
在地球南北極附近的高緯度地區(qū),人們常??梢钥吹揭环N奇異的自然現(xiàn)象:巨大的天幕似乎被染上了各種顏色;這些顏色還會不斷變化,從紫色到黃綠色,直至橘紅色,耀人眼目。這是天上的畫家在揮筆作畫,還是盛裝的少女手持彩練在空中載歌載舞?古人對這種現(xiàn)象進行了種種猜測,直到近代,才有了科學(xué)的解釋??茖W(xué)家把這種現(xiàn)象叫做“極光”。極光的發(fā)生與地球的磁場有密切關(guān)系。
1. 了解簡單的磁現(xiàn)象。2. 通過實驗認(rèn)識磁極及磁極間的相互作用。3. 通過實驗認(rèn)識磁場。4. 知道磁感線可以形象地描述磁場,會用磁感線 描述磁體周圍的磁場分布情況。5. 知道地磁場。
1. 地球南北極的“極光”在地球南北極的高緯度地區(qū),人們常??梢钥吹揭环N奇異的自然現(xiàn)象。巨大的天幕似乎被染上了各種顏色,這些顏色還會不斷變化,耀人眼目??茖W(xué)家把這種現(xiàn)象叫做極光,極光的發(fā)生與地球的磁場有著密切的關(guān)系。
2. “羅盤”公元843年,在茫茫的大海上,一只帆船正在日夜不停地航行,沒有航標(biāo)、沒有明確的航道。船上一些聰明的中國人利用手中儀器指示的方向,開辟了從浙江溫州到達日本嘉值島的航線。這個神奇的儀器,就是羅盤,即指南針。指南針為什么能夠指示方向呢?
1. 磁性、磁體和磁極(1)探究磁性、磁體和磁極實驗一:用磁體的一端分別靠近鐵片、鋼鋸片、硬幣、銅螺絲、回形針、玻璃片等。實驗現(xiàn)象:通過實驗發(fā)現(xiàn)磁體能夠吸引鐵片、鋼鋸片、硬幣和回形針,不能吸引銅螺絲、玻璃片。
實驗二:把細鐵屑或大頭針均勻地撒在一張白紙上,將條形磁體平放在鐵屑中,然后用手輕輕將磁體提起,并輕輕抖動,觀察磁鐵兩端及中間部分吸引鐵屑的多少。實驗現(xiàn)象:發(fā)現(xiàn)兩端附近吸引的鐵屑最多,而中間部位幾乎不吸引。實驗三:用線吊起一個小條形磁體,使它在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,發(fā)現(xiàn)小磁體靜止的時候,大致停在南北方向上。即自由轉(zhuǎn)動的磁體,靜止后恒指南北.
(2)探究歸納①磁性與磁體:物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性,具有磁性的物體叫做磁體。②磁極:磁體的兩端磁性最強,中間部分磁性最弱,幾乎沒有磁性。我們把磁體上磁性最強的部位叫做磁極。
能夠自由轉(zhuǎn)動的磁體,靜止時指南的那個磁極叫做南極或S極,指北的那個磁極叫做北極或N極。
(1)做一做①將一根條形磁鐵甲用細線懸掛起來,用另一根條形磁鐵乙的N極分別去靠近甲的N極(圖1)和S極(圖2),再用乙的S極去靠近甲的S極(圖3),觀察現(xiàn)象,歸納結(jié)論。
2. 磁極間的相互作用
② 將兩根條形磁鐵的N、S極互相靠近時,感受之間的力; 將兩根條形磁鐵的N、N極互相靠近時,感受之間的力。
N、N(S、S)極互相排斥
結(jié)論: 同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引.
