物理選修1-1 21 南針與遠洋航海--課件(新)

1、2.12.1指南針與遠洋航海指南針與遠洋航海教學目標教學目標、遠洋航海、遠洋航海（1）我國的遠洋探險（2）歐洲人的遠洋探險（3）遠洋航海的偉大意義、磁場、磁場（1）磁體在空間產(chǎn)生磁場。（2）磁感線（3）磁性的地球一、早期對磁的研究和使用一、早期對磁的研究和使用羅盤羅盤1405年年 鄭和下西洋鄭和下西洋觀星觀星1、鄭和下西洋鄭和下西洋 我國是最早在航海上使用指南針的國家，導航我國是最早在航海上使用指南針的國家，導航時兼用時兼用羅盤羅盤 和和觀星觀星 ，二者相互補充，相互修正。，二者相互補充，相互修正。 用羅盤指引航向，探索航道，將船只航向的變用羅盤指引航向，探索航道，將船只航向的變動與動與指南針

2、指向指南針指向的變動的關系總結(jié)出來，畫出的航的變動的關系總結(jié)出來，畫出的航線在古代稱為線在古代稱為 針路針路 或或針徑針徑。 1405140514331433年間，鄭和先后年間，鄭和先后7 7次下西洋。他率次下西洋。他率領當時世界上最強大的船隊，先后到達了亞洲、非領當時世界上最強大的船隊，先后到達了亞洲、非洲的三十幾個國家。是世界航海史上偉大的壯舉。洲的三十幾個國家。是世界航海史上偉大的壯舉。 不但是中國海上探險事業(yè)的巨大成就，也是世不但是中國海上探險事業(yè)的巨大成就，也是世界地理發(fā)現(xiàn)史上的光輝紀錄。界地理發(fā)現(xiàn)史上的光輝紀錄。哥倫布的旗艦哥倫布的旗艦哥倫布哥倫布（約（約14511506） 2、歐

3、洲人的遠洋探險歐洲人的遠洋探險 在宋、元兩代，我國發(fā)明的指南針傳到了在宋、元兩代，我國發(fā)明的指南針傳到了歐洲和亞洲的許多國家，使得近代歐洲的遠洋歐洲和亞洲的許多國家，使得近代歐洲的遠洋探險成為可能。探險成為可能。 意大利航海家哥倫布（約意大利航海家哥倫布（約14511506 ）進行了）進行了遠洋探險遠洋探險在這次航行中，觀察到了在這次航行中，觀察到了磁偏角磁偏角。 葡萄葡萄牙牙航海家麥哲倫（約航海家麥哲倫（約14801521 ）于）于1519年，在西班牙王室的支持下，開始了年，在西班牙王室的支持下，開始了環(huán)球環(huán)球探險探險，用了，用了3年時間年時間完成了舉世聞名的環(huán)球航行。完成了舉世聞名的環(huán)球航

4、行。 所有這些遠洋航行的成功，離不開磁學知所有這些遠洋航行的成功，離不開磁學知識的最初應用識的最初應用指南針。指南針。指南針的鼻祖司南指南針的鼻祖司南指南針指南針二、磁二、磁1、磁性、磁性: 磁鐵磁鐵具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)，磁鐵的這，磁鐵的這種性質(zhì)叫做磁性。種性質(zhì)叫做磁性。2、磁體：、磁體： 具有磁性的物體叫做具有磁性的物體叫做磁體磁體。3、磁極：、磁極： 磁體的各部分磁性強弱不同，磁體的各部分磁性強弱不同，磁性最強磁性最強的區(qū)域叫的區(qū)域叫磁磁極極。任何磁鐵都有兩個磁極，一個叫南極（。任何磁鐵都有兩個磁極，一個叫南極（S極），一極），一個叫北極（個叫北極（

