磁現(xiàn)象 磁感線(課件)（滬科版2020必修第三冊(cè)）

第十一章電磁場(chǎng)與電磁波初步11.1磁現(xiàn)象磁感線滬科版（2020）2022-2023學(xué)年高中物理同步備課系列必修第三冊(cè)目錄contents為什么說我國是對(duì)磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)最早的國家之一?0102如何形象地描述磁場(chǎng)?03指南針指向地球南極嗎?在人類生活中處處可遇到磁場(chǎng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，磁技術(shù)已經(jīng)滲透到了我們的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)方面。磁浮列車(圖11-1)就是一種現(xiàn)代高科技軌道交通工具。世界上第一條商業(yè)運(yùn)營的磁浮列車線路在上海浦東新區(qū)運(yùn)行，其列車的最高速度達(dá)430km/h。磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形態(tài)，但這類物質(zhì)形態(tài)并不能像實(shí)物一樣為人類的感官直接覺察。歷史上人類對(duì)磁場(chǎng)的研究是從磁鐵的磁性及其相互作用開始的，我國古代對(duì)磁現(xiàn)象的研究成果豐碩，對(duì)人類文明影響深遠(yuǎn)。新課導(dǎo)入為什么說我國是對(duì)磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)最早的國家之一?01東漢王充在《論衡》中寫道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”

羅盤最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為“天然磁石”的礦物，其主要成分為Fe3O4，能吸引鐵質(zhì)物體，很像磁鐵.磁鐵多是由鐵、鈷、鎳等金屬或某些氧化物制成。注意：天然磁石和人造磁鐵都是永磁體。天然磁石主要成分是四氧化三鐵?，F(xiàn)代工業(yè)上可以制造出各種各樣的人造磁體，20世紀(jì)70年代制造出稀土強(qiáng)磁材料使得磁性元件更加小型化，到目前為止具有最強(qiáng)磁力的永久磁體是釹磁體，也稱為釹鐵硼磁體(圖11-2)。在生命體中也存在磁現(xiàn)象，有人認(rèn)為信鴿識(shí)途歸巢、候鳥千里遷徙等就是利用地磁場(chǎng)辨別方向。人體及器官也有磁性，利用電子技術(shù)及超導(dǎo)量子干涉技術(shù)可得到心磁圖、腦磁圖、肺磁圖及人體磁場(chǎng)分布?；诖艌?chǎng)的核磁共振技術(shù)成像(圖11-3)及磁療技術(shù)也廣泛用于醫(yī)學(xué)臨床。如何形象地描述磁場(chǎng)?021、磁場(chǎng)：磁體周圍空間存在的一種特殊物質(zhì)。磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣是一種物質(zhì),是客觀存在的2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)處在它里面的磁體或電流有磁場(chǎng)力的作用.【問題】磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向如何判定呢?

3、磁場(chǎng)的方向：（1）小磁針靜止時(shí)N極的指向。

（2）小磁針N極在磁場(chǎng)中受力的方向如何形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?ABC1、定義:磁感線是在磁場(chǎng)中畫出一些有方向的曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致.外部從N到S，內(nèi)部從S到N形成閉合曲線幾種常見的磁場(chǎng)1、條形磁鐵2、蹄形磁鐵條形磁體磁感線的實(shí)驗(yàn)?zāi)M條形磁體磁感線蹄形磁體磁感線的實(shí)驗(yàn)?zāi)M蹄形磁體磁感線磁感線的特點(diǎn)1)磁感線是假想的，不是真實(shí)的。2)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁感線較密的地方磁場(chǎng)較強(qiáng)。沒有畫到磁感線的地方不表示那里沒有磁場(chǎng)存在3)磁感線上每一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向。4)磁感線是閉合曲線。在磁體的外部是從N極出來，進(jìn)入S極，在內(nèi)部則由S極回到N極，形成閉合曲線。5)磁感線不能相交或相切。6)與電場(chǎng)線的區(qū)別:磁感線是閉合曲線電場(chǎng)線不是閉合曲線指南針指向地球南極嗎?03如圖11-6所示，地球周圍存在一個(gè)大范圍的磁場(chǎng)，宛如一個(gè)大的條形磁體。在地磁場(chǎng)的作用下，指南針會(huì)調(diào)整方向，使其取向順著地磁場(chǎng)的磁感線，N極指向地磁南極;S極指向地磁北極。地磁南極在地理北極附近;地磁北極在地理南極附近。地磁兩極與地理兩極不完全重合，地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸之間的夾角約為11°。我們將地球表面水平放置的指南針靜止時(shí)N極所指的方向與地球北極方向之間的夾角稱為磁偏角，地球表面不同地區(qū)磁偏角是不相同的。不僅如此，由于地球磁極的緩慢移動(dòng)，磁偏角也在緩慢變化。我國宋代科學(xué)家沈括是歷史上第-個(gè)提出磁偏角現(xiàn)象的人，他在《夢(mèng)溪筆談》中記載了地磁偏角現(xiàn)象:“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！薄拜^系統(tǒng)的研究磁偏現(xiàn)象原始理論的是英國人吉爾伯特。磁偏角的發(fā)現(xiàn)對(duì)指南針在航海方面的應(yīng)用十分重要。假設(shè)地球的磁場(chǎng)是由于地球帶某種電荷而又繞地軸自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，你認(rèn)為地球帶有何種電荷？帶負(fù)電荷拓展野視科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球磁場(chǎng)的方向并不是恒定不變的，它的南北磁極曾經(jīng)對(duì)換過位置，這就是“磁極倒轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。在地球的幾十億年歷史中，磁極倒轉(zhuǎn)事件發(fā)生多次。僅在最近的450萬年里，就出現(xiàn)了4個(gè)磁場(chǎng)極性不同的時(shí)期。有兩次和現(xiàn)在基本一樣，是“正向期”，即地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近。還有兩次則是和現(xiàn)在正好相反的“反向期”。在每一個(gè)磁性時(shí)期里，有時(shí)還會(huì)發(fā)生短暫的磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為什么會(huì)出現(xiàn)地磁極變化呢?地球磁場(chǎng)反復(fù)變化有什么規(guī)律嗎?迄今科學(xué)家們?nèi)匀粵]有得出統(tǒng)一的結(jié)論。大部分科學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部液態(tài)鐵質(zhì)流圍繞著地核中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果突然發(fā)生變化，其流動(dòng)方向倒轉(zhuǎn)，就會(huì)引發(fā)磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。地球磁場(chǎng)的倒轉(zhuǎn)是否有一定的規(guī)律可循，是否