視頻欣賞——《磁極間的作用力》
(1)實驗:如圖所示,在鐵架臺上固定一軟鐵棒,在它的下方放一些細鐵屑,然后在軟鐵棒的上方放一根條形磁體,發(fā)現(xiàn)軟鐵棒能吸引細鐵屑,軟鐵棒變成了磁體。結(jié)論:一些物體在磁體或電流的作用下會獲得磁性,這種現(xiàn)象叫做磁化。
①將磁鐵的一極靠近或接觸磁性材料(圖甲);②將磁鐵的一極在磁性材料上沿同一方向重復(fù)摩擦幾次(圖乙所示);③利用充磁機對磁性材料充磁。鋼被磁化后能長時間保持磁性,鐵則不能。人造磁體就是將鋼進行磁化而制成的。
圖甲 圖乙
(3)磁化的危害機械手表被磁化后走時不準(zhǔn),彩色電視機顯像管被磁化后色彩失真等。(4)磁化的應(yīng)用磁帶和磁盤上都含有磁性物質(zhì),利用它上面的磁性物質(zhì)可以存儲聲音、圖像和文字信息。
(5)消磁通過撞擊、煅燒等手段使磁體失去磁性的過程。消磁可以看成是磁化的逆過程,是將磁體內(nèi)部原來排列整齊有序的磁分子打亂,使其變得雜亂無章。
【例題1】小科在課外興趣活動課中將數(shù)枚一元硬幣按如圖所示放在兩根平行的條形磁鐵上,搭成了一座漂亮的“硬幣橋”,下列分析正確的是( ) A.“硬幣橋”上左右兩端的硬幣沒有磁性B.“硬幣橋”中間磁性最強C.“硬幣橋”的搭建利用到了磁化的原理D.兩枚硬幣相鄰的部分是同名磁極
當(dāng)硬幣都放在磁體的磁極上時,會被磁體磁化,硬幣也具有N極和S極,因此最外側(cè)的硬幣也有磁性,由于異名磁極相互吸引,硬幣便會搭成一座漂亮的“硬幣橋”,搭成的“硬幣橋”相當(dāng)于條形磁鐵,并且中間磁性最弱,故ABD錯誤,C正確。 故選C。
磁鐵不接觸鐵釘就可以吸引鐵釘,為什么?我們用嘴吹紙條,紙條會飄動,嘴巴也沒有接觸紙條,但我們可以憑借它對紙條的作用斷定,這是通過空氣發(fā)生作用的——盡管空氣看不見,但它確實是存在的物質(zhì)。磁鐵不接觸鐵釘就可以吸引鐵釘,磁鐵的周圍有什么?我們來進行探究。
(1)磁場①實驗探究:用一塊布包著條形磁體,放在桌子上,拿一個小磁針靠近磁體,你觀察到了什么現(xiàn)象?②現(xiàn)象與分析:將磁針放到磁體附近,小磁針指向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。小磁針與磁體并沒有接觸,但產(chǎn)生了力的作用,這是因為磁體周圍存在著一種物質(zhì),能使小磁針偏轉(zhuǎn)。探究歸納:磁場:磁體周圍存在著的這種看不見、摸不著的物質(zhì)叫做磁場。磁體兩極磁場最強,中間磁場最弱,離磁體越遠,磁場越弱。
(2)磁場的基本性質(zhì)磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。磁體間的相互作用就是通過磁場發(fā)生的。(3)實驗探究:磁場的方向①先在桌面上放一圈小磁針,觀察小磁針的指向,再把一根條形磁體放到小磁針的中間,再觀察小磁針的指向。
②實驗現(xiàn)象放入條形磁體前,每個小磁針都指示南北方向,放入條形磁體后小磁針的指向發(fā)生了改變,不同位置的小磁針的指向不同。③現(xiàn)象分析小磁針N極在磁場中不同位置的指向不同,說明小磁針在磁場中的不同位置時,N極的受力方向是不同的。探究歸納:磁場具有方向性。物理學(xué)中把小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點磁場的方向。
