第1節(jié) 磁場(chǎng)和磁感線、地磁場(chǎng)

1、第二課時(shí)第二課時(shí) 磁場(chǎng)和磁感線磁場(chǎng)和磁感線1、什么是磁體、磁性？、什么是磁體、磁性？2、磁體的特點(diǎn)是什么？、磁體的特點(diǎn)是什么？3、磁體間的作用規(guī)律如何？、磁體間的作用規(guī)律如何？4、小磁針為什么能指方向？、小磁針為什么能指方向？5、知道指南針為什么會(huì)指南北嗎？、知道指南針為什么會(huì)指南北嗎？將磁體靠近小磁針，觀察現(xiàn)象？將磁體靠近小磁針，觀察現(xiàn)象？【現(xiàn)象】：【現(xiàn)象】：當(dāng)磁體接近時(shí)，小當(dāng)磁體接近時(shí)，小磁針會(huì)晃動(dòng)起來(lái)。磁針會(huì)晃動(dòng)起來(lái)?！痉治觥浚骸痉治觥浚盒〈裴樆蝿?dòng)，說(shuō)明小磁針晃動(dòng)，說(shuō)明 。小磁針受到力的作用小磁針受到力的作用力是怎樣產(chǎn)生的呢？力是怎樣產(chǎn)生的呢？【問(wèn)題】：【問(wèn)題】：最后靜止時(shí)指向不一定是南

2、北方向最后靜止時(shí)指向不一定是南北方向?！静孪搿浚骸静孪搿浚?1 1、磁體本身？、磁體本身？2 2、周圍空氣？、周圍空氣？3 3、磁體的周圍存在某種物質(zhì)？、磁體的周圍存在某種物質(zhì)？施力物體是施力物體是.？磁體沒(méi)有直接接觸小磁針。磁體沒(méi)有直接接觸小磁針。【證據(jù)】：【證據(jù)】：所以猜想所以猜想1 1、磁體、磁體小磁針在磁體靠近前空氣已經(jīng)存在。小磁針在磁體靠近前空氣已經(jīng)存在。所以猜想所以猜想2 2、周圍空氣、周圍空氣-不成立。不成立。-也不成立。也不成立。小磁針在木塊或塑料塊附近，指針指小磁針在木塊或塑料塊附近，指針指向不發(fā)生改變。向不發(fā)生改變。拿開(kāi)磁體，小磁針靜止后又恢復(fù)原來(lái)拿開(kāi)磁體，小磁針靜止后又恢

3、復(fù)原來(lái)的指向。的指向。所以猜想所以猜想3 3成立。成立。在磁體和小磁針之間放一張白紙，指在磁體和小磁針之間放一張白紙，指針指向仍發(fā)生改變。針指向仍發(fā)生改變。我們把它叫做我們把它叫做 ?！境醪浇Y(jié)論】：【初步結(jié)論】：磁磁 場(chǎng)場(chǎng)磁體周圍存在一種看不見(jiàn)、摸不著的磁體周圍存在一種看不見(jiàn)、摸不著的物質(zhì)物質(zhì)。對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。一、磁一、磁 場(chǎng)場(chǎng)磁場(chǎng)看不見(jiàn)、但確實(shí)存在，你有什么方法磁場(chǎng)看不見(jiàn)、但確實(shí)存在，你有什么方法證明磁場(chǎng)的存在？證明磁場(chǎng)的存在？1、在磁體的周圍存在磁場(chǎng)、在磁體的周圍存在磁場(chǎng)電流看不見(jiàn)，但它可以使燈絲發(fā)光。電流看不見(jiàn)，但它可以使燈絲發(fā)光。磁場(chǎng)也看不見(jiàn)

4、，但它對(duì)磁體有力的作用。磁場(chǎng)也看不見(jiàn)，但它對(duì)磁體有力的作用。2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。小磁針是一個(gè)很好的探測(cè)磁場(chǎng)的工具。小磁針是一個(gè)很好的探測(cè)磁場(chǎng)的工具。3、磁體間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的、磁體間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的4、磁場(chǎng)的方向、磁場(chǎng)的方向在玻璃板放一根條形磁體，把幾只小磁針?lè)旁诓ＡО宸乓桓鶙l形磁體，把幾只小磁針?lè)旁诖朋w周圍不同地方，觀察小磁針的指向？在磁體周圍不同地方，觀察小磁針的指向？【結(jié)論】：【結(jié)論】： 在磁體周圍的不同位置，磁場(chǎng)方向不同。在磁體周圍的不同位置，磁場(chǎng)方向不同?？茖W(xué)上把小磁針靜

