最早的磁性指向器最早的磁性指向器司南司南它由青铀盘和磁石琢磨的勺组成，磁勺头为磁性的北极，它由青铀盘和磁石琢磨的勺组成，磁勺头为磁性的北极，尾为南极。磁勺放置在地盘中心，受地磁作用，勺尾指尾为南极。磁勺放置在地盘中心，受地磁作用，勺尾指向南方。向南方。 第二章 磁场2.1 2.1 指南针和远洋航海指南针和远洋航海一、早期对磁的研究和使用1 1、郑和下西洋：、郑和下西洋： 我国是我国是最早最早在航海上使用指南针的国家，在航海上使用指南针的国家，导航时兼导航时兼用罗盘和观星用罗盘和观星 ，二者相互补充，相互修正，二者相互补充，相互修正。 用罗盘指引航向，探索航道，将船只航向的变动与用罗盘指引航向，探索航道，将船只航向的变动与指南针指向的变动的关系总结出来，画出的航线在古代指南针指向的变动的关系总结出来，画出的航线在古代称为称为针路或针径针路或针径。 海道针经海道针经 1405140514331433年间，年间，郑和郑和先后先后7 7次下西洋。他率领当次下西洋。他率领当时世界上最强大的船队，先后到达了亚洲、非洲的三十时世界上最强大的船队，先后到达了亚洲、非洲的三十几个国家。是世界航海史上伟大的壮举。几个国家。是世界航海史上伟大的壮举。郑和下西洋，不但是中国海上探险事业的巨大成就，郑和下西洋，不但是中国海上探险事业的巨大成就，也是世界地理发现史上的光辉纪录。也是世界地理发现史上的光辉纪录。2 2、欧洲人的远洋探险：、欧洲人的远洋探险： 在宋、元两代，我国发明的指南针传到了欧洲和在宋、元两代，我国发明的指南针传到了欧洲和亚洲的许多国家，使得近代欧洲的远洋探险成为可亚洲的许多国家，使得近代欧洲的远洋探险成为可能。能。 意大利意大利航海家航海家哥伦布哥伦布（约（约145114511506 1506 ）进行了远）进行了远洋探险，在这次航行中，观察到了洋探险，在这次航行中，观察到了磁偏角磁偏角。 葡萄牙葡萄牙航海家航海家麦哲伦麦哲伦（约（约148014801521 1521 ）也进行了）也进行了远洋探险，用了三年时间完成了举世闻名的远洋探险，用了三年时间完成了举世闻名的环球航环球航行行。 所有这些远洋航行的成功，离不开磁学知识的最所有这些远洋航行的成功，离不开磁学知识的最初应用初应用指南针指南针。二、磁场二、磁场1 1、磁场：磁体周围存在磁场。、磁场：磁体周围存在磁场。2 2、磁场的基本性质：对磁体有力的作用。、磁场的基本性质：对磁体有力的作用。 同名磁极相斥同名磁极相斥 ，异名磁极相吸，异名磁极相吸 。3 3、磁场的方向：、磁场的方向：规定静止小磁针规定静止小磁针北极北极N N受力受力的方向，也即小磁针静的方向，也即小磁针静止时止时北极所指北极所指的方向，就是那一点的方向，就是那一点的磁场方向的磁场方向 4 4、磁感线：、磁感线：（1 1）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线, ,在这些在这些 曲线上，每一点的曲线上，每一点的切线切线方向，都跟该点的磁场方向，都跟该点的磁场方向相方向相同同。这样的曲线叫磁感线。这样的曲线叫磁感线。 (2)(2)目的：为目的：为形象地描述形象地描述磁场而人为引入的磁场而人为引入的 e.e.假想曲线假想曲线(3)(3)特点：特点： a.a.某点某点切线方向切线方向表示该点的表示该点的磁场方向磁场方向； b.b.疏密疏密可以反映磁场的可以反映磁场的强弱强弱； c.c.磁感线是磁感线是封闭曲线封闭曲线； d.d.任何两条磁感线都任何两条磁感线都不相交不相交。磁感线方向：磁感线方向：外部外部从从N N极到极到S S极；极；内部内部从从S S极到极到N N极。极。（4 4）模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的）模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，来模拟磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟图性质，来模拟磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟图（4 4）模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的）模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，来模拟磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟图性质，来模拟磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟图（5 5）条形磁体和蹄形磁体的磁感线：）条形磁体和蹄形磁体的磁感线：磁感线方向：磁感线方向：外部外部从从N N极到极到S S极；极；内部内部从从S S极到极到N N极。