高中物理 2.5磁性材料课件 新人教版选修1-1

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1、五、磁性材料 情景导入 课程目标 生活中 , 各种磁卡为我们提供了极大的方便 , 在保存磁卡时能不能与手机、磁铁等磁性物质放在一起 ? 为什么 ? 提示 : 不能 , 这是因为磁卡是用磁性材料 来记录用户信息的 , 与手机、磁铁等具有磁性的物体放在一起时 , 磁卡上的磁条会被磁化 , 造成原来保存的信息丢失。 1 . 了解磁化和退磁的概念 , 知道什么是铁磁性物质。 2 . 知道什么是硬磁性材料和软磁性材料 , 了解磁性材料在生活、生产中的应用。 一 二 一、磁化与退磁 1 . 磁化 钢钉、小刀、螺丝刀等钢铁类物体 , 与磁铁接触后就会显示出 磁性 , 这种现象叫作磁化。 2 . 退磁 原来有

2、 磁性 的物体 , 经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用 , 就会失去 磁性 , 这种现象叫作退磁。 一 二 3 . 铁磁性物质 铁、钴、镍以及它们的合金 , 还有一些 氧化物 , 磁化后的磁性比其他物质 强得多 , 这些物质叫作铁磁性物质 , 也叫强磁性物质。 ( 1 ) 硬磁性材料 : 有些铁磁性材料 , 在外磁场撤去以后 , 各磁畴的方向仍能很好地保持一致 , 物体具有很强的 剩磁 , 这样的材料叫作硬磁性材料。它可用来制造永磁体。例如电表、发电机上的磁体等。 ( 2 ) 软磁性材料 : 有些铁磁性材料 , 在外磁场撤去以后 , 磁畴的磁化方向又变得杂乱 , 物体没有明显的 剩

3、磁 , 这样的材料叫作软磁性材料。 一 二 思考 电磁铁是用硬磁性材料还是软磁性材料制成的 ? 为什么 ? 提示 :软磁性材料 ,硬磁性材料当外界撤去磁场时 ,仍有很强的磁性 ,而电磁铁需要通电时有磁性 ,断电时没有磁性 ,所以要用软磁性材料制成。 一 二 二、磁性材料的发展和磁记录 1 . 磁性材料的发展 ( 1 ) 19 世纪末 , 随着电力应用技术的出现 , 磁畴 的设想在 20 世纪初提出来 , 而后得到证实。 ( 2 ) 20 世纪 30 年代 , 硬 磁性材料的大量需求使原材料供应紧张。 ( 3 ) 利用科学技术合成新材料。 ( 4 ) 第二次世界大战以后 , 铁氧体 得到研究和应

4、用。 ( 5 ) 1 9 7 8 年合金 磁粉 研制成功 , 磁记录技术得到发展。 一 二 2 . 磁记录 ( 1 ) 实例 : 磁卡、磁带、磁盘、录像带等都依靠 磁性材料 记录信息。 ( 2 ) 作用 : 靠着磁记录材料 , 可以 保存 大量信息 , 并在需要的时候 读取 。 ( 3 ) 意义 : 磁 记录是信息存储技术发展中的一个里程碑 , 也是目前信息记录的重要方式之一。 3 . 地球磁场留下的记录 ( 1 ) 地磁场会对含有 磁性 材料的岩石起作用 , 这些岩石的极性和磁化的强度 , 随形成的年代呈周期性变化。 ( 2 ) 大约每过 100 万年左右 , 地磁场的南北极就会完全颠倒一次

5、。 ( 3 ) 对古代海洋与陆地岩石 磁 性质的研究 , 同其他科学研究一起 , 证实了洋底扩张、大陆漂移和地壳板块结构等学说。 探究 一 探究 二 探究一 磁化与退磁 问题导引 举例说明什么叫铁磁性物质 , 铁磁性物质与 其他物质在结构上有什么不同 ? 为什么铁磁性物质磁化后有很强的磁性 ? 提示 :铁、钴、镍以及它们的合金 ,还有一些氧化物 ,磁化后的磁性比其他物质强得多 ,这些物质叫铁磁性物质 ;铁磁性物质的结构和其他物质的不同在于 ,铁磁性物质本身是由很多小的磁畴组成的 ;铁磁性物质被磁化时 ,由于外磁场影响 ,会使其内部的各个磁畴的磁化方向有规律地排列起来 ,使得磁场大大加强。 探究

