测控指导2018学年高中物理选修1-1课件：2.1 指南针与远洋航海

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一、指南针与远洋航海 1.指南针是我国的四大发明之一,被频繁用于远洋航海。明朝的 郑和先后七次下西洋;意大利航海家哥伦布、葡萄牙航海家麦哲伦 也先后进行了远洋探险。 2.用指南针导航、用尾舵掌握航向、有效地利用风力,是古代远 洋航海的三大必要条件。
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二、磁场 1.磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的相互作用都是 通过磁场发生的。磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有 力的作用。 2.物理学上规定:小磁针N极受力的方向为该点磁场的方向,磁感 线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。
电场线
意义
用来形象地描述磁 场方向和相对强弱 而假想的线
用来形象地描述电场方向和相 对强弱而假想的线
相
似 点
方向
线上某点的切线方 向为磁场方向,也是 小磁针 N 极受力的 方向
线上某点的切线方向为电场方 向,也是正电荷受静电力的方向
疏密 表示磁场强弱
表示电场强弱
特点 不同点
在空间不相交 是闭合曲线
在空间不相交(除电荷处外) 不是闭合曲线,始于正电荷或 无限远处,止于无限远处或负 电荷
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如图所示,医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器。当仪器顶 部接触金属物品时,医生将手控环内推,再拉出整条塑料管。
(1)说出这种仪器的原理。 (2)当有人不慎吞下易拉罐环,是否可用这种仪器取出来? 提示:(1)当仪器的顶部接触到金属物品时,将手控环向内推,活动 永久磁铁与仪器顶部的固定铁接触,使其磁化,固定铁具有磁性,吸 引金属物品,再拉出整条塑料管就可把金属物品取出。(2)易拉罐环 是铝制品,不能被磁铁吸引,所以不能用该仪器取出。
类型一 类型二 类型三
地球的磁场 【例3】 关于地磁场的下列说法中,正确的是( ) A.地球的地磁两极与地理两极重合 B.地球的地磁北极与地理北极重合 C.地球的地磁北极与地理南极重合 D.地球的地磁北极在地理南极附近 解析:因为指南针N极指向北方,由异名磁极相互吸引,可判断地 理上的北极附近是地磁场的南极,地理上的南极附近是地磁场的北 极。所以只有选项D正确。 答案:D 题后反思在分析地磁场问题时,可以把地磁场看作磁体,画出周围 的磁感线。
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(5)部分磁体周围磁场的磁感Fra Baidu bibliotek,如图所示。
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4.磁场方向的判断方法 (1)小磁针在磁场中北极(N极)受磁场力的方向。 (2)经过某点的磁感线的切线方向。 特别提醒磁场与电场一样是一种特殊物质,不是由实物粒子所组 成的,但具有物质的属性,如力的作用。
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二、磁感线与电场线的比较
比较项目 磁感线
类型一 类型二 类型三
题后反思①注意磁场与电场的区别;②理解磁体与磁体、磁体与
电流、电流与电流之间的作用都是通过磁场产生的。
类型一 类型二 类型三
磁感线的理解 【例2】 关于磁感线,下列说法中正确的是( ) A.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 B.磁感线总是从N极到S极 C.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 D.两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交 解析:磁感线是为了形象描绘磁场而假设一组有方向的曲线,曲 线上每一点的切线方向表示磁场的方向,曲线疏密表示磁场强弱, 所以选项C正确,选项A错误。在磁体外部磁感线从N极到S极,在磁 体内部从S极到N极,磁感线不相交,所以选项B、D错误。 答案:C 题后反思明确磁感线是为了形象地描述磁场强弱和方向而人为 引入的一种假想曲线,熟练掌握磁感线的特点。
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三、磁性的地球 1.地球相当于一个大磁体,磁体的北极(N极)在地理的南极附近, 磁体的南极(S极)在地理的北极附近。地理两极与地磁两极并不重 合,它们之间存在着一个夹角,这个角就是磁偏角。 2.火星没有地球那样的全球性的磁场,因此指南针不能在火星上 工作。
一个独立的磁针,在地磁场中静止时,是南北指向的(N极指向北), 你能由此判断出地磁场的方向吗?
