第十六章 电磁转换
一、磁体与磁场
当我还是一个四五岁的小孩时,父亲给
了我一个罗盘,我觉得十分好奇,这只指南
针不和任何物体接触,竟能始终的指向南北。
我现在还记得:当时我萌发了一个深刻而持
久的印象,这事情的背后一定隐藏着某种原
理。 ——爱因斯坦
中国式世界上最早有人开始研究磁现象的国家。约公元前4世纪,在
《管子》一书中就有关于磁现象的记载。
我国古人很早就发现了磁石的指向性。公元4世纪的西晋时代,人们
将剪成鱼形的薄铁皮加热到通红,鱼头朝南、鱼尾朝北放入水中快速冷
却,经地磁场磁化后,制成了指南鱼。后来,人们又找到了用天然磁石
摩擦钢针使其磁化的方法,制作了指南针。
指南针是我国古代四大发明之一。这一伟大发明使中国的航海事业
在15实际初达到世界最高水平。随后,指南针经阿拉伯传入欧洲,被广
泛应用于航海中,开辟了世界性的贸易市场,为人类近代文明和科技发
展作出了重大贡献。
磁的基本概念 磁性
磁性:磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
当磁铁靠近大头针有什么现象?说明什么?生活中还有哪
些类似现象?磁铁只能吸引铁吗?什么叫磁性?对“磁”
这个字你怎么理解?
磁的基本概念 磁体
磁体:具有磁性的物体。
条形磁铁
蹄形磁铁
小磁针
天然磁体
人造磁体
永
磁
体
Fe3O4
什么叫磁体?生活中叫做什么?如何
分类?物理中常见的磁体有哪几种?
磁的基本概念 磁极
磁极:磁体上磁性最强的两端。
磁体具有指向性:磁体自由静止时指北的那个磁极叫N极。
指南的那个磁极叫S极。
磁中性区:磁体中间几乎没有磁性
每个磁体都有两个磁极,一般在磁体的两端。
实验中发现磁体哪里的磁性最强?悬挂起来后具有什么特
点?磁性最弱的地方在哪?条形磁铁摔断有几个磁极?
环形磁铁的
磁极在上下
单磁极 成
对
1.弹簧测力计下挂一铁块,将弹簧测力计自N移动到S的过程
中,弹簧测力计的示数随位置变化的图像是( )
练一练
A B C D
B
磁的基本概念 磁极间相互作用规律
磁极间相互作用规律:同名磁极相互排斥,
异名磁极相互吸引。
下图实验中你有什么
发现?能得到什么规
律?与电荷作用规律
对比一下你又有什么
发现?左图实验说明
说明?
2.如图,在弹簧测力计下端吊一块条形磁铁,将弹簧
测力计水平向右移动时,弹簧测力计的示数将( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
练一练
C
3.有两根外形完全相同的棒a和b,如果按图甲那,用手
拿a时b 不会掉下;若按图乙那,用手拿b时不能吸住a,
这说明( )
A.a有磁性,b没有磁性 B.a没有磁性,b有磁性
C.a、b都没有磁性 D.a、b都有磁性
练一练
A
4.现有外表完全相同的磁铁和钢棒,如何区分呢?你有
几种方法?原理分别是什么?如果不允许添加器材你怎
么做?
练一练
吸铁性
指向性
磁极相互作用规律
磁性强弱分布规律
磁的基本概念 磁化
磁化:使没有磁性的物体获得磁性的过程。
磁化方法:用磁体接触或靠近,
用磁体顺同一方向反复摩擦。
去磁:使具有磁性的物体失去磁性的过程。
去磁方法:加热或猛烈敲击
左图实验说明什么?什么叫磁化?磁化的方法有哪些?磁
化的结果是什么?什么叫去磁?如何去磁?什么叫磁性材
料?磁铁为什么能吸引磁性材料(包括铁、钢、钴、镍,
以及他们的氧化物)?
