物理選修1-1-21指南針與遠(yuǎn)洋航海

1、1與導(dǎo)體通電時(shí)發(fā)熱有關(guān)的因素與導(dǎo)體通電時(shí)發(fā)熱有關(guān)的因素 電阻、電流、通電時(shí)間電阻、電流、通電時(shí)間2焦耳定律焦耳定律=I2Rt或或U2t/R3熱功率熱功率/t=I2R或或2/R4熱功率與電功率的區(qū)別熱功率與電功率的區(qū)別 電流熱效應(yīng)的應(yīng)用電流熱效應(yīng)的應(yīng)用白熾燈、電動(dòng)機(jī)、電熱水器、電飯鍋、電白熾燈、電動(dòng)機(jī)、電熱水器、電飯鍋、電熨斗等等。熨斗等等。知識(shí)回顧知識(shí)回顧導(dǎo)入新課茫茫大海、一望無茫茫大海、一望無際、洪濤接天、巨浪如際、洪濤接天、巨浪如山。遠(yuǎn)航的船只怎樣掌山。遠(yuǎn)航的船只怎樣掌握航向，順利抵達(dá)目的握航向，順利抵達(dá)目的地呢？用地呢？用指南針導(dǎo)航、指南針導(dǎo)航、用尾舵掌握航向、有效用尾舵掌握航向、有效地

2、利用風(fēng)力地利用風(fēng)力、是古代遠(yuǎn)、是古代遠(yuǎn)洋航海的三大必要條件。洋航海的三大必要條件。最早的磁性指向器最早的磁性指向器司南司南，它由青銅，它由青銅盤和磁石琢磨的勺組成，磁勺頭位磁體的北盤和磁石琢磨的勺組成，磁勺頭位磁體的北極，尾為南極，磁勺放置在盤的中心，受地極，尾為南極，磁勺放置在盤的中心，受地磁作用，勺尾指向南方。磁作用，勺尾指向南方。我國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象、運(yùn)用磁場(chǎng)的國(guó)家之我國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象、運(yùn)用磁場(chǎng)的國(guó)家之一，指南針的發(fā)明為世界航海做出了貢獻(xiàn)。現(xiàn)在，一，指南針的發(fā)明為世界航海做出了貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在，磁已更廣泛地運(yùn)用在我們的生活中。（如音響、磁已更廣泛地運(yùn)用在我們的生活中。（如音響、電話機(jī)、磁卡、

3、磁盤等等）電話機(jī)、磁卡、磁盤等等）持羅盤者（宋俑）持羅盤者（宋俑）藝術(shù)作品在不經(jīng)意間記錄了藝術(shù)作品在不經(jīng)意間記錄了科技史實(shí)科技史實(shí)一鄭和下西洋一鄭和下西洋明永樂三年（明永樂三年（1405年）的一天，江蘇太倉(cāng)年）的一天，江蘇太倉(cāng)城外劉家港的港灣里，一支龐大的船隊(duì)正準(zhǔn)備城外劉家港的港灣里，一支龐大的船隊(duì)正準(zhǔn)備起錨遠(yuǎn)航。起錨遠(yuǎn)航。統(tǒng)率船隊(duì)的是鄭和，下西洋的寶船上裝備統(tǒng)率船隊(duì)的是鄭和，下西洋的寶船上裝備著羅盤，導(dǎo)航時(shí)兼用羅盤和觀星，二者互相補(bǔ)著羅盤，導(dǎo)航時(shí)兼用羅盤和觀星，二者互相補(bǔ)充、互相修正。充、互相修正?！皩氈垠w勢(shì)巍然，寶舟體勢(shì)巍然，巨無匹敵，棚巨無匹敵，棚帆錨舵，非二帆錨舵，非二三百人莫能舉三百

