高中物理 2.1指南针与远洋航海课件 新人教版选修1-1

高中物理 2.1指南针与远洋航海课件 新人教版选修1-1内容摘要：

1、第二章 磁场 一、指南针与远洋航海 情景导入 课程目标 鸽子有超乎寻常的 “ 认家 ” 本领 , 即使被带出几千里路都能飞回来。 新民晚报曾报导过一则消息 :“ 上海信鸽从内蒙古放飞后 , 历经 20 余天 , 返回上海市鸽巢 ”, 信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领 , 实在令人称奇。 你知道信鸽是靠什么导航的吗 ? 为什么在暴风雨天气或者出现日食的日子 , 鸽子会迷路呢 ? 提示 : 信鸽是靠地磁场导航的 , 在暴风雨天气或者出现日食时 , 地磁场受到强干扰 , 与平时不一样 , 所以鸽子会迷路。 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 2、感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。 3 . 了解磁感线对条形磁体和蹄形磁体周围磁场情况的描述。 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 二 三 一、指南针与远洋航海 1 . 指南针是我国古代的四大发明之一 , 中国 是最早在航海上使用指南针的国家 , 后来传到欧洲和亚洲的许多国家 , 推动了世界航海事业的发展。 2 . 中国明朝的 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 , 所有这些远洋航行的成功 , 都离不开磁学知识的最初应用 指南针。 一 二 三 二、磁场 1 . 来源 : 是存在于 磁体 周 3、围的一种特殊物质 , 磁体间的相互作用是通过磁场 来实现的。 2 . 作用 : 使磁体间不必 接触 便能产生相互作用。 3 . 方向 : 物理学中规定 , 在磁场中的某一点 , 小磁针 北 极的受力方向 , 亦即小磁针 静止 时北极所指的方向 , 就是该点的磁场方向。 4 . 描述 : 可以用 磁感线 来形象地描述各点的磁场方向 , 描述时它上面每一点的 切线 方向都与该点的磁场方向一致。 一 二 三 思考 磁场看不见、摸不着 , 而磁感线却可以用实验来模拟 , 其中客观存在的是磁场还是磁感线 ? 提示 :磁场 ( 磁感线客观上是不存在的 ,是虚拟的 )。 一 二 三 三、磁性的地球 1 . 4、 地磁场 地球本身是一个 磁体 , 在其周围产生的磁场叫作地磁场。 2 . 地磁两极和地理两极的关系 地磁南极 ( S 极 ) 在地理 北极 附近 , 地磁北极 ( N 极 ) 在地理 南极 附近 , 二者并不重合。 3 . 磁偏角 由于地球的 地理 两极与 地磁 两极并不重合 , 其间有一个夹角 , 这就是地磁偏角 , 简称磁偏角。 探究 一 探究 二 探究一 对磁场的理解 问题导引 磁场存在于什么地方 ? 磁场的基本性质是什么 ? 如图所示 , 放置在条形磁铁周围的小磁针静止时 , 小磁针的指向一般不同 , 这说明了什么 ? 受此启发 , 我们能否利用一种形象化的工具描述磁场的方向 ? 提 5、示 :磁体的周围产生磁场 ,初中还学习过电流的周围也产生磁场 ;磁场最基本的性质是对放入其中的磁体产生力的作用 ;放置在条形磁铁周围的小磁针静止时 ,小磁针的指向一般不同 ,这说明磁场是具有方向的 ,我们在初中就接触过形象描述磁场的工具 磁感线。 探究 一 探究 二 名师精讲 1 . 磁场的产生 : 磁体与电流 ( 运动电荷 ) 周围存在磁场。 2 . 磁场的方向 物理学规定 , 在磁场中的某一点 , 小磁针北极的受力方向 , 也就是小磁针静止时北极所指的方向 , 就是那一点的磁场方向。 3 . 磁场的作用 : 磁场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。 4 . 磁 6、场的形象描述 磁感线 为形象地描述磁场而引入的一些有方向的曲线 , 曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 , 这样的曲线就叫作磁感线。 探究 一 探究 二 几种典型的磁感线分布 : 探究 一 探究 二 5 . 磁感线与电场线的比较 磁感线 电场线 相 似 点 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 方向 线上某点的切线方向为磁场方向 , 也是磁针 N 极受力的方向 线上某点的切线方向为电场方向 , 也是正电荷所受电场力的方向 疏密 表示磁场强弱 表示电场强弱 特点 在空间不相交 在空间不相交 ( 除电荷处外 ) 不同点 是闭合曲线 7、不是闭合曲线 , 始于正电荷或无穷远 , 止于无穷远或负电荷 探究 一 探究 二 温馨提示 磁场虽然不是由分子、原子组成的 ,但它能够对放入其中的磁体、电流产生力的作用 ,它是客观存在的 ,虽然我们看不见它 ,但可以通过很多磁现象感知它的存在 ,因此它与前面学过的电场一样 ,也是一种物质。 探究 一 探究 二 【例题 1 】 下列关于电场线和磁感线的说法正确的是 ( ) A. 