5、止時(shí)科學(xué)上把小磁針靜止時(shí)北極所指的方向北極所指的方向規(guī)定為其所處點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。規(guī)定為其所處點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。磁體周圍的磁場(chǎng)看不見(jiàn)，摸不著，如何認(rèn)識(shí)、磁體周圍的磁場(chǎng)看不見(jiàn)，摸不著，如何認(rèn)識(shí)、研究它呢？研究它呢？在有機(jī)玻璃板上均勻地撒上細(xì)鐵屑，分別在有機(jī)玻璃板上均勻地撒上細(xì)鐵屑，分別放在條形磁體和蹄形磁體上，輕敲玻璃板，放在條形磁體和蹄形磁體上，輕敲玻璃板，觀察細(xì)鐵屑的分布情況。觀察細(xì)鐵屑的分布情況。細(xì)鐵屑在磁場(chǎng)里被磁化，成了一些很小的磁針。細(xì)鐵屑在磁場(chǎng)里被磁化，成了一些很小的磁針。所以磁體周圍所以磁體周圍細(xì)鐵屑的排列分布細(xì)鐵屑的排列分布形象化地表示出形象化地表示出了磁體周圍存在的了磁體周圍存在的磁場(chǎng)

6、磁場(chǎng)。為了形象地描述磁體周圍的磁場(chǎng)，英國(guó)物理學(xué)家為了形象地描述磁體周圍的磁場(chǎng)，英國(guó)物理學(xué)家法拉第法拉第首先引入了首先引入了磁感線磁感線這一模型：這一模型：帶箭頭的帶箭頭的虛虛曲線曲線依照鐵屑排列情況，畫(huà)出一些來(lái)依照鐵屑排列情況，畫(huà)出一些來(lái)模擬磁體周圍的磁場(chǎng)。模擬磁體周圍的磁場(chǎng)。二、磁二、磁 感感 線線1、磁感線是為了描述磁場(chǎng)而、磁感線是為了描述磁場(chǎng)而 的曲線，的曲線， 它實(shí)際上是它實(shí)際上是 的曲線。的曲線。假想的假想的 不存在不存在 2、磁體周圍的磁感線總是從磁體的、磁體周圍的磁感線總是從磁體的 出來(lái)，出來(lái)， 回到磁體回到磁體 北極北極 南極南極 3、小磁針靜止時(shí)的、小磁針靜止時(shí)的 指向?yàn)樵擖c(diǎn)

7、的磁場(chǎng)方向，指向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向， 與該點(diǎn)磁感線的與該點(diǎn)磁感線的 方向一致。方向一致。北極北極 切線切線 4、磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的、磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的 ，越密表示該，越密表示該 點(diǎn)磁場(chǎng)越點(diǎn)磁場(chǎng)越 。強(qiáng)弱強(qiáng)弱強(qiáng)強(qiáng)5、在磁場(chǎng)每一點(diǎn)只有、在磁場(chǎng)每一點(diǎn)只有 磁場(chǎng)方向，所以磁感磁場(chǎng)方向，所以磁感 線線 。不相交不相交一個(gè)一個(gè)1.先將一個(gè)磁鐵的極和另一先將一個(gè)磁鐵的極和另一個(gè)磁鐵的極在鐵屑中沾一個(gè)磁鐵的極在鐵屑中沾一下，再將兩極靠近。下，再將兩極靠近。2.把兩個(gè)磁鐵拉開(kāi)一點(diǎn)距離，把兩個(gè)磁鐵拉開(kāi)一點(diǎn)距離，鐵屑竟懸浮在空氣中了。鐵屑竟懸浮在空氣中了。3.再將磁鐵的兩個(gè)極在鐵再將磁鐵的兩個(gè)極在鐵屑中沾一下

8、。這次，兩極上屑中沾一下。這次，兩極上的鐵屑彎曲著，相互遠(yuǎn)離。的鐵屑彎曲著，相互遠(yuǎn)離。你能解釋嗎你能解釋嗎? ?各種形狀的磁感線各種形狀的磁感線條形磁體磁感線條形磁體磁感線蹄形磁體磁感線蹄形磁體磁感線異名磁體間磁感線異名磁體間磁感線同名磁體間磁感線同名磁體間磁感線畫(huà)出小磁針在各點(diǎn)中的指向畫(huà)出小磁針在各點(diǎn)中的指向abdcef懸掛的小磁針為何懸掛的小磁針為何總是指向南北方向？總是指向南北方向？我們可以這樣推斷：我們可以這樣推斷：小磁針總小磁針總是有一極是有一極指向北方指向北方? ?地球表面一地球表面一定有指向北定有指向北方的磁場(chǎng)方的磁場(chǎng)? ?這磁場(chǎng)可這磁場(chǎng)可能來(lái)自于能來(lái)自于地球本身地球本身地球可能