2. 磁感線(1)實驗探究磁體周圍的磁場①用小磁針探究磁體周圍的磁場在磁場中的不同點,放入許多小磁針,發(fā)現(xiàn)小磁針N極所指的方向不同,說明磁體周圍各點的磁場方向不同。 ②用鐵屑探究磁體周圍的磁場將玻璃板平放在磁體上,并在玻璃板上均勻地撒上一層鐵屑,輕輕敲擊玻璃板,可以看到小鐵屑排列成一條條有規(guī)律的曲線。
(2)磁感線的概念 將一些小磁針放在鐵屑排列的一條曲線上,可觀察到小磁針的N極指向沿著曲線方向。把小磁針在磁場中的排列情況,用一些帶箭頭的曲線畫出來,可以方便、形象地描述磁場,這樣的曲線叫做磁感線,如圖所示。
(3)磁感線的方向磁感線是有方向的曲線,曲線上箭頭的方向表示磁感線的方向,也是該點磁場的方向,磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā),回到S極。磁感線上某點的切線方向與放在該點的小磁針靜止時北極的指向一致,如圖所示。
(4)五種基本磁場的磁感線描述
3. 磁感線的性質(zhì)(1)磁感線是用來描述磁場的一些假想曲線,實際上并不存在.磁感線上任意一點的切線方向為該點的磁場方向。磁場越強的地方,磁感線分布越密;磁場越弱的地方,磁感線分布越疏。(2)磁感線為封閉的、立體的曲線,在磁體的外部,磁感線的方向是從N極指向S極,而在內(nèi)部,是從S極指向N極。(3)在同一磁場中,任何兩根磁感線都不會相交。這是因為在同一磁場中任何一點的磁場方向只有一個確定的方向,如果在某一點有兩條磁感線相交,就意味著該點有兩個磁場方向,就與某點磁場方向的唯一性相悖。
視頻欣賞——《實驗探究—磁體的磁場》
【例題2】磁場是看不見的,但它是真實存在于磁體周圍的一種特殊物質(zhì)。在研究磁場的強弱和方向時,構(gòu)建了磁感線模型。如圖所示,我們忽略掉所畫的磁感線的粗細等次要因素,抓住磁感線的____________這個主要因素來描述磁場的強弱,同時用磁感線的________描述磁場的方向。圖中的小磁針靜止時,小磁針的左端是_____(選填“N”或“S”)極。
磁感線的疏密程度表示磁場的強弱,磁感線越密,磁場越強。磁感線的方向與磁場的方向相同,所以用磁感線方向描述磁場的方向。圖中的小磁針靜止時,小磁針N極的指向為磁場的方向,所以左端S極,右端是N極。
【例題3】如圖是條形磁體的磁場外布圖,有以下說法其中正確的是( )①該條形磁鐵的右端為N極,左端為S極;②a處的磁場強弱與b處的磁場強弱相同;③置于a點的小磁針,靜止時北極指向左側(cè);④磁感線是真實存在的一種物理模型A.①② B.③④C.①③ D.②④
①在磁體外部,磁感線都是從N極出發(fā),回到S極,因此,圖中條形磁鐵的右端為N極,左端為S極,故①正確;②磁體中兩極的磁性最強,中間的磁性最弱,因此,a處的磁場比b處的磁場弱,故②錯誤;③由于磁場中某一點,小磁針靜止時N極所指的方向為磁場的方向,所以置于a點的小磁針,靜止時北極指向左側(cè),故③正確;④磁感線是為了便于研究,人們假想出來的,是一種物理模型,但不是真實存在的,故④錯誤;綜上所述,①③正確,故ABD錯誤,C正確。所以選C。
做一做,想一想:把小磁針放在桌面上,靜止時,觀察它們的指向是怎樣的?結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們的指向有規(guī)律,即小磁針的N極總是指向北方。 為什么指南針在世界各地都能夠指示南北呢?
