高二物理选修1-1第二章第1节指南针与远洋航海

1、从从1405 1433年，年，郑和先后郑和先后7次下西洋，次下西洋，这不仅是中这不仅是中国海上探险国海上探险事业的巨大事业的巨大成就，也是成就，也是世界航海史世界航海史上伟大的壮上伟大的壮举。举。我国是最早在航海上使我国是最早在航海上使用指南针的国家。郑和用指南针的国家。郑和下西洋的宝船上装备着下西洋的宝船上装备着罗盘，导航时兼用罗盘罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、和观星，二者互相补充、互相修正。互相修正。用罗盘指引航向，探用罗盘指引航向，探索航道，将船舶航向索航道，将船舶航向的变动与指南针指向的变动与指南针指向变动的对应关系总结变动的对应关系总结出来，画出的航线在出来，画出的航线在

2、古代称作古代称作“针路针路”或或“针径针径”。利用。利用“针针路路”，船能够靠指南，船能够靠指南针导航。针导航。基于希腊人关于大地是球基于希腊人关于大地是球形的学说，意大利航海家形的学说，意大利航海家哥伦布于哥伦布于1492年进行了年进行了远洋探险，并到达了巴哈远洋探险，并到达了巴哈马群岛，在这次远航中，马群岛，在这次远航中，哥伦布观测到了磁偏角。哥伦布观测到了磁偏角。中国的沈括早他中国的沈括早他400多年已经观测到磁偏角多年已经观测到磁偏角 航海事业推动了天文学、大地测量学、力学航海事业推动了天文学、大地测量学、力学和数学等科学的发展，航海中的观察记录也和数学等科学的发展，航海中的观察记录也

3、为这些学科的发展积累了大量数据资料。为这些学科的发展积累了大量数据资料。 航海和地理发现使欧洲各国的工商业得到很航海和地理发现使欧洲各国的工商业得到很大的发展，实现了资本的原始积累。大的发展，实现了资本的原始积累。 远洋航海促进了冶金、造船、机械制造等技远洋航海促进了冶金、造船、机械制造等技术和行业的发展。术和行业的发展。 这些为近代科学在欧洲的诞生起到了促进作这些为近代科学在欧洲的诞生起到了促进作用。用。1、磁体在空间产生磁、磁体在空间产生磁场。磁场是有方向的。场。磁场是有方向的。在磁场中的某一点，小在磁场中的某一点，小磁针北极受力的方向，磁针北极受力的方向，也就是小磁针静止时北也就是小磁针

4、静止时北极所指的方向，就是那极所指的方向，就是那一点的磁场方向。一点的磁场方向。实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，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。来模拟磁感线的形状。 磁感线是不存在、不相交的闭合曲线。磁感线是不存在、不相交的闭合曲线。 磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。 磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 地球的地理地球的地理两极与地磁的两两极与地磁的两极并不重合，因极并不重合，因此，磁针并非准此，磁针并非准确地指南或指北，确地指南或指北，其间有一个交角，其间有一个交角，即地磁偏角，简即地磁偏角，简

5、称磁偏角称磁偏角不仅地球具有磁场，宇宙不仅地球具有磁场，宇宙中的许多天体都有磁场。中的许多天体都有磁场。太阳表面的黑子、耀斑和太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳磁太阳风等活动都与太阳磁场有关。月亮也有磁场。场有关。月亮也有磁场。当然也有例外，如火星就当然也有例外，如火星就不像地球那样有一个全球不像地球那样有一个全球性的磁场，所以指南针不性的磁场，所以指南针不能在火星上工作。能在火星上工作。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 ，二者相互补充，二者相互补充，相互修正。用罗盘指引航向，探索航道，相互修正。用罗盘指引航向，探索航道

6、，将船只航向的变动与将船只航向的变动与 的变动的变动的关系总结出来，画出的航线在古代称为的关系总结出来，画出的航线在古代称为 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，观察到了环球航行，在这次航行中，观察到了了 。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

7、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。磁感线的表示磁表示磁场强弱。场强弱。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体。磁体。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

8、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 都具都具有磁场。月球也有有磁场。月球也有。火星不象地球。火星不象地球那样有一个那样有一个 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NNSS10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极极的指向即为该点的磁场方向的指向即为该点的磁场方向11小磁针的指南指北性表明地球是一

9、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：电场线电场线磁感线磁感线1电场线从电场线从 出出发，终止于发，终止于，电，电场线是场线是 的曲线，的曲线，正、负电荷可单独存在正、负电荷可单独存在1在磁体内部，磁感线是从在磁体内部，磁感线是从 极极指向指向 极，外部是从极，外部是从 出出发从发从进去，磁感线是进去，磁感线是 的的曲线，、极是曲线，、极是不可分割的不可分割的2 电荷在电场中某点电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点受到电场力的方向与该点的的方向一致，也与方向一致，也与该点所在电场线的该点所在电场线的 方方向一

10、致向一致2小磁针在磁场中静止时小磁针在磁场中静止时极的极的指向或指向或 极的受力方向与该点极的受力方向与该点的的 方向一致，也与该点所在磁方向一致，也与该点所在磁感线的感线的方向致方向致3电场中任何两条电场线电场中任何两条电场线都都 相交相交3磁场中任何两条磁感线都磁场中任何两条磁感线都 相交相交4电场线的疏密表示电场电场线的疏密表示电场的的 4磁场线的疏密表示磁场的磁场线的疏密表示磁场的 正电荷正电荷负电荷负电荷不封闭不封闭NSNS封闭封闭正正电场电场切线切线NN磁场磁场切线切线不不不不强弱强弱强弱强弱13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

11、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510-5T，而永久磁铁两极附近的，而永久磁铁两极附近的磁感应强度约为磁感应强度约为0.5T.地磁场是非常弱的。地磁场是非常弱的。14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

12、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15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