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1、第二十章 电与磁第1节 磁现象 磁场复习引入u电压越高越危险u常见的触电事故u安全用电原则u注意防雷新课引入u公元843年，在茫茫的大海上，一只帆船正在日夜不停地航行，没有航标、没有明确的航道。船上一些聪明的中国人利用手中仪器指示的方向，开辟了从浙江温州到达日本嘉值岛的航线。这个神奇的仪器，就是罗盘。罗盘即平常我们说的指南针，它是我国古代的四大发明之一。新课引入u右图是我国早期的指南针司南。公元1世纪初，东汉学者王充在论衡中记载为：司南之杓，投之于地，其柢指南。”司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“地盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方。磁现象u在2000多年前的春秋时期，我
2、们的祖先就发现了天然磁铁矿石吸铁的性质。现在，人们利用这些磁铁矿石、钢或某些合金及人工合成材料，根据需要制成各种形状的磁体（见右上图）。磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。它的吸引能力最强的两个部位（见右下图）叫作磁极（magnetic pole）。能够自由转动的磁体，如悬吊着的磁针，静止时指南的那个磁极叫作南极（south pole）或S极，指北的那个磁极叫作北极（north pole）或N极。磁现象u磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。u一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫作磁化（magnetization）。许多物体容易磁化。机械手表磁化后，走时不准；彩色电
3、视机显像管磁化后，色彩失真；而钢针磁化后，可以用来制作指南针。你会磁化钢针吗？磁场u如果把磁针拿到一个磁体附近，它会发生偏转。磁针和磁体并没有接触，怎么会有力的作用呢？这是因为磁体周围存在着一种物质，能使磁针偏转。这种物质看不见、摸不着，我们把它叫作磁场（magnetic field）。在物理学中，许多看不见、摸不着的物质，可以通过它对其他物体的作用来认识。像磁场这种物质，我们用实验可以感知它，所以它是确确实实存在的。想想做做u如图所示，一根条形磁体外面包着一块布放在桌面上。u它的N极在哪端？用一只磁针来探测一下。如果把几只小磁针放在条形磁体周围不同的地方，磁针所指的方向相同吗？想想做做u在条
4、形磁体周围的不同地方，小磁针静止时指示着不同的方向。物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向。为了形象地描述磁场，可以在磁体周围放许多小磁针，这些小磁针在磁场的作用下会排列起来，这样我们就能知道磁体周围各点的磁场方向了。实验探究实验探究1：研究磁场的方向u将上面“想想做做”中条形磁体外面的布拿去，在它的周围放置一些小磁针（见右图）。观察小磁针N极的指向。u在蹄形磁体的周围放置一些小磁针。观察小磁针N极的指向。u我们把小磁针在磁场中的排列情况，用一些带箭头的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫作磁感线（magnetic induction line）。实验探究实验探
5、究1：研究磁场的方向u在磁体外部放置越多、越小的磁针，就能越清楚地看出磁场的分布情况。如图所示，在蹄形磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上撒一层铁屑。轻轻敲打玻璃，可以看到小铁屑有规则地排列起来。这是因为撒在磁体周围的每个小铁屑都被磁化，相当于一个个小磁针，小磁针在磁体周围磁场的作用下有规则地排列，磁场的分布情况也被形象地显示出来。实验结论实验探究1：研究磁场的方向u右图是用磁感线描述的条形磁体和蹄形磁体的磁场。从图上可以看出，在用磁感线描述磁场时，磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的。地磁场u能水平转动的磁针就是指南针。拿来几只小磁针放在桌面上，你可以发现，静止时它们都指向同一方向，即
6、磁针的N极总是指向北方。这说明，地球周围存在着磁场地磁场。u在地球表面及空中的不同位置测量地磁场的方向，可以画出地磁场的磁感线，如图20.1-8所示。u地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。地磁场u不过，地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括（1031-1095），这个发现比西方早了400多年。u地磁场究竟是怎样产生的，人们对这个问题已经研究了多年，至今还没有满意的结果。学习了下一节电流的磁场以后，也许你会为此多一份猜想。磁现象 磁场u磁体：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性，具有磁性的物体叫磁体。磁体一般又分
7、为永磁体和软磁体。永磁体：即能够长期保持其磁性的磁体，永磁体是硬磁体，不易失磁，也不易被磁化。软磁体：磁性随所加磁场磁性变化的磁体。常见有电磁体和导磁体。知识点一：磁现象磁现象 磁场u磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。一个磁体无论多么小都有两个磁极，可以在水平面内自由转动的磁体，静止时总是一个磁极指向南方，另一个磁极指向北方，指向南的叫作南极（S极），指向北的叫作北极（N极）。同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引。简称同极相斥，异极相吸。利用磁体的这一性质可以判断一个物体是否带有磁性。u磁化：一些没有磁性的物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，这种现象叫作磁化。像铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接