1. 地磁場(1)地球周圍空間存在的磁場叫做地磁場。地球是一個磁體,地磁場的形狀與條形磁體的磁場很相似。 (2)地磁場的特點地磁兩極與地理兩極相反。地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近。
2. 磁偏角地球這個巨大的磁體有兩個磁極,分別稱為地磁的南極(S)和地磁的北極(N),地磁的兩極和地理的兩極并不重合。地磁的南極在地理的北極附近,地磁的北極在地理的南極附近,它們之間有一個偏差角度,我們稱為磁偏角。
沈括—第一個發(fā)現(xiàn)磁偏角的學(xué)者
沈括(1031—1095),中國宋代著名學(xué)者,他在其著作《夢溪筆談》中最早提及磁偏角:“方家以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也”。
3. 地磁場的利用(1)行軍、航海需要利用地磁場對指南針的作用來定向。(2)鴿子、海龜是利用地磁場來導(dǎo)航的。(3)鰻鱺以地磁場作為信息源提供信息。
4. 知識拓展同學(xué)們想過下列問題嗎? ①磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點是不同的;②地球磁極在緩慢移動,磁偏角也在緩慢變化;③近百年地磁場在衰減; ④地磁場產(chǎn)生的原因。到目前為至,沒有明確的結(jié)論,有各種各樣的猜測……。業(yè)余時間可以在網(wǎng)上搜一搜,可能找出答案。
【例題4】中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也?!边M一步研究表明,地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖所示。地磁場的磁感線 ______(選填“是”或“不是”)真實存在的,地磁場的N極在地理的_____(選填“南”或“北”)極附近。
磁感線是假想的分布在磁體周圍的曲線,地磁場的磁感線不是真實存在的,地磁場是真實存在的。地理的南北極和地磁的南北極并不重合,地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近。
①物體吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性。②磁體上吸引能力最強的兩個部位部分叫磁極。③磁極間相互作用:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。④磁化:一些物體在磁體或電流的作用下會獲得磁性。①磁體周圍存在一種看不見、摸不著的物質(zhì),稱為磁場。②磁場的基本性質(zhì):對放入其中的磁體有力的作用。 ③磁場的方向:小磁針靜止時北極所指的方向。①描述磁場:磁感線可以表示磁體周圍的磁場分布情況; 在磁場外部,它從磁體的N極出發(fā),回到S極。② 磁感線上任一點的磁感線方向,就是該點磁場的方向;③ 磁感線的疏密表示磁場的強弱。 地磁兩極與地理兩極相反且并不重合,叫做磁偏角。
磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象的對比
1. 兩根外形完全相同的鋼棒,其中的一根有磁性,另一根無磁性。沒有別的器材,你如何把它們區(qū)別開來?
條形磁體的兩端磁性最強,中間磁性最弱。拿一根鋼棒去接觸另一根鋼棒的中部,若相互吸引,則手拿的一根有磁性,另一根無磁性;若沒有相互吸引,則手拿的一根無磁性,另一根有磁性。
2. 圖中的兩個圖分別畫出了兩個磁極間的磁感線。請在圖中標(biāo)出磁極的名稱,并畫出位于圖中A點和B點的小磁針靜止時北極所指的方向。
根據(jù)磁體外部,磁感線的方向是由磁鐵的N 極出發(fā)回到磁鐵的S極,則由圖即可確定圖中標(biāo)出磁極的名稱。根據(jù)某點磁場的方向?qū)嶋H就是小磁針靜止時北極所指的方向可確定,小磁針靜止時北極所指的方向。如圖所示:
3. 請找兩根縫衣針、一個按扣、一只大頭針和一塊橡皮,做一個指南針。用橡皮和大頭針制作指南針的底座。使縫衣針磁化后,穿過按扣的兩個孔,放在底座的針尖上,這就是一個小指南針,如圖。如果圖中指南針靜止下來后,針尖指北,那么針尖是N極還是S極?
地球是一個大磁體,指南針指南北的原因是由于受到了地磁場的作用;指南針靜止時,指向南的一端是磁體的南(S)極;指向北的一端是磁體的北(N)極,針尖指北,所以針尖是N極。
4. 做實驗并進行觀察,地球上指南針靜止時N極所指的是地理的北方還是南方?你認(rèn)為地球的磁北極位于地理北極附近還是地理南極附近?為什么?