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3.磁场的形象描述——磁感线 (2)当有人不慎吞下易拉罐环,是否可用这种仪器取出来? 磁场既看不见又摸不着,为了形象地描述磁场,人们引入磁感线 的概念。在磁场中人为地画出一系列的曲线,曲线的切线方向表示 该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的强弱,这一系 列曲线称为磁感线。 (1)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。 (2)磁感线在空间不能相交,因为磁场中同一点不可能有两个磁场 方向。 (3)在同一磁场中,磁感线的疏密表示磁场的强弱。 (4)磁感线是一些闭合曲线,在磁体外部,由N极指向S极,内部由S 极指向N极。
类型一 类型二 类型三
磁场的产生 【例1】 下列说法中正确的是( ) A.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的 B.电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 C.磁体与电流间的相互作用是通过电场和磁场产生的 D.磁场和电场是同一种物质 解析:磁体与磁体的相互作用,实质上是磁体在磁场中受到的力, 所以选项A正确。电流对电流的相互作用,其实质是一个电流在另 一电流产生的磁场中,受到磁场对它的作用力,所以选项B错误。磁 体与电流的相互作用,是磁体在电流产生的磁场中的受力,而不是 静电力,所以选项C错误。磁场和电场性质、本质不同,所以它们不 是同一种物质,所以选项D错误。 答案:A
类型一 类型二 类型三
触类旁通既然地球的地理两极与地磁场的南北两极并不完全重 合,那么两者的夹角称为什么呢?
答案:两者的夹角称为磁偏角。因此,在使用指南针确定南北方 向时,只有将磁偏角考虑进去,才能得出准确的结果。需要明确的 一点是,由于地球磁极的缓慢移动,磁偏角也在缓慢变化。
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3.可以将地球看成一个类似于条形磁铁的大磁体,其磁感线的分 布如图所示。在地球外部,磁场从地理南极指向地理北极;在地球 内部,磁场从地理北极指向地理南极。
特别提醒(1)在地球上不同位置,磁偏角一般是不同的。 (2)宇宙中的许多天体周围都有磁场,太阳表面的黑子、耀斑和太 阳风等活动都与太阳磁场有关。 (3)不同天体上的磁场分布特点一般是不一样的。
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特别提醒(1)从电场、磁场的概念理解两种场线的相似点:矢量 性——线的切线;强弱——线的疏密;方向的唯一性——空间任一 点场线不相交。
(2)从两种场线的区别理解两种场的区别:电场线——电荷有正 负——电场线有始终;磁感线——N、S极不可分离——磁感线闭 合。
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三、地磁场的特点 1.地球是一个巨大的磁体,地球周围存在着磁场——地磁场。 2.地磁场的南北极与地球的地理两极并不完全重合,地磁的南极 在地球的北极附近,地磁的北极在地球的南极附近。所以水平小磁 针静止时,它的指向与地理子午线(地理南北两极的连线)并不一致, 而是有一定的夹角,叫作地磁偏角,简称磁偏角。
第二章 磁场
一、指南针与远洋航海
1.了解指南针在远洋航海中的作用,理解科学技术在社会发展中 的作用,了解磁场的基础知识。
2.知道磁感线,知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场 方向。
3.了解磁感线描述条形磁体、蹄形磁体的磁场分布情况。 4.了解地理南北极与地磁南北极反向但不重合,知道磁偏角。
提示:小磁针在该位置静止时,小磁针N极的指向即为该点的磁场 方向,说明地磁场的方向是由南向北的。
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一、对磁场的认识 1.磁场的产生 磁体与电流周围存在着一种特殊物质,它能够传递磁体与磁体之 间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用,这种特殊的物 质就是磁场。 2.磁场的基本性质 对放入其中的磁体或电流有力的作用。