8、产生磁性的物质，叫作磁性材料。磁现象 磁场u定义：磁场是磁体周围存在的一种看不见、摸不着的特殊物质。u磁场的方向：规定小磁针的北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该点磁场的方向，即小磁针静止时其北极所指向的方向为该点的方向。同一磁场中的一个点，磁场方向是固定的，同一磁场中的不同点其方向一般不同。知识点二：磁场磁现象 磁场u磁感线：在磁场中画一些曲线，用（虚线或实线表示）使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同（且磁感线互不交叉），这些曲线叫磁感线。磁感线是人们假想出来以便描述磁场的封闭曲线，实际上并不存在。规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极
9、，在磁体内部磁感线从S极到N极，从而形成了闭合的磁感线。磁感线的稀密表示磁场的强弱，磁感线越密，表示磁场越强，磁感线越稀，表示磁场越弱。知识点二：磁场磁现象 磁场u地磁场：在地球周围存在的磁场叫作地磁场。地磁场有两个磁极，其在北极在地理南极附近，南极在地理北极附近。u磁偏角：地磁的南、北极并不与地理的南、北极完全重合，在地磁两极与地理两极间有个偏差角度，我们把它叫作磁偏角。知识点三：地磁场课堂练习例题1：如图所示，电磁铁左侧的甲为条形磁铁，右侧的乙为软铁棒，A端是电源的正极。下列判断中正确的是（）。A.甲、乙都被吸引B.甲被吸引，乙被排斥C.甲、乙都被排斥D.甲被排斥，乙被吸引D知识点一：磁现
10、象课堂练习【解析】电源A端为正极，则电流从螺线管的左端流入，右端流出，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极。电磁铁的S极与条形磁体甲的S极靠近，则甲被斥；当电磁铁中有电流通过时，电磁铁有磁性，软铁棒乙始终被吸引，不会被排斥；由此可以确定选项D正确。课堂练习例题2：（多选）关于如图所示的磁场，下列说法中正确的是（）。A.左端为磁铁的S极B.a点所放小磁针静止时北极指向右C.a处的磁场比b处的磁场弱D.如果将此磁体在教室中悬吊起来，静止时图示的右端指南AC知识点二：磁场课堂练习【解析】磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的
11、，故选项A正确；a点所放小磁针静止时北极指向左，故选项B错误；磁感线越密集，该处磁场越强，越稀疏，该处磁场越弱，故选项C正确；地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，如果将此磁体在教室中悬吊起来，静止时图示的右端指向北，故选项D错误。课堂练习例题3：地球是一个巨大的球体。下列有关地磁体的示意图中，正确的是（）。C知识点三：地磁场课堂练习【解析】（1）地磁两极和地理两极不完全重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，因此选项A、B两图不正确；（2）地磁场的磁感线从地磁北极（地理的南极附近）出来，回到地磁南极（地理的北极附近），因此选项C正确，选项D不正确。实战演练例题1
12、：如图所示，一根条形磁铁左端为S极，右端为N极。表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图像中正确的是（）。D知识点一：磁现象实战演练例题2：下列现象中，（）能证明钢棒具有磁性。C知识点一：磁现象A.将钢棒一端接近磁铁N极，互相吸引B.将钢棒一端接近磁铁S极，互相吸引C.将钢棒一端接近磁铁N极，互相排斥D.以上方法均不能证明钢棒具有磁性实验探究【解析】磁针N极吸引钢棒的一端，可以有两种情况：一是钢棒有磁性，靠近的这一端是S极；二是钢棒无磁性，但靠近后被磁化而被吸引。所以选项A不能确定钢棒原来有磁性；磁铁S极可以吸引钢棒，即使钢棒无磁性也会吸引的,故选项B无法确定；钢棒一端与磁针N极相互排斥，可以判断
13、这一端也是N极，则证明钢棒具有磁性，故选项C正确；以上方法中选项C能证明钢棒具有磁性，故选项D错误。实战演练例题3：关于磁体、磁场和磁感线，下列说法中正确的是（）。A.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的B.铁和铝都能够被磁体吸引C.磁感线是磁场中真实存在的曲线D.磁感线从磁体的S极出来，回到磁体的N极A知识点二：磁场实验探究【解析】磁体周围存在磁场，磁体对处于其磁场内的磁性物质有磁力的作用，磁体之间的相互作用通过磁场实现，故选项A正确；磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引铝，故选项B错误；根据课本中的相关基础知识可知，为了描述看不见但又客观存在的磁场，人们利用建立模型的方法引入了磁感线，故选
14、项C错误；在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，故选项D错误。实战演练例题4：关于磁场、磁感线，下列描述中正确的是（）。A.磁场分布局限于某一平面内B.磁感线可以交叉C.磁场是具有强弱和方向的D.磁感线客观存在C知识点二：磁场实战演练例题5：在地球表面的某位置，发现能自由转动的小磁针静止时，S极竖直并向上，则该位置是（）。A.地理北极附近B.地理南极附近C.赤道附近D.北纬45附近A知识点三：地磁场实战演练例题6：世界上最早记述了地磁场磁偏角的科学家是（）。A.焦耳B.沈括C.奥斯特D.法拉第B知识点三：地磁场实验探究【解析】我国宋代的学者沈括最早发现了地磁偏角的存在，比欧洲发现地磁
15、偏角早了四百多年。知识要点一、磁现象磁性：磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。磁体：具有磁性的物质叫磁体。磁极：磁体两端磁性最强的部位叫磁极。一个磁体包括南极（S极）和北极（N极）。磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知识要点二、磁化现象磁化：一些物体在磁体或电流的作用下获得磁性，这种现象叫磁化。磁化现象既有利也有弊。三、磁场1、磁场（1）磁场：磁体周围存在的一种看不见、摸不着的物质。知识要点（2）磁场的方向的规定：在磁体周围能自由转动的小磁针，静止时北极所指的方向定为该点的磁场方向。（3）磁感线：用一些带箭头的曲线方便形象地描述磁场。（4）条形磁体和蹄形磁体的磁场分布。2、地磁场（1）地磁场：地球周围存在的磁场；与条形磁体相似。（2）地磁南极在地理北极附近；地磁北极在地理南极附近。