6、 一 探究 二 名师精讲 1 . 磁化和退磁的概念 ( 1 ) 磁化 缝衣针、螺丝刀等钢铁物体与磁铁接触后显示磁性的现象叫作磁化。如图所示。 螺丝刀与磁铁接触后磁化 ( 2 ) 退磁 原来有磁性的物体 , 经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用 , 就会失去磁性 , 这种现象叫作退磁。 探究 一 探究 二 2 . 磁畴的概念及大小 定义 : 铁磁性物质是由很多已经磁化的小区域组成的 , 这些磁化的小区域叫作磁畴。 大小 : 现代探测技术证明了磁畴的存在 , 磁畴的大小约为 10 - 4 10 - 7 m 。 探究 一 探究 二 3 . 磁化与退磁的实质 铁磁性材料结构与其他物质有所不同

7、 , 它们本身就是由很多已经磁化的小区域组成的 , 这些磁化的小区域叫作磁畴。磁化前 , 各个磁畴磁化方向不同 , 杂乱无章地混在一起 , 各个磁畴的作用宏观上互相抵消 , 物体对外不显磁性。磁化过程中 , 由 于外磁场的影响 , 磁畴磁化方向有规律地排列起来 , 使得磁场大大加强。高温下磁性材料的磁畴会被破坏 ; 在受到剧烈震动时 , 磁畴的排列也会被打乱 , 这些情况下材料就会产生退磁现象 , 如图所示为材料磁化前和磁化后的情形。 探究 一 探究 二 温馨提示 磁化的实质是磁体内原本杂乱无章的磁畴变得趋向一致 ,而退磁的实质是原来趋向一致的磁畴由于某种原因 ( 如高温、剧烈碰撞等 ) 又变

8、得杂乱无章起来。 探究 一 探究 二 【例题 1 】 下列关于磁铁使用的说法中不正确的是 ( ) A. 磁铁受到撞击会使磁铁的磁性减弱 B. 原先没有磁性的铁块 , 在长期受到磁铁的吸引后会产生磁性 C. 对 磁铁加热会使磁铁的磁性减弱 D. 永磁体在受到加热或敲打后 , 其磁性不会发生改变 解析 :原来有磁性的物体 ,经过高温或者剧烈震动 ,就会失去磁性 ,这种现象叫作退磁。所以永久磁铁在受撞击或加热后磁性会减弱。故选项 D 错误。 答案 : D 题后反思 理解磁化和退磁的实质是处理此类问题的关键。 探究 一 探究 二 探究二 磁性材料与磁记录 问题导引 磁性材料为什么能记录信息 ? 录音、

9、录像磁带上的磁性材料应该用硬磁性材料还是软磁性材料 ? 探究 一 探究 二 提示 :磁性材料在外界磁场作用下 ,能够被磁化 ,这就使我们可以利用磁性材料记录外界磁场的信息。 磁记录时 ,通过把声音、图像或其他信息转变为变化的磁场 ,使磁带、磁卡磁条上的磁粉层磁化 ,这样就能在磁带或磁卡上记录下与声音、图像或其他信息相应的磁信号 ;录音、录像磁带上的磁性材料是用来作磁记录的 ,需要磁化后长久保持磁性 ,所以用硬磁性材料。 探究 一 探究 二 名师精讲 1 . 磁性材料的分类及应用 ( 1 ) 硬磁性材料 指磁化后能长久保持磁性的材料。 常见的有高碳钢、铝镍钴合金、钛钴合金、钡铁氧体等 , 适合制

10、作永久磁铁 , 应用在磁电式仪表、扬声器、话筒等电器设备中 , 还应用于磁记录 , 如录音磁带、录像磁带、电脑磁盘等。 ( 2 ) 软磁性 材料 指磁化后不能保持长久磁性的材料 , 软磁性材料易于磁化 , 也易于退磁。 常见的如软铁、硅钢、铁镍合金等 , 适用于需要反复磁化的场合 , 可以用来制造录音机的磁头 , 还广泛用于电工设备和电子设备中 , 例如用来制造变压器、电磁铁等。 探究 一 探究 二 2 . 磁记录 ( 1 ) 磁卡背面的黑条 , 录音机、录像机上用的磁带 , 电子计算机上用的磁盘都含有磁记录用的磁性材料。依靠磁记录 , 我们可以保存大量的信息 , 并在需要的时候读出这些信息。

