2014-2015学年高中物理 2.1 指南针与远洋航海学案 新人教版选修1-1.doc

‎2.1 指南针与远洋航海 ‎[学习目标定位]　1.了解指南针在远洋航海中的作用，理解科学技术在社会发展中的作用．了解磁学基础知识.2.知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向.3.了解磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况.4.了解地理南北极与地磁南北极反向并且不重合，知道磁偏角．‎ 一、指南针与远洋航海 ‎1．我国是最早在航海上使用指南针的国家．导航时兼用罗盘和观星，二者相互补充，相互修正．用罗盘指引航向，探索航道，将船舶航向的变动与指南针指向变动的对应关系总结出来，画出的航线在古代称为“针路”或“针径”．‎ ‎2．葡萄牙航海家麦哲伦用了三年时间完成了环球航行，通过这次航行，人类更加认识到地球是球形．‎ 二、磁场 ‎1．磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在的．‎ ‎2．磁场的方向规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指方向就是那一点的磁场方向．‎ ‎3．磁感线：是在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致，磁感线的疏密程度表示磁场强弱．‎ 三、磁性的地球 ‎1．地磁的两极：地磁体的南极在地球的北极附近，地磁体的北极在地球的南极附近．‎ ‎2．磁偏角：地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫磁偏角．‎ ‎3．地球具有磁场，宇宙中的许多天体都有磁场．火星不象地球那样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作.‎ 一、磁场 ‎[问题设计]‎ 阅读教材并思考如何确定磁场的方向？‎ 答案　方法一：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N极的指向即为该点的磁场方向．‎ 方法二：磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向．‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极．能够自由转动的磁体，如用细线悬吊的磁针，静止时指南的磁极叫南极(S极)，指北的磁极叫北极(N极)．‎ 4‎ ‎2．磁场 ‎(1)定义：磁场是存在于磁极周围的一种特殊物质．‎ ‎(2)磁场的方向规律：在磁场中的某一点，小磁针北极受力的方向，也就是小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．‎ ‎(3)磁场的基本性质：对放入其中的磁体和通电导体有力的作用．‎ 二、磁感线 ‎1．定义：磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同．‎ ‎2．特点：‎ ‎(1)在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极；在磁体内部由南极回到北极．‎ ‎(2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向即过该点的磁感线的切线方向．‎ ‎(3)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．‎ ‎(4)没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场存在，通过磁场中的任一点总能而且只能画出一条磁感线．‎ ‎(5)磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线．例如：条形磁铁或通电螺线管的磁感线在外部都是从N极发出进入S极，在内部则由S极回到N极，形成闭合曲线．‎ ‎[延伸思考]‎ 请思考电场线与磁感线有哪些相同点和不同点，并填写下表.‎ 电场线 磁感线 电场线从正电荷(或无穷远)发出，终止于无穷远(或负电荷).‎ 在磁体内部，磁感线是从S极指向N极，外部是从N极发出从S极进去．‎ 正电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的场强方向一致，也与该点所在电场线的切线方向一致.‎ 小磁针在磁场中静止时N极的受力方向与该点的磁场方向一致，也与该点所在磁感线的切线方向一致．‎ 电场中任何两条电场线都不相交.‎ 磁场中任何两条磁感线都不相交．‎ 电场线的疏密程度表示电场的强弱.‎ 磁场线的疏密程度表示磁场的强弱.‎ 三、磁性的地球 ‎[问题设计] ‎ 放在地面上的小磁针静止时为什么指向南北方向呢？地面附近地磁场的磁性强吗？‎ 答案　因为地球是有磁性的；地面附近地磁场的磁性不强．‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．地磁场：地球是一个巨大的磁体，地球周围存在着磁场——地磁场．‎ ‎2．两极：地磁体的南极在地球的北极附近，地磁体的北极在地球的南极附近．‎ ‎3．磁偏角：地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角．‎ ‎4．地磁场分布如图1所示．‎ 4‎ 图1‎ 例1　条形磁铁上部一小磁针平衡时N极指向如图2所示，假定磁铁内部也有一小磁针，平衡时如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A．磁铁c端是N极，d端是S极 B．磁铁c端是S极，d端是N极 C．小磁针a端是N极，b端是S极 D．小磁针a端是S极，b端是N极 解析　小磁针静止时N极的指向即为该处的磁场方向，条形磁铁外部磁感线方向是由N极指向S极，而内部是由S极指向N极，由小磁针静止时N极所指的方向可判定磁铁c端是S极，d端是N极；磁铁内部的小磁针，由内部磁场方向可判定，a端是S极，b端是N极．‎ 答案　BD 针对训练　铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，则(　　)‎ A．A、B一定互相吸引 B．A、B一定互相排斥 C．A、B之间有可能无磁场力作用 D．A、B可能互相吸引，也可能互相排斥 答案　D 解析　小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性，铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性，若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下会被磁化而相互的吸引．若A有磁性，则A、B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当它们的异名磁极互相靠近时，互相吸引．这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用，故只有D项正确．‎ 二、磁感线的理解 例2　关于磁感线，下列说法中正确的是(　　)‎ A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 B．磁感线总是从N极到S极 C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 解析　磁感线是为了形象描述磁场而假设的有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场的方向，曲线的疏密表示磁场的强弱，所以C正确，A不正确；在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以B、D不正确．‎ 答案　C 针对训练　如图3所示，OO1为条形磁铁的轴线，a、b、c为轴线上的点，则这三点的磁场强弱关系为(　　)‎ 图3‎ 4‎ A．a＝b＝c B．a>b>c C．a>c>b D．a