9、是地球可能是一個(gè)磁體一個(gè)磁體? ?三、地三、地 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)1、什么是地磁場(chǎng)、什么是地磁場(chǎng)地球產(chǎn)生的磁場(chǎng)。地球產(chǎn)生的磁場(chǎng)。2、地磁場(chǎng)分布、地磁場(chǎng)分布地磁的北極在地理的地磁的北極在地理的 附近，附近，地磁的南極在地理的地磁的南極在地理的 附近。附近。南極南極北極北極從下圖中指南針的指向，你是如何理解地從下圖中指南針的指向，你是如何理解地理北極就是地磁南極的理北極就是地磁南極的 ?3、磁偏角、磁偏角地理兩極與地磁地理兩極與地磁兩極并不重合兩極并不重合，水平放置的磁針，水平放置的磁針N極的指向，跟向北地理子午線并不一致，其間極的指向，跟向北地理子午線并不一致，其間有一交角有一交角-磁偏角磁偏角 沈括在

10、他晚年所著的沈括在他晚年所著的夢(mèng)溪筆談中，最早準(zhǔn)確夢(mèng)溪筆談中，最早準(zhǔn)確的描述了磁偏角這一現(xiàn)象。的描述了磁偏角這一現(xiàn)象。比西方發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象早了四比西方發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象早了四百多年。百多年。4、地磁場(chǎng)應(yīng)用、地磁場(chǎng)應(yīng)用 目前，目前，地磁場(chǎng)的起源問(wèn)題仍讓科學(xué)家感到困惑地磁場(chǎng)的起源問(wèn)題仍讓科學(xué)家感到困惑。科學(xué)家們提出了一些不同的假設(shè)，如有的科學(xué)家科學(xué)家們提出了一些不同的假設(shè)，如有的科學(xué)家認(rèn)為由地核中熔化了的金屬（鐵和鎳）的環(huán)流產(chǎn)認(rèn)為由地核中熔化了的金屬（鐵和鎳）的環(huán)流產(chǎn)生了地球的磁性，但現(xiàn)在尚無(wú)法驗(yàn)證。生了地球的磁性，但現(xiàn)在尚無(wú)法驗(yàn)證。 宇宙中的許多天體具有磁場(chǎng)，且也在變化之中。宇宙中的許多天體具有磁場(chǎng)，且

11、也在變化之中。例如，太陽(yáng)表面的黑子、耀斑和太陽(yáng)風(fēng)等活動(dòng)都例如，太陽(yáng)表面的黑子、耀斑和太陽(yáng)風(fēng)等活動(dòng)都與太陽(yáng)的磁場(chǎng)有關(guān)。與太陽(yáng)的磁場(chǎng)有關(guān)。地磁場(chǎng)方向的改變地磁場(chǎng)方向的改變科學(xué)家在含有鐵質(zhì)的巖石中，發(fā)現(xiàn)了歷史上地磁科學(xué)家在含有鐵質(zhì)的巖石中，發(fā)現(xiàn)了歷史上地磁場(chǎng)方向發(fā)生改變的信息。場(chǎng)方向發(fā)生改變的信息。 海底的巖石是地殼下面海底的巖石是地殼下面的熔巖從海底裂縫中噴出時(shí)形成的。的熔巖從海底裂縫中噴出時(shí)形成的。在熔巖冷卻過(guò)程中，熔巖中的鐵磁性物質(zhì)就會(huì)沿在熔巖冷卻過(guò)程中，熔巖中的鐵磁性物質(zhì)就會(huì)沿著當(dāng)時(shí)地球磁場(chǎng)的方向發(fā)生磁化，留下了當(dāng)時(shí)地著當(dāng)時(shí)地球磁場(chǎng)的方向發(fā)生磁化，留下了當(dāng)時(shí)地磁場(chǎng)方向的永久記錄。由于海底的擴(kuò)