极。 磁场的方向磁场的方向：四个方向的统一：磁场的方向小磁针静止时N极指向N极的受力方向磁感线上某点的切线方向磁感线磁感线与与电场线电场线的联系与的联系与区别区别磁感线：磁感线：（1 1）为形象描述磁场而假）为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在想的曲线，实际不存在（2 2）疏密表示强弱，切线）疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向方向表示磁场方向（3 3）磁铁外部从）磁铁外部从N N极到极到S S极，极，内部从内部从S S极到极到N N极，形成极，形成闭合曲线闭合曲线（4 4）不相交）不相交电场线：电场线：（1 1）为形象描述电场而）为形象描述电场而假想的曲线，实际不存在假想的曲线，实际不存在（2 2）疏密表示强弱，切）疏密表示强弱，切线方向表示电场方向线方向表示电场方向（3 3）始于正电荷，终止）始于正电荷，终止于负电荷的于负电荷的非闭合曲线非闭合曲线（4 4）不相交）不相交三、地磁场：三、地磁场：1 1、定义、定义: :地球是个地球是个大磁体大磁体, ,具有磁场具有磁场, ,叫叫地磁场地磁场。2 2、磁偏角：、磁偏角：（1 1）地球的地理南北极与地磁场的南北）地球的地理南北极与地磁场的南北相反相反（2 2）地球的地理两极与地磁场的两极）地球的地理两极与地磁场的两极并不重合并不重合, , 有个夹有个夹角角, ,叫叫地磁偏角地磁偏角, ,简称简称磁偏角磁偏角3 3、地磁场的磁感线分布图、地磁场的磁感线分布图4.4.特点：特点：a a。条形磁铁条形磁铁 b b。只有只有赤道附近赤道附近的磁场的方向的磁场的方向 与地面平行与地面平行http:/www.pep.com.cn/gzwl/jszx/tbjx/kb/sp/ 地磁场的分布大致地磁场的分布大致上就像一个上就像一个条形磁体条形磁体。地球的地理南北极与地球的地理南北极与地磁场的南北地磁场的南北相反相反，地球的地理两极与地地球的地理两极与地磁场的两极磁场的两极并不重合并不重合, ,磁针并非准确地指南磁针并非准确地指南或指北或指北 赤道赤道上各地磁感线上各地磁感线近似平行地面近似平行地面不仅地球具有磁场，宇宙不仅地球具有磁场，宇宙中的中的许多（许多（不是所有不是所有）天天体都有磁场。太阳表面的体都有磁场。太阳表面的黑子黑子、耀斑耀斑和和太阳风太阳风等活等活动都与动都与太阳磁场太阳磁场有关。有关。当然也有例外，如月亮、当然也有例外，如月亮、火星也有磁场，但是不像火星也有磁场，但是不像地球那样有一个地球那样有一个全球性的全球性的磁场磁场，所以指南针，所以指南针不能不能在在月球、火星上工作。月球、火星上工作。我国是最早在航海上使用指南针的国家，我国是最早在航海上使用指南针的国家，导航时兼用导航时兼用 和和 ，二者，二者相互补充，相互修正。用罗盘指引航向，相互补充，相互修正。用罗盘指引航向，探索航道，将船只航向的变动与探索航道，将船只航向的变动与 的变动的关系总结出来，画出的航线在古的变动的关系总结出来，画出的航线在古代称为代称为 _ 或或_。意大利航海家哥伦布用了三年时间完成意大利航海家哥伦布用了三年时间完成了环球航行，在这次航行中，观察到了了环球航行，在这次航行中，观察到了 。磁体是通过磁体是通过对铁一类物质发生作对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是用的，磁场和电场一样，是存在的存在的另一种形式，是客观存在另一种形式，是客观存在 反馈练习反馈练习罗盘罗盘观星观星指南针指向指南针指向针路针路针径针径磁偏角磁偏角磁场磁场物质物质磁体上磁性最强的部分叫磁体上磁性最强的部分叫，同名，同名磁极磁极，异名磁极，异名磁极。规定：在磁场中的任意一点，小磁针规定：在磁场中的任意一点，小磁针_ _ 方向就是那一点的磁场方向。方向就是那一点的磁场方向。磁感线磁感线: : 是在磁场中画出一些有方向的是在磁场中画出一些有方向的曲线曲线, ,在这些曲线上在这些曲线上, ,每点的曲线方向每点的曲线方向, ,亦即亦即该点的该点的方方向，都跟该点的向，都跟该点的_相同。磁感线的相同。磁感线的表示磁场表示磁场强弱。强弱。地球在周围空间会产生磁场，叫地球在周围空间会产生磁场，叫 。