4、人莫能舉動(dòng)。動(dòng)?！?4051433年間，鄭和先后年間，鄭和先后七次下西洋七次下西洋。他率領(lǐng)當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的遠(yuǎn)洋船隊(duì)，先后他率領(lǐng)當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的遠(yuǎn)洋船隊(duì)，先后到達(dá)了亞洲、非洲的三十幾個(gè)國(guó)家。到達(dá)了亞洲、非洲的三十幾個(gè)國(guó)家。鄭和曾到達(dá)過鄭和曾到達(dá)過爪哇、蘇門爪哇、蘇門答臘、蘇祿、答臘、蘇祿、 彭亨、真臘、古彭亨、真臘、古里、暹羅、阿丹、天方、左法里、暹羅、阿丹、天方、左法爾、忽魯謨斯、木骨都束爾、忽魯謨斯、木骨都束等三等三十多個(gè)國(guó)家，最遠(yuǎn)曾達(dá)十多個(gè)國(guó)家，最遠(yuǎn)曾達(dá)非洲東非洲東岸，紅海、麥加岸，紅海、麥加，并有可能到，并有可能到過過澳大利亞澳大利亞 。明清時(shí)期，我國(guó)海道針經(jīng)明清時(shí)期，我國(guó)海道針經(jīng)一

5、類書籍流傳到國(guó)外，現(xiàn)在英一類書籍流傳到國(guó)外，現(xiàn)在英國(guó)牛津大學(xué)圖書館仍然藏有我國(guó)牛津大學(xué)圖書館仍然藏有我國(guó)國(guó)16世紀(jì)末和世紀(jì)末和17世紀(jì)有關(guān)航海世紀(jì)有關(guān)航海的書籍。的書籍。意義：鄭和鄭和“下西洋下西洋”也是世界航海史上偉大的壯也是世界航海史上偉大的壯舉。鄭和下西洋產(chǎn)生的影響是多方面的。它開拓舉。鄭和下西洋產(chǎn)生的影響是多方面的。它開拓了我國(guó)在南沙群島、印度洋沿岸國(guó)家的了我國(guó)在南沙群島、印度洋沿岸國(guó)家的海外市場(chǎng)海外市場(chǎng)，刺激了我國(guó)的商品生產(chǎn)刺激了我國(guó)的商品生產(chǎn)，特別是絲綢和瓷器生產(chǎn)，特別是絲綢和瓷器生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)當(dāng)時(shí)的發(fā)展，對(duì)當(dāng)時(shí)我國(guó)資本主義因素的增長(zhǎng)我國(guó)資本主義因素的增長(zhǎng)有一定有一定的推動(dòng)作用。鄭

6、和的幾次航行開辟了從中國(guó)到紅的推動(dòng)作用。鄭和的幾次航行開辟了從中國(guó)到紅海、非洲東海岸的航道，海、非洲東海岸的航道，繪制了航海地圖繪制了航海地圖，總結(jié)，總結(jié)了當(dāng)時(shí)的航海技術(shù)和航海地理知識(shí)，對(duì)了當(dāng)時(shí)的航海技術(shù)和航海地理知識(shí)，對(duì)溝通東西溝通東西方海路交通方海路交通做出了重大貢獻(xiàn)。做出了重大貢獻(xiàn)。針路圖針路圖二歐洲人的遠(yuǎn)航探險(xiǎn)二歐洲人的遠(yuǎn)航探險(xiǎn)我國(guó)發(fā)明的指南針傳到了歐洲和亞洲的許多國(guó)我國(guó)發(fā)明的指南針傳到了歐洲和亞洲的許多國(guó)家，推動(dòng)了世界航海事業(yè)的發(fā)展，使得近代歐洲的家，推動(dòng)了世界航海事業(yè)的發(fā)展，使得近代歐洲的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)用指南針（羅盤）導(dǎo)航成為可能。遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)用指南針（羅盤）導(dǎo)航成為可能。早期航海者使用的羅

7、盤早期航海者使用的羅盤意大利航海家哥倫布意大利航海家哥倫布（Colombo，約，約1451-1506）在西班牙王室的支）在西班牙王室的支持下進(jìn)行了遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)，持下進(jìn)行了遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)，1492年年10月月12日到達(dá)了巴日到達(dá)了巴哈馬群島。在這次遠(yuǎn)航中，哈馬群島。在這次遠(yuǎn)航中，哥倫布觀測(cè)到了哥倫布觀測(cè)到了磁偏角磁偏角（中國(guó)的沈括早他（中國(guó)的沈括早他400多多年已經(jīng)觀測(cè)到磁偏角）。年已經(jīng)觀測(cè)到磁偏角）。麥哲倫（麥哲倫（Magellan，F(xiàn)erdinand），葡萄牙著名航），葡萄牙著名航海家和探險(xiǎn)家，先后為葡萄海家和探險(xiǎn)家，先后為葡萄牙（牙（15051512）和西班牙）和西班牙（15191521）作航海探險(xiǎn)