二者均为假想的曲线 , 实际上并不存在 B. 实验中常用铁屑来模拟磁感线形状 , 因此磁感线是真实存在的 C. 任意两条磁感线不相交 , 电场线也是 D. 磁感线是闭合曲线 , 电场线是不闭合的 解析 :两种场线均是为形 8、象描述场而引入的 ,实际上并不存在 ,故 A 对 ;任意两条磁感线或电场线不能相交 ,否则该交点处会有两个磁场或电场方向 ,故 C 对 ;磁体外部磁感线由 N 极指向 S 极 ,内部由 S 极指向 N 极 ,故磁感线是闭合的曲线 ,而电场线始于正电荷 ,终于负电荷 ,不闭合 ,故 D 对。 故选 A 、C 、 D。 答案 : 探究 一 探究 二 题后反思 磁感线没有起点也没有终点 ,是闭合的曲线 ;静电场中的电场线不是闭合的曲线 ,始于正电荷 ( 或无穷远 ), 止于无穷远 ( 或负电荷 )。 因此 ,熟练掌握磁感线与电场线的异同点是处理此类问题的关键。 探究 一 探究 二 探究二 对地磁场的 9、理解 问题导引 磁针能够指示南北的现象说明了什么 ? 结合磁体间的相互作用规律想一下 , 地磁南、北极与地理南、北极间存在着怎样的方位关系 ? 提示 :磁针能够指示南北的现象说明地球本身就是一个磁体 ;根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的规律可知 ,地磁南极在地理北极附近 ,地磁北极在地理南极附近。 探究 一 探究 二 名师精讲 1 . 地球是一个巨大的磁体 , 地球周围存在的磁场叫地磁场。 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 10、场从地球北极指向地球南极。 地理两极与地磁两极不重合 探究 一 探究 二 3 . 磁偏角 地磁的两极跟地理的两极并不重合 , 因而磁针并非准确地指南或指北 ,其间有一个交角 , 这个交角叫作磁偏角。 4 . 宇宙中天体的磁场 地球具有磁场 , 太阳、月球也有磁场 , 宇宙中的许多天体都有磁场。 月球、火星不像地球那样有一个全球性的磁场 , 因此指南针不能在月球及火星上工作。 温馨提示 地球的磁场很弱 ,其表面的磁场比一条小条形磁铁附近的磁场弱得多。 但正是由于地磁场的保护 ,地球上的生物才得以免受宇宙射线的伤害。 探究 一 探究 二 【例题 2 】 关于地磁场的下列说法中 , 正确的是 ( ) 11、 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 答案 : D 题后反思 地磁南北极与地理南北极的方位关系是由磁极间的相互作用规律推理而来 ,切不可死记硬背。 探究 一 探究 二 触类旁通 既 然两者不重合 ,那么两者的夹角称为什么呢 ? 解析 :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 12、一点是 ,由于地球磁极的缓慢移动 ,磁偏角也在缓慢变化。 1 2 3 4 5 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 A 项正确。 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 B 项不正确。 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 ,而不是电场力 ,所以 C 项不正确。 磁场和电场性质、本质不同 13、 ,所以它们不是同一种物质 ,所以 D 项不正确。 答案 : A 1 2 3 4 5 2 . 磁场中任一点的磁场方向规定为小磁针在磁场中 ( ) A. 受磁场力的方向 B. 北极受磁场力的方向 C. 南极受磁场力的方向 D. 受磁场力作用转动的方向 解析 :磁场方向规定为小磁针 N 极的受力方向 ,即小磁针静止时 N 极的指向 ,选项 B 正确。 答案 : B 1 2 3 4 5 3 . 关于磁场 , 下列说法正确的是 ( ) A . 磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用 B . 磁场看不见、摸不着 , 实际不存在 , 是人们假想出来的一种物质 C . 磁场是客观存在的一种特殊的物 14、质形态 D . 磁场的存在与否决定于人的思想 , 想其有则有 , 想其无则无 解析 :由磁场的定义 :磁体或电流周围存在一种特殊物质 ,可以对其中的磁体和电流有力的作用 ,这种特殊物质为磁场 ,故 A 、 C 项正确。 答案 : 1 2 3 4 5 4 . 在地球赤道上放置一个小磁针 , 静止时小磁针 N 极指向 ( ) A . 地理南极 B . 地理北极 C . 东方 D . 西方 解析 :地球是一个巨大的磁体 ,地磁 场的南极和北极分别位于地理的北极附近和南极附近 ,在赤道处 ,地磁场方向由地理南极指向地理北极 ,小磁针静止时 N 极指向地理北极。 答案 : B 1 2 3 4 5 5 . 在磁体内部 , 磁感线由 极指向 极。 ( 选填 “ N ” 或 “ S ” ) 解析 :磁感线在磁体外部由 N 极指向 S 极 ,在磁体内部由 S 极指向 N 极。 磁感线闭合。 答案 : S N。