12、張，遠(yuǎn)離裂磁場(chǎng)方向的永久記錄。由于海底的擴(kuò)張，遠(yuǎn)離裂縫的巖石比裂縫附近的巖石更為古老。科學(xué)家在縫的巖石比裂縫附近的巖石更為古老。科學(xué)家在研究海底的巖石時(shí)驚奇地發(fā)現(xiàn)，不同時(shí)期巖石中研究海底的巖石時(shí)驚奇地發(fā)現(xiàn)，不同時(shí)期巖石中的磁化方向是不同的。據(jù)此，科學(xué)家斷言，地球的磁化方向是不同的。據(jù)此，科學(xué)家斷言，地球的磁場(chǎng)會(huì)隨時(shí)間呈現(xiàn)周期性地變換方向，如圖的磁場(chǎng)會(huì)隨時(shí)間呈現(xiàn)周期性地變換方向，如圖1-15所示。所示。地磁場(chǎng)為什么會(huì)改變地磁場(chǎng)為什么會(huì)改變方向？人們至今還不方向？人們至今還不知道其中的原因。知道其中的原因。生物體與磁場(chǎng) 許多動(dòng)物自身具有識(shí)別地磁場(chǎng)許多動(dòng)物自身具有識(shí)別地磁場(chǎng)的能力。白蟻、蜜蜂、鴿子、

13、鯨、的能力。白蟻、蜜蜂、鴿子、鯨、海龜、海豚等體內(nèi)都含有磁性物質(zhì)。海龜、海豚等體內(nèi)都含有磁性物質(zhì)。這些磁性物質(zhì)給這些動(dòng)物裝上了一種內(nèi)在的指南這些磁性物質(zhì)給這些動(dòng)物裝上了一種內(nèi)在的指南針，來(lái)幫助它們認(rèn)路。例如，通過(guò)對(duì)鴿子的解剖針，來(lái)幫助它們認(rèn)路。例如，通過(guò)對(duì)鴿子的解剖發(fā)現(xiàn)，其頭顱里存在著鐵磁細(xì)粒（磁性細(xì)胞），發(fā)現(xiàn)，其頭顱里存在著鐵磁細(xì)粒（磁性細(xì)胞），正是這些磁性細(xì)胞到了正是這些磁性細(xì)胞到了“指南針指南針”的導(dǎo)航作用。的導(dǎo)航作用。有的科學(xué)家提出了一種假設(shè)：地核中熔融物質(zhì)的有的科學(xué)家提出了一種假設(shè)：地核中熔融物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，也許是引起地磁場(chǎng)變化的原因。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，也許是引起地磁場(chǎng)變化的原因

14、。外界的外界的“磁環(huán)境磁環(huán)境”對(duì)生物的生命活動(dòng)有一定的影對(duì)生物的生命活動(dòng)有一定的影響。磁場(chǎng)能促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，延長(zhǎng)壽命，并影響植響。磁場(chǎng)能促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，延長(zhǎng)壽命，并影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育、氣體的交換和吸收礦物質(zhì)的能力，物的生長(zhǎng)發(fā)育、氣體的交換和吸收礦物質(zhì)的能力，以及影響細(xì)胞中物質(zhì)（如細(xì)胞質(zhì)）的運(yùn)動(dòng)。例如，以及影響細(xì)胞中物質(zhì)（如細(xì)胞質(zhì)）的運(yùn)動(dòng)。例如，在強(qiáng)磁場(chǎng)中蝌蚪的壽命延長(zhǎng)幾天；地磁異常地區(qū)在強(qiáng)磁場(chǎng)中蝌蚪的壽命延長(zhǎng)幾天；地磁異常地區(qū)的秋播小麥的產(chǎn)量比正常地區(qū)低等。的秋播小麥的產(chǎn)量比正常地區(qū)低等。有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，將一塊小磁體綁在鴿子的翼下，有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，將一塊小磁體綁在鴿子的翼下，發(fā)現(xiàn)鴿子會(huì)迷失方向。人們還

15、觀察到在無(wú)線電發(fā)發(fā)現(xiàn)鴿子會(huì)迷失方向。人們還觀察到在無(wú)線電發(fā)射臺(tái)附近，鴿子同樣辨不清方向。人們還在海豚射臺(tái)附近，鴿子同樣辨不清方向。人們還在海豚體內(nèi)找到磁性物質(zhì)體內(nèi)找到磁性物質(zhì)微小的磁鐵石，在蜜蜂的微小的磁鐵石，在蜜蜂的腹腔里也同樣發(fā)現(xiàn)了磁鐵顆粒。腹腔里也同樣發(fā)現(xiàn)了磁鐵顆粒。一、磁一、磁 場(chǎng)場(chǎng)1、在磁體的周圍存在磁場(chǎng)、在磁體的周圍存在磁場(chǎng)2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。3、磁體間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的、磁體間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的4、磁場(chǎng)的方向、磁場(chǎng)的方向科學(xué)上把小磁針靜止時(shí)科學(xué)上把小磁針靜止時(shí)北極所指的方