8、。）作航海探險(xiǎn)。從西班牙出發(fā)，繞過南美洲，從西班牙出發(fā)，繞過南美洲，發(fā)現(xiàn)麥哲倫海峽，然后橫渡發(fā)現(xiàn)麥哲倫海峽，然后橫渡太平洋。雖在菲律賓被殺，太平洋。雖在菲律賓被殺，他的船只繼續(xù)西航回到西班他的船只繼續(xù)西航回到西班牙，完成第一次環(huán)球航行。牙，完成第一次環(huán)球航行。被認(rèn)為是第個(gè)環(huán)球航行的被認(rèn)為是第個(gè)環(huán)球航行的人。人。 三磁場(chǎng)三磁場(chǎng)1磁場(chǎng)磁場(chǎng)（1）磁場(chǎng)：）磁場(chǎng)：磁體周圍存在磁場(chǎng)磁體周圍存在磁場(chǎng)（2）磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：）磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)磁體有力的作對(duì)磁體有力的作用磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫用磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極。磁極。同名磁極相斥同名磁極相斥 ，異名磁極相吸。，異名磁極相吸。（3）作用過程：）作用過程

9、：通過磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。磁體是通過磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。磁體是通過磁場(chǎng)對(duì)鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場(chǎng)和通過磁場(chǎng)對(duì)鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是電場(chǎng)一樣，是物質(zhì)存在的另一種形式，是客客觀存在觀存在。（4）磁場(chǎng)的方向：）磁場(chǎng)的方向：規(guī)定小磁針北極受規(guī)定小磁針北極受力的方向，也即小磁針靜止時(shí)力的方向，也即小磁針靜止時(shí)北極所指的方北極所指的方向向，就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。，就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 2磁感線磁感線（1）定義：）定義：在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線,在這些曲線在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相上，每一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同

10、。這樣的曲線叫同。這樣的曲線叫磁感線磁感線。磁感線的疏密表示磁感線的疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱磁場(chǎng)強(qiáng)弱。（2）目的：）目的：為形象地描述磁場(chǎng)而人為引入的為形象地描述磁場(chǎng)而人為引入的假想曲線假想曲線條形磁體磁感線模擬圖條形磁體磁感線模擬圖蹄形磁體磁感線模擬圖蹄形磁體磁感線模擬圖（3）磁感線特點(diǎn)：）磁感線特點(diǎn)：a磁感線某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁磁感線某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向；場(chǎng)方向；b磁感線的疏密可以反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱；磁感線的疏密可以反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱；c磁感線是封閉曲線；磁感線是封閉曲線；d任何兩條磁感線都不相交。任何兩條磁感線都不相交。磁感線方向磁感線方向外部：從外部：從N極到極到S極極內(nèi)部：從內(nèi)部：

11、從S極到極到N極極（4）靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線與磁感線的異同）靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線與磁感線的異同四磁性的地球四磁性的地球1地磁場(chǎng)地磁場(chǎng)（1）發(fā)現(xiàn)：）發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)磁針能夠指向南北，磁針能夠指向南北，這實(shí)際上就是發(fā)現(xiàn)了這實(shí)際上就是發(fā)現(xiàn)了地球是一個(gè)巨大的磁地球是一個(gè)巨大的磁體。體。（2）定義：）定義：地球地球周圍空間存在的磁場(chǎng)周圍空間存在的磁場(chǎng)叫叫地磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)地磁場(chǎng)（視頻演示）（視頻演示）我們的地球我們的地球 2磁偏角磁偏角（1）定義：）定義：地球的地球的地理兩極與地磁場(chǎng)的兩地理兩極與地磁場(chǎng)的兩極并不重合，磁針并非極并不重合，磁針并非準(zhǔn)確地指南或指北，有準(zhǔn)確地指南或指北，有個(gè)夾角，個(gè)夾角，叫地磁偏角叫地磁偏角，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱磁偏角磁偏角。（2）方向：）方向：地球的地球的地理南北極與地磁場(chǎng)的地理南北極與地磁場(chǎng)的南北南北相反相反。宇宙中的許多宇宙中的許多天體天體 都具有磁場(chǎng)。月球都具有磁場(chǎng)。月球也有也有磁場(chǎng)磁場(chǎng)，但月球不象地球那樣有一個(gè)，但月