5、N極）。極）。磁鐵磁鐵乘坐飛機時，在飛機即將起飛的時候，乘務員總會提醒乘乘坐飛機時，在飛機即將起飛的時候，乘務員總會提醒乘客將手機關閉。究竟為什么飛機上禁用手機呢？客將手機關閉。究竟為什么飛機上禁用手機呢？ 廣州白云機場某次飛機降落，因為機上有廣州白云機場某次飛機降落，因為機上有四位乘客同時使用了手機，使飛機降落時四位乘客同時使用了手機，使飛機降落時偏離了航線，險些釀成事故。偏離了航線，險些釀成事故。磁場在作怪磁場在作怪三、三、磁場磁場對比電場學習對比電場學習1、磁場：、磁場：磁體周圍存在磁場磁體周圍存在磁場2、磁場的基本性質(zhì)：、磁場的基本性質(zhì)：對磁體有力的作用對磁體有力的作用 同名磁極相斥同

6、名磁極相斥 ，異名磁極相吸，異名磁極相吸 3、作用過程：、作用過程：通過磁場通過磁場實現(xiàn)實現(xiàn) 磁體是通過磁體是通過磁場磁場 對鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場對鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的，磁場和電場一樣，和電場一樣，是客觀存在的是客觀存在的 4、磁場的方向：、磁場的方向：物理學規(guī)定，小物理學規(guī)定，小磁針磁針北極受力的方向北極受力的方向，也就是，也就是小磁小磁針靜止時北極所指的方向針靜止時北極所指的方向，就是那，就是那一點的磁場方向一點的磁場方向 研究磁場方向研究磁場方向5、磁感線：、磁感線：（1）定義：）定義： 在磁場中畫出一些有方向的曲線在磁場中畫出一些有方向的曲線,在這些曲線上，在這些曲線上，每一點的

7、每一點的切線切線方向，都跟該點的方向，都跟該點的磁場方向磁場方向相同。相同。這樣的曲線叫磁感線。這樣的曲線叫磁感線。 磁感線的磁感線的疏密疏密表示磁場強弱。表示磁場強弱。（2）引入引入目的：目的： 注意：注意：磁感線是為形象地描述磁場而人為引磁感線是為形象地描述磁場而人為引入的入的假想曲線假想曲線模擬模擬磁感線：實驗中常用鐵屑在磁場中被磁化的性質(zhì)，磁感線：實驗中常用鐵屑在磁場中被磁化的性質(zhì)，來來模擬模擬磁感線的形狀。磁感線的形狀。條形磁體磁感線模擬圖條形磁體磁感線模擬圖蹄形磁體的磁感線蹄形磁體的磁感線磁感線方向磁感線方向外部：從外部：從N極到極到S極；極；內(nèi)部：從內(nèi)部：從S極到極到N極極條形磁

8、體的磁感線條形磁體的磁感線（3）特點：）特點： a.磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向磁感線某點的切線方向表示該點的磁場方向 b.磁感線的疏密可以反映磁場的強弱磁感線的疏密可以反映磁場的強弱 c. 磁感線是封閉曲線磁感線是封閉曲線 d. 任何兩條磁感線都不相交任何兩條磁感線都不相交蹄形磁體的磁感線蹄形磁體的磁感線條形磁體的磁感線條形磁體的磁感線三、地磁場：三、地磁場：1、定義：、定義：地球是個磁體，具有磁場，叫地磁場。地球是個磁體，具有磁場，叫地磁場。 地球的地理南北極與地磁場的南北相反地球的地理南北極與地磁場的南北相反三、地磁場：三、地磁場：2、磁偏角：、磁偏角： 地球的地理兩極與地磁場

9、地球的地理兩極與地磁場的兩極并不重合，磁針并非準的兩極并不重合，磁針并非準確地指南或指北，有個夾角，確地指南或指北，有個夾角，叫叫地磁偏角地磁偏角，簡稱，簡稱磁偏角。磁偏角。3、地磁場的磁感線分布圖：、地磁場的磁感線分布圖：4、說明：、說明：宇宙中的許多宇宙中的許多天體天體都具有磁場。月球也有都具有磁場。月球也有磁場磁場。但月球不象地球那樣有一個。但月球不象地球那樣有一個全球性全球性的磁場。的磁場?；鹦且矝]有火星也沒有全球性全球性的磁場，所以火星上的磁場，所以火星上指南針指南針不起不起作用。作用。信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數(shù)百公里以外，信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數(shù)百公里以外，它