地磁场的分布大致上就像一个。地磁场的分布大致上就像一个磁磁体。体。磁极磁极相斥相斥相吸相吸北极的受力北极的受力切线切线磁场方向磁场方向疏密疏密 地磁场地磁场条形条形地球具有磁场，宇宙中的许多地球具有磁场，宇宙中的许多 都都具有磁场。月球也有具有磁场。月球也有。火星不象地。火星不象地球那样有一个球那样有一个 的磁场，所以火星上的磁场，所以火星上_不起作用。不起作用。分别用字母在图中空白处标出磁体的南分别用字母在图中空白处标出磁体的南北极北极天体天体磁场磁场全球性全球性指南针指南针1010确定磁场方向的方法是：将一不受外力确定磁场方向的方法是：将一不受外力的的放入磁场中需测定的位置，放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针当小磁针在该位置静止时，小磁针N N极的极的指向即为该点的磁场方向指向即为该点的磁场方向1111小磁针的指南指北性表明地球是一个小磁针的指南指北性表明地球是一个。小磁针小磁针大磁体大磁体12磁感线与电场线的联系与区别：磁感线与电场线的联系与区别：电场线磁感线1电场线从 出发，终止于，电场线是 的曲线，正、负电荷可单独存在1在磁体内部，磁感线是从 极指向 极，外部是从 出发从进去，磁感线是 的曲线，、极是不可分割的2 电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的方向一致，也与该点所在电场线的 方向一致2小磁针在磁场中静止时 极的指向或 极的受力方向与该点的 方向一致，也与该点所在磁感线的方向致3电场中任何两条电场线都 相交3磁场中任何两条磁感线都 相交4电场线的疏密表示电场的 4磁场线的疏密表示磁场的 1313地理的地理的是地磁的北南极。指南针是地磁的北南极。指南针并不指向地球的正南正北，其间有一个交角就并不指向地球的正南正北，其间有一个交角就是是。在地球两极附近，地磁场的磁感。在地球两极附近，地磁场的磁感应强度约为应强度约为5 51010-5-5T T，而永久磁铁两极附近的磁，而永久磁铁两极附近的磁感应强度约为感应强度约为0.5T.0.5T.地磁场是非常弱的。地磁场是非常弱的。1414关于磁感线的下列说法中，正确的是（关于磁感线的下列说法中，正确的是（ ）磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线线磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同场的方向相同磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极磁铁的南极磁感线有可能出现相交的情况磁感线有可能出现相交的情况南北极南北极磁偏角磁偏角1515下列情况可以肯定钢针没有磁性的是（下列情况可以肯定钢针没有磁性的是（ ）将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，再将钢针的另一端接近磁体的南极，则吸引，再将钢针的另一端接近磁体的南极，则两者相互排斥两者相互排斥 将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，再将钢针的另一端接近磁体的北极，则吸引，再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互排斥两者相互排斥 将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互排斥，再将钢针的另一端接近磁体的北极，则排斥，再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互吸引两者相互吸引, ,将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，再将钢针的另一端接近磁体的北极吸引，再将钢针的另一端接近磁体的北极 , ,则则两者相互吸引两者相互吸引 1616、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ）磁极间的相互作用是通过磁场发生的磁极间的相互作用是通过磁场发生的磁场和电场一样也是客观存在的的物磁场和电场一样也是客观存在的的物质质磁感线是实际存在的线，可由实验得磁感线是实际存在的线，可由实验得到到磁感线类似于电场线，它总是从磁体磁感线类似于电场线，它总是从磁体的极出发终止于的极出发终止于 同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全