指南針靜止時能指南北方向的原因是受到地磁場的作用,指南針在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動后,小磁針靜止時N極所指的方向是地理的北方;根據(jù)異名磁極互相吸引,說明地磁場的南極在地理的北極附近,地磁的北極位于地理南極附近。
1.如圖所示,AB為一鋼棒,用條形磁體的N極沿圖中的箭頭所示方向摩擦鋼棒若干次,鋼棒就有了磁性,這種現(xiàn)象稱為________,并且鋼棒的A端是______極,B端是______極.
用磁鐵的一極在鋼棒AB上從A向B反復(fù)摩擦幾后,鋼棒就具有了磁性,這種現(xiàn)象稱為磁化;在磁鐵和鋼棒最后接觸的位置上,即磁鐵的N極與鋼棒的B端相互接觸,鋼棒的B端與磁鐵的N極相互吸引,根據(jù)磁極間的相互作用:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引知,B端為S極,則A端為N極.
2.如圖,用一根不知有無磁性的鐵棒的A端靠近一根懸掛的條形磁鐵的N極,發(fā)現(xiàn)條形磁鐵被吸引。該鐵棒有沒有磁性呢?下列說法正確的是( ?。〢.可以確定有磁性,且A端是S極B.不確定有無磁性,只需要將B端靠近S極,觀察現(xiàn)象就可以判斷C.不確定有無磁性,只需要將B端靠近N極,觀察現(xiàn)象就可以判斷D.不確定有無磁性,若將A端靠近S極,觀察現(xiàn)象仍然無法判斷
假如鐵棒有磁性,異名磁極相互吸引,鐵棒的A端靠近一根懸掛的條形磁鐵的N極,鐵棒和條形磁鐵的N極相吸引,說明鐵棒的A端是S極;假如鐵棒沒有磁性,磁體可以吸引磁性材料,條形磁鐵具有磁性,可以吸引沒有磁性的鐵棒,所以鐵棒是否具有磁性不能確定;將鐵棒的B端靠近懸掛的條形磁鐵的N極,磁鐵遠離鐵棒,由于只有同名磁極相互排斥,因此鐵棒一定有磁性,并且B端為N極,則A端為S極。故C正確,ABD錯誤。故選C。
3.磁體旁的小磁針靜止時所指的方向如圖所示,請在括號中標(biāo)出磁體的磁極,并標(biāo)出圖中磁感線的方向。
根據(jù)磁極之間的相互作用規(guī)律可知,小磁針左側(cè)磁體為N極,右側(cè)磁體為S極,磁感線從N極指向S極,如圖所示:
4.條形磁體的磁感線如圖所示,小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài).請在圖中標(biāo)出:①磁感線A點處的磁場方向;②小磁針的N極。
根據(jù)磁體外部磁感線從N極到S極可以判斷磁感線的方向,小磁針的N極指向磁感線的方向,如圖所示。
5.關(guān)于磁場和磁感線,以下說法不正確的是( ?。〢.磁感線分布在磁體周圍的立體空間里B.磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的C.磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā),回到S極的D.磁場中,小磁針靜止時北極所指的方向為該點磁場的方向
A.磁感線是為了描述磁場而引入的一種假想的線,磁感線不是真實存在的,故A錯誤,符合題意 ;B.磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的,故B正確,不符合題意;C.磁體外部的磁感線是從北極出來,回到S極,故C正確,不符題意;D.磁場中的小磁針靜止時,北極所指的方向跟該點的磁場方向一致,為該點的磁場方向,故D正確,不符合題意。 所以選A。
6.如圖所示,是條形磁體的磁場分布圖,a、b是磁場中的兩個點,關(guān)于該磁場,下列說法正確的是( ?。〢.磁感線是為了研究方便而引入的假想曲線B.該條形磁體的右端為S極,左端為N極C.將一小磁針置于b點,其靜止時N極指向右側(cè)D.由于a點沒有磁感線經(jīng)過,所以a處的磁場比b處弱