10、們還會自動歸巢。鴿子為什么有這么好的認家本領呢？它們還會自動歸巢。鴿子為什么有這么好的認家本領呢？原來，鴿子對地球的磁場很敏感，它們可以利用地原來，鴿子對地球的磁場很敏感，它們可以利用地球磁場的變化找到自己的家。如果在鴿子的頭部綁球磁場的變化找到自己的家。如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵，鴿子就會迷航。如果鴿子飛過無線電上一塊磁鐵，鴿子就會迷航。如果鴿子飛過無線電發(fā)射塔，強大的電磁波干擾也會使它們迷失方向。發(fā)射塔，強大的電磁波干擾也會使它們迷失方向。 磁懸浮列車磁懸浮列車 上海的磁懸浮列車是上海的磁懸浮列車是全球唯一的一條商業(yè)全球唯一的一條商業(yè)運營磁懸浮列車運營磁懸浮列車 。 能自動關門的能自動關

11、門的冰箱通常中鉸鏈有冰箱通常中鉸鏈有一定的傾斜度，或一定的傾斜度，或者有一個叫做自動者有一個叫做自動關門扣及其托架的關門扣及其托架的裝置，加上門封磁裝置，加上門封磁條的吸力門體在一條的吸力門體在一定的角度就會自動定的角度就會自動關閉。關閉。 醫(yī)學技術醫(yī)學技術CT檢查：核磁共振成像技術檢查：核磁共振成像技術勘探礦床勘探礦床 由于所有物質(zhì)均具有或強或弱的磁性，如果它們聚集在一起，由于所有物質(zhì)均具有或強或弱的磁性，如果它們聚集在一起，形成礦床，那么必然對附近區(qū)域的地磁場產(chǎn)生干擾，使得地磁形成礦床，那么必然對附近區(qū)域的地磁場產(chǎn)生干擾，使得地磁場出現(xiàn)異常情況。根據(jù)這一點，可以在陸地、海洋或者空中測場出現(xiàn)

12、異常情況。根據(jù)這一點，可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性，獲得地磁圖，對地磁圖上磁場異常的區(qū)域進行量大地的磁性，獲得地磁圖，對地磁圖上磁場異常的區(qū)域進行分析和進一步勘探，往往可以發(fā)現(xiàn)未知的礦藏或者特殊的地質(zhì)分析和進一步勘探，往往可以發(fā)現(xiàn)未知的礦藏或者特殊的地質(zhì)構造。構造。 普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸，因此作普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器，由于坦克用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器，由于坦克或者軍艦都是鋼鐵制造的，在它們接近（無須接觸目標）時，或者軍艦都是鋼鐵制造的，在它們接近（無須接觸目標）時，傳感器就可以探測到

13、磁場的變化使水雷或地雷爆炸，提高了傳感器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸，提高了殺傷力。殺傷力。 在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，制空權是奪得戰(zhàn)役勝利的關鍵之一。但飛在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，制空權是奪得戰(zhàn)役勝利的關鍵之一。但飛機在飛行過程中很容易被敵方的雷達偵測到，從而具有較大的機在飛行過程中很容易被敵方的雷達偵測到，從而具有較大的危險性。為了躲避敵方雷達的監(jiān)測，可以在飛機表面涂一層特危險性。為了躲避敵方雷達的監(jiān)測，可以在飛機表面涂一層特殊的磁性材料吸波材料，它可以吸收雷達發(fā)射的電磁波，使殊的磁性材料吸波材料，它可以吸收雷達發(fā)射的電磁波，使得雷達電磁波很少發(fā)生反射，因此敵方雷達無法探測到雷達回得雷達電磁波很少發(fā)生反