相对异极
磁化和磁极
间相互作用
软磁性材料 硬磁性材料
5.有两根大头针被磁体一端吸起,悬在磁体下方,如图所
示的四幅图中能正确反映实际情况的是( )
练一练
A B C D
D
6.如图所示,把条形磁体的一端靠近一个原来没有磁性的铁棒,
发现铁棒也能吸引铁屑,表明铁棒获得了磁性,这种使原来没
有磁性的物体获得磁性的过程叫做 ,被磁化的铁棒的下
端是 极。如果把上面的条形磁铁拿走,软铁棒 (能
/不能)保持磁性。
练一练
N
磁化
不能
磁的基本概念 应用
A.冰箱的密封条
B.电脑硬盘 C.银行卡
D.刻录DVD盘 E.录音带
7.把条形磁从中断为两段,那么这两个断面再靠近时,
将 ;如图将喇叭上的圆形磁截断后,再让原
断相对,两半磁之将 (选填“相互吸引”或“
相互排斥”或“不生相互作用”)。
练一练
相互吸引
相互吸引
磁场 概念
磁场:磁体周围客观存在的一种物质。
磁场基本性质:磁场对放入其中的磁体(电流)产生力的作用。
磁场方向规定:在磁场中某点,小磁针静止时N极所指方向,
就是该点磁场的方向。
实验中小磁针磁极原来怎样?后来怎么样?为
什么这样?谁施加的?没接触是如何施加的呢
?你有什么想法?什么方法?如何理解磁场?
磁场的基本性质是什么?磁极间的相互作用你
现在怎么理解?磁场有方向吗?如何知道的?
如何规定的?磁场有大小吗?怎么知道的?
磁极间相互作用就是通过磁场而发生的。
磁场 认识
磁场看不见摸不着,我们如何能知道磁体周围的磁场大小、
方向等有什么分布特点呢?什么研究方法?具体怎么办?
数量少怎么办?后者为什么行?两者的优缺点分别是什么
?通过实验你发现磁体周围的磁场分布有什么特点?
有大小:靠近磁极的地方磁场越强。
有方向:小磁针静止时N极所指的方向。
有区域:磁场是磁体周围立体分布的。
转化法
磁场 常见磁体周围磁场
条形磁铁周围的磁场如何分布的?大
小如何?方向如何?
磁场 常见磁体周围磁场
蹄形磁铁周围的磁场如何分布
的?大小怎么样?方向怎么样
?
磁场 常见磁体周围磁场
异名磁极间周围的磁场如何分布的?大小如何?方向如何
?
磁场 常见磁体周围磁场
同名磁极间周围的磁场如何分布的?大小如何?方向如何
?
磁感线 概念
如何简单直观地表示磁体周围的磁场呢?什么研究方法?磁
感线的概念是什么?是真实存在的吗?它是如何描述磁场的
?磁感线有什么特点?说明什么?为什么?
磁感线分布的疏密程度反映了磁场的强弱。
磁感线为闭合曲线。
在磁体外部,磁感线从N极发出,回到S极。
磁感线立体分布。
磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向。
磁感线永不相交。
理想模型法
磁感线:为了描述磁体周围的磁场,物理学家依照铁屑在磁场
的排列情况,在磁场中画一些有方向的假想曲线,这样的曲线
叫做磁感应线,简称磁感线。
不存在
磁感线 常见磁体磁感线
练一练
8.关于磁感线,下列说法正确的是 ( )
A. 磁感线是磁场中存在的曲线
B.磁感线都是从磁体的N极到S极
C.磁体N极在磁场中某点的受力方向与该点的磁感线切线
方向一致
D.磁感线只分布在磁体外,不分布在磁体内
C
练一练
9.如图所示,一条形磁的周围放着能自由转的小磁针甲、
乙、丙、丁,这四根磁针静止时磁极指向画错的是(磁针的
黑端表示N极) ( )
A. 磁针甲 B.磁针乙 C.磁针丙 D.磁针丁
磁场方向
磁感线的方向
小磁针N极静止时的指向
小磁针N极受力方向
小磁针S极静止时的指向
小磁针S极受力方向
在磁体外部,磁感线从N极发
出,回到S极。
常见磁体周围的磁感线要记清
B
练一练
10.如图所示,标出磁感线方向,并标明小磁针的N极。
S
N
练一练
N
11.磁体旁小磁针静止时所指的方向如图所示,画出小磁
针所在磁感线的方向,并标出磁体的N、S极。(小磁针
黑端为N极)
N
练一练
12.在一个圆纸盒里有一个条形磁体,圆纸盒外放着一些
小磁针,各磁针静止时N极的指向如图所示,请在圆纸盒里
画出磁体并标明它的N、S极。
地球本身是一巨大的磁体地球周围的磁场,称为地磁场。
地磁的N极在地理南极附近地磁的S极在地理北极附近。
小磁针静止时能指南北方向,是因为受到地磁场的作用
沈括,中国宋代科学家,
在其著作《梦溪笔谈》中
最早提及磁偏角。“方家
以磁石磨针锋,则能指南,
然常微偏东,不全南也”。
地磁南北极与地理南北极之间存在一个夹角。
地磁场
指南针为什么指南北?阅读课本,你了解哪些?地
球为什么有磁场?地磁场NS极在哪?怎么知道的?
他们是否重合?小磁针为什么能指南北?