A.磁感線是為了研究磁場的分布情況而引入的假想曲線,不是真實存在的,故A正確;B.在磁體的外部,磁感線都是從N極出發(fā),回到S極,所以由圖知,該條形磁體的右端為N極,左端為S極,故B錯誤;C.小磁針靜止時N極所指的方向為磁場的方向,所以將一小磁針置于b點,其靜止時N極指向左側(cè),故C錯誤;D.磁體周圍,越靠近兩極的位置其磁感線越密集,磁場越強,所以a處的磁場比b處強,故D錯誤。 所以選A。
7.人類最早的磁化技術(shù)出現(xiàn)在我國宋代。據(jù)《武經(jīng)總要》記載,古人先將魚形鐵燒紅,令鐵魚頭尾指向南北,如圖甲所示,然后將其放入水中冷卻,依靠地磁場獲得磁性,再將其放入水中漂浮,制成指南魚,圖乙中是它靜止時的指向。下列判斷不正確的是( ?。〢.魚形鐵能被磁體吸引B.指南魚漂浮在水中受到的浮力等于它受到的重力C.指南魚魚頭應(yīng)標(biāo)注“N”D.指南魚的腹部磁性最強
A.磁性是指能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì);魚形鐵是用鐵制成的,能被磁體吸引,故A正確,不符合題意;B.指南魚漂浮在水中,受力平衡,受到的浮力等于它受到的重力,故B正確,不符合題意;C.地磁場的南極在地球的北極附近,地磁場的北極在地球的南極附近,如圖所示,指南魚魚頭指向北方,根據(jù)異名磁極相互吸引,指南魚魚頭應(yīng)標(biāo)注“N”,故C正確,不符合題意;D.指南魚是一個磁體,頭尾指向南北,說明頭尾是磁極,兩個磁極位置的磁性最強,中間最弱,故D錯誤,符合題意。故選D。
8. 在探究蹄形磁體周圍磁場的實驗中,老師將玻璃板平放在磁體上,并均勻地撒上一層鐵屑,輕敲玻璃板,鐵屑就會有序地排列起來,如圖,對實驗中有關(guān)現(xiàn)象的分析不正確的是( )A. 撒鐵屑的目的是將原來不存在的磁場顯示出來B. 鐵屑在磁場中被磁化成一個個小磁體C. 輕敲玻璃板,鐵屑由于具有慣性會與玻璃板分離D. 輕敲玻璃板,鐵屑與玻璃板分離后,不受摩擦力,鐵屑在磁力作用下排列有序
A.鐵屑在磁場中被磁化成一個個小磁針,從鐵屑在磁場中分布的情況可以研究磁場,但是不能顯示磁場,因為磁場是看不到的。故A錯誤。 選項BCD選項都正確。 所以選A。
這是一份初中物理人教版九年級全冊第1節(jié) 磁現(xiàn)象 磁場教案配套ppt課件,共22頁。PPT課件主要包含了磁現(xiàn)象磁場,磁現(xiàn)象,磁性材料的應(yīng)用,思考與練習(xí),練一練,地磁場,想一想等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版九年級全冊第1節(jié) 磁現(xiàn)象 磁場背景圖課件ppt,共20頁。PPT課件主要包含了第二十章第1節(jié),磁現(xiàn)象磁場,新課引入,磁現(xiàn)象,演示1,小組進行實驗,演示3,你還知道哪些,磁現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用,實驗2等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份初中物理人教版九年級全冊第1節(jié) 磁現(xiàn)象 磁場課文配套ppt課件,共16頁。PPT課件主要包含了磁現(xiàn)象,實驗1,實驗2,條形磁體磁場分布,U形磁體磁場分布,磁感線的共同特點,疏密程度,有無交叉,地磁場,地磁南極等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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