14、射，因此敵方雷達無法探測到雷達回波，不能發(fā)現(xiàn)飛機，這就使飛機達到了隱身的目的。這就是大波，不能發(fā)現(xiàn)飛機，這就使飛機達到了隱身的目的。這就是大名鼎鼎的名鼎鼎的“隱形飛機隱形飛機”。 隱身技術是目前世界軍事科研隱身技術是目前世界軍事科研領域的一大熱點。美國的領域的一大熱點。美國的F117F117隱形隱形戰(zhàn)斗機便是一個成功運用隱身技術戰(zhàn)斗機便是一個成功運用隱身技術的例子。的例子。 1分別用字母在圖中空白處標出磁體的南北分別用字母在圖中空白處標出磁體的南北極極2確定磁場方向的方法是：將一不受外力的確定磁場方向的方法是：將一不受外力的 放入磁場中需測定的位置，當其在放入磁場中需測定的位置，當其在該位置靜

15、止時，它的該位置靜止時，它的N極的指向即為該點的極的指向即為該點的磁場方向磁場方向3小磁針的指南指北性表明地球是一個小磁針的指南指北性表明地球是一個 小磁針小磁針大磁體大磁體NSNS4地理的地理的 是地磁的北南極。指南針并是地磁的北南極。指南針并不指向地球的正南正北，其間有一個交角叫不指向地球的正南正北，其間有一個交角叫 。（。（在地球兩極附近，地磁場的磁感應強度在地球兩極附近，地磁場的磁感應強度約為約為510-5T，而永久磁鐵兩極附近的磁感應強度，而永久磁鐵兩極附近的磁感應強度約為約為0.5T。地磁場是非常弱的地磁場是非常弱的。）。）5關于磁感線的下列說法中，正確的是（關于磁感線的下列說法中

16、，正確的是（ ）.磁感線是真實存在于磁場中的有方向的曲線磁感線是真實存在于磁場中的有方向的曲線.磁感線上任一點的切線方向，都跟該點磁場磁感線上任一點的切線方向，都跟該點磁場的方向相同的方向相同.磁鐵的磁感線從磁鐵的北極出發(fā)，終止于磁磁鐵的磁感線從磁鐵的北極出發(fā)，終止于磁鐵的南極鐵的南極.磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況南北極南北極磁偏角磁偏角B6下列情況可以肯定鋼針沒有磁性的是（下列情況可以肯定鋼針沒有磁性的是（ ）.將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的南極，引，再將鋼針的另一端接近磁體的南極，則兩者相互

17、排斥則兩者相互排斥 .將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的北極，引，再將鋼針的另一端接近磁體的北極，則兩者相互排斥則兩者相互排斥 .將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互排將鋼針的一端接近磁體的北極，兩者相互排斥，再將鋼針的另一端接近磁體的北極，斥，再將鋼針的另一端接近磁體的北極，則兩者相互吸引則兩者相互吸引,.將鋼針一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，將鋼針一端接近磁體的北極，兩者相互吸引，再將鋼針的另一端接近磁體的北極再將鋼針的另一端接近磁體的北極 ,則兩者則兩者相互吸引相互吸引 D7、下列說法正確的是（、下列說法正確的是（ ）磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的磁場和電場一樣也是客觀存在的的物質(zhì)磁場和電場一樣也是客觀存在的的物質(zhì)磁感線是實際存在的線，可由實驗得到磁感線是實際存在的線，可由實驗得到磁感線類似于電場線，它總是從磁體的磁感線類似于電場線，它總是從磁體的極出發(fā)終止于極出發(fā)終止于 AB磁場磁場電場電場方向方向規(guī)定規(guī)定小磁針小磁針北極受力的方向北極受力的方向（或（或小磁針靜止時北極所指的方向）小磁針靜止時北極所指的方向）規(guī)定正電荷規(guī)定正電荷所所受電場力的方向受電場力的方向磁感線磁感線電場