11、 ( 2 ) 地磁场留下的记录 : 地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用 , 据推测 ,地磁场的强度和方向随时间的推移在不断改变 , 大约每过 1 00 万年 , 地磁场南北极会完全颠倒一次。 探究 一 探究 二 【例题 2 】 下列元件中 , 由硬磁性材料制造的是 ( ) A. 录音机的磁头 B. 扬声器中的磁铁 C. 电磁铁中的铁芯 D. 储蓄用的信用卡 解析 :在外磁场撤去以后 ,各磁畴的方向仍很好地保持一致 ,物体具有很强的剩磁 ,这样的材料叫作硬磁性材料。录音机内的磁头、电磁铁中的铁芯等要求外界有电流时 ,内部有磁场 ,等电流撤去后 ,磁性也随之消失 ,所以不能是硬磁性材料 ,故 A

12、、 C 项错。而扬声器中的磁铁 ,在没有电流时仍然保持原有的磁性 ,所以是硬磁性材料。信用卡同样是硬磁性材料。 答案 : 题后反思 要知道生活、生产中常用的磁性材料及工作原理 ,掌握硬磁性材料的定义。 1 2 3 4 5 1 . 下列关于磁化的说法中 , 正确的是 ( ) A. 一切物体在磁场中都能发生磁化现象 B. 只有铁制物体或者钢制物体与磁铁接触后才会发生磁化 C. 缝衣针、螺丝刀等钢铁物体 , 只有与磁铁接触后才会发生磁化 D. 铁、钴、镍以及它们的合金 , 还有一些氧化物 , 在磁场中会发生磁化 解析 :有些物体不能被磁化 ,有些物体能够被磁化 ,但磁化不一定要与磁体接触。 答案 :

13、 D 1 2 3 4 5 2 . 如图所示 , 铁棒 , 当开关 S 闭合后 , 被磁化 , 磁化后的极性为 ( ) A. a 端为 N 极 , d 端为 N 极 B. a 端为 S 极 , d 端为 S 极 C. b 端为 S 极 , d 端为 S 极 D. b 端为 N 极 , d 端为 N 极 解析 :通电螺线管外部磁感线分布与条形磁铁相似 ,内部可视为匀强磁场。闭合 S 后 ,由安培定则知 ,螺线管右端为 N 极 ,左端为 S 极。而材料磁化后 ,其内部磁场方向与外磁场方向相同 ,即 a 端为 S 极 , b 端为 N 极 , c 端为 N 极 , 极 ,所以 B 正确。 答案 : B

14、 1 2 3 4 5 3 . 银行、医院、公交等机构发行的磁卡 , 都是利用磁性材料记录信息的。关于磁卡的使用和保存 , 下列做法不合适的是 ( ) A. 用软纸轻擦磁卡 B. 用 磁卡拍打桌面 C. 使磁卡远离热源 D. 使磁卡远离磁体 解析 :磁体在高温或猛烈敲击下 ,即在剧烈的热运动或机械运动影响下 ,磁体磁性会消失 ,所以磁卡在使用和保存时不能用磁卡拍打桌面。 答案 : B 1 2 3 4 5 4 . 关于地球磁场的强度与方向 , 下列说法中正确的是 ( ) A. 从来就没有发生过变化 B. 地球磁场的强度与方向随时间的推移不断变化 , 大约每过 100 万年 , 地磁场的南北两极就会

15、完全颠倒一次 C. 只有强度发生变化 , 方向不变 D. 只有方向发生变化 , 强度不变 解析 :地球磁场的强度与方向并非不发生变化 ,大约每过 1 0 0 万年 ,地磁场的南北两 极就会完全颠倒一次。 答案 : B 1 2 3 4 5 5 . 2 0 1 3 年 4 月 20 日 , 我国四川雅安市芦山县发生震级为 7 . 0 的强烈地震。震中地区在地震前出现电视机失灵、日光灯自明、电子闹钟走得忽快忽慢等异常。尤其在临震前几分钟 , 所有电器均丧失工作能力。在其他地方发生地震以前 , 也出现过类似的情况。这是什么原因呢 ? 解析 :这是因为地壳中的岩石有许多是具有磁性的 ,当这些岩石受力变形时 ,它们的磁性也要跟着变化。因此 ,在强烈地震以前 ,地磁场的强弱和磁偏角、磁倾角都会发生改变 ,造成地磁的局部异