和镍）的环流产生了地球的磁性，但现在尚无法验证。流产生了地球的磁性，但现在尚无法验证。 宇宙中的许多天体具有磁场，且也在变化之宇宙中的许多天体具有磁场，且

12、也在变化之中。例如，太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活中。例如，太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳的磁场有关。动都与太阳的磁场有关。地磁场方向的改变地磁场方向的改变科学家在含有铁质的岩石中，发现了历史上地磁科学家在含有铁质的岩石中，发现了历史上地磁场方向发生改变的信息。场方向发生改变的信息。 海底的岩石是地壳下面海底的岩石是地壳下面的熔岩从海底裂缝中喷出时形成的。的熔岩从海底裂缝中喷出时形成的。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究在熔岩冷却过程中，熔岩中的铁磁性物质就会沿在熔岩冷却过程中，熔岩中的铁磁性物质就会沿着当时地球磁场的方向发生磁化，留下了当时地着当时地球磁

13、场的方向发生磁化，留下了当时地磁场方向的永久记录。由于海底的扩张，远离裂磁场方向的永久记录。由于海底的扩张，远离裂缝的岩石比裂缝附近的岩石更为古老。科学家在缝的岩石比裂缝附近的岩石更为古老。科学家在研究海底的岩石时惊奇地发现，不同时期岩石中研究海底的岩石时惊奇地发现，不同时期岩石中的磁化方向是不同的。据此，科学家断言，地球的磁化方向是不同的。据此，科学家断言，地球的磁场会随时间呈现周期性地变换方向，如图的磁场会随时间呈现周期性地变换方向，如图1-15所示。所示。地磁场为什么会改变地磁场为什么会改变方向？人们至今还不方向？人们至今还不知道其中的原因。知道其中的原因。Copyright 2004-

14、2015 版权所有 盗版必究生物体与磁场 许多动物自身具有识别地磁场许多动物自身具有识别地磁场的能力。白蚁、蜜蜂、鸽子、鲸、的能力。白蚁、蜜蜂、鸽子、鲸、海龟、海豚等体内都含有磁性物质。海龟、海豚等体内都含有磁性物质。这些磁性物质给这些动物装上了一种内在的指南这些磁性物质给这些动物装上了一种内在的指南针，来帮助它们认路。例如，通过对鸽子的解剖针，来帮助它们认路。例如，通过对鸽子的解剖发现，其头颅里存在着铁磁细粒（磁性细胞），发现，其头颅里存在着铁磁细粒（磁性细胞），正是这些磁性细胞到了正是这些磁性细胞到了“指南针指南针”的导航作用。的导航作用。有的科学家提出了一种假设：地核中熔融物质的有的科学

15、家提出了一种假设：地核中熔融物质的运动状态的改变，也许是引起地磁场变化的原因。运动状态的改变，也许是引起地磁场变化的原因。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究外界的外界的“磁环境磁环境”对生物的生命活动有一定的影对生物的生命活动有一定的影响。磁场能促进动物生长，延长寿命，并影响植响。磁场能促进动物生长，延长寿命，并影响植物的生长发育、气体的交换和吸收矿物质的能力，物的生长发育、气体的交换和吸收矿物质的能力，以及影响细胞中物质（如细胞质）的运动。例如，以及影响细胞中物质（如细胞质）的运动。例如，在强磁场中蝌蚪的寿命延长几天；地磁异常地区在强磁场中蝌蚪的寿命延长几天；地磁异常

16、地区的秋播小麦的产量比正常地区低等。的秋播小麦的产量比正常地区低等。有人做过实验，将一块小磁体绑在鸽子的翼下，有人做过实验，将一块小磁体绑在鸽子的翼下，发现鸽子会迷失方向。人们还观察到在无线电发发现鸽子会迷失方向。人们还观察到在无线电发射台附近，鸽子同样辨不清方向。人们还在海豚射台附近，鸽子同样辨不清方向。人们还在海豚体内找到磁性物质体内找到磁性物质微小的磁铁石，在蜜蜂的微小的磁铁石，在蜜蜂的腹腔里也同样发现了磁铁颗粒。腹腔里也同样发现了磁铁颗粒。一、磁一、磁 场场1、在磁体的周围存在磁场、在磁体的周围存在磁场2、磁场的基本性质：、磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁场对放入

17、其中的磁体产生磁力的作用。3、磁体间的相互作用就是通过磁场产生的、磁体间的相互作用就是通过磁场产生的4、磁场的方向、磁场的方向科学上把小磁针静止时科学上把小磁针静止时北极所指的方向北极所指的方向规定为其所处点的磁场方向。规定为其所处点的磁场方向。在磁体周围的不同位置，磁场方向不同。在磁体周围的不同位置，磁场方向不同。二、磁二、磁 感感 线线1、磁感线是为了描述磁场而、磁感线是为了描述磁场而 的曲线，的曲线， 它实际上是它实际上是 的曲线。的曲线。假想的假想的 不存在不存在 2、磁体周围的磁感线总是从磁体的、磁体周围的磁感线总是从磁体的 出来，出来， 回到磁体回到磁体 北极北极 南极南极 3、小

18、磁针静止时的、小磁针静止时的 指向为该点的磁场方向，指向为该点的磁场方向，与该点磁感线的与该点磁感线的 方向一致。方向一致。北极北极 切线切线 4、磁感线的疏密表示磁场的、磁感线的疏密表示磁场的 ，越密表示该，越密表示该 点磁场越点磁场越 。强弱强弱强强5、在磁场每一点只有、在磁场每一点只有 磁场方向，所以磁感磁场方向，所以磁感 线线 。不相交不相交一个一个Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究三、地三、地 磁磁 场场1、什么是地磁场、什么是地磁场地球产生的磁场。地球产生的磁场。2、地磁场分布、地磁场分布地磁的北极在地理的地磁的北极在地理的 附近，附近，地磁的南极在地理的地磁的南极在地理的 附近。附近。南极南极北极北极3、磁偏角、磁偏角地理两极与地磁地理两极与地磁两极并不重合两极并不重合，其之间有，其之间有一交角一交角-磁偏角磁偏角1、画出条形磁体和蹄形磁体周围的磁感线、画出条形磁体和蹄形磁体周围的磁感线分布，分析它们的磁场有什么特点，并写分布，分析它们的磁场有什么特点，并写出两条以上的特点。出两条以上的特点。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究、磁铁周围的磁感线是从、磁铁周围的磁感线是从N极出发，极出发， 回到回到S极的。极的。、磁极周围的磁感线分布密集，、磁极周围的磁感线分布密集， 表示磁场强。表示磁场强。