16、向北極所指的方向規(guī)定為其所處點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。規(guī)定為其所處點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。在磁體周圍的不同位置，磁場(chǎng)方向不同。在磁體周圍的不同位置，磁場(chǎng)方向不同。二、磁二、磁 感感 線線1、磁感線是為了描述磁場(chǎng)而、磁感線是為了描述磁場(chǎng)而 的曲線，的曲線， 它實(shí)際上是它實(shí)際上是 的曲線。的曲線。假想的假想的 不存在不存在 2、磁體周圍的磁感線總是從磁體的、磁體周圍的磁感線總是從磁體的 出來(lái)，出來(lái)， 回到磁體回到磁體 北極北極 南極南極 3、小磁針靜止時(shí)的、小磁針靜止時(shí)的 指向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向，指向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向， 與該點(diǎn)磁感線的與該點(diǎn)磁感線的 方向一致。方向一致。北極北極 切線切線 4、磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的、磁感

17、線的疏密表示磁場(chǎng)的 ，越密表示該，越密表示該 點(diǎn)磁場(chǎng)越點(diǎn)磁場(chǎng)越 。強(qiáng)弱強(qiáng)弱強(qiáng)強(qiáng)5、在磁場(chǎng)每一點(diǎn)只有、在磁場(chǎng)每一點(diǎn)只有 磁場(chǎng)方向，所以磁感磁場(chǎng)方向，所以磁感 線線 。不相交不相交一個(gè)一個(gè)三、地三、地 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)1、什么是地磁場(chǎng)、什么是地磁場(chǎng)地球產(chǎn)生的磁場(chǎng)。地球產(chǎn)生的磁場(chǎng)。2、地磁場(chǎng)分布、地磁場(chǎng)分布地磁的北極在地理的地磁的北極在地理的 附近，附近，地磁的南極在地理的地磁的南極在地理的 附近。附近。南極南極北極北極3、磁偏角、磁偏角地理兩極與地磁地理兩極與地磁兩極并不重合兩極并不重合，其之間有，其之間有一交角一交角-磁偏角磁偏角1、畫(huà)出條形磁體和蹄形磁體周圍的磁感線、畫(huà)出條形磁體和蹄形磁體周圍的磁感

18、線分布，分析它們的磁場(chǎng)有什么特點(diǎn)，并寫(xiě)分布，分析它們的磁場(chǎng)有什么特點(diǎn)，并寫(xiě)出兩條以上的特點(diǎn)。出兩條以上的特點(diǎn)。、磁鐵周圍的磁感線是從、磁鐵周圍的磁感線是從N極出發(fā)，極出發(fā)， 回到回到S極的。極的。、磁極周圍的磁感線分布密集，、磁極周圍的磁感線分布密集， 表示磁場(chǎng)強(qiáng)。表示磁場(chǎng)強(qiáng)。條形磁體條形磁體、磁體中部的磁場(chǎng)比磁極周圍的磁場(chǎng)、磁體中部的磁場(chǎng)比磁極周圍的磁場(chǎng) 弱。弱。蹄形磁體蹄形磁體、磁鐵周圍的磁感線是從、磁鐵周圍的磁感線是從N極出發(fā)，極出發(fā)， 回到回到S極的。極的。、磁極周圍的磁感線分布密集，、磁極周圍的磁感線分布密集， 表示磁場(chǎng)強(qiáng)。表示磁場(chǎng)強(qiáng)。、N極和極和S極之間的空間磁感線分布極之間的空間磁感線分布 均勻，說(shuō)明磁場(chǎng)強(qiáng)弱較均勻。均勻，說(shuō)明磁場(chǎng)強(qiáng)弱較均勻。2、在下圖中畫(huà)出磁感線的方向，并標(biāo)明磁體的、在下圖中畫(huà)出磁感線的方向，并標(biāo)明磁體的N 極和極和 S 極（小磁針涂紅的一端表示極（小磁針涂紅的一端表示 N 極）極）NSNSSS3、用粗縫衣針自制一枚簡(jiǎn)易的指南針。用一塊磁性很、用粗縫衣針