文科21 指南针与远洋航海

1、 最早的磁性指向器最早的磁性指向器它由青铀盘和磁石琢磨的勺组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，勺尾指向南方。中心，受地磁作用，勺尾指向南方。 第二章 磁场一、早期对磁的研究和使用一、早期对磁的研究和使用1 1、郑和下西洋：、郑和下西洋： 我国是最早在航海上使用指南针的国家，导航时兼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

2、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针路或针径。称为针路或针径。 1405140514331433年间，郑和先后年间，郑和先后7 7次下西洋。次下西洋。他率领当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

3、： 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。 意大利航海家哥伦布（约意大利航海家哥伦布（约1451145115061506 ）进行了远）进行了远洋探险，在这次航行中，观察到了磁偏角。洋探险，在这次航行中，观察到了磁偏角。 葡萄牙航海家麦哲伦（约葡萄牙航海家麦哲伦（约1480148015211521 ）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环球航远洋探险，用了三年时间完成了举世闻名的环球航行。行。 所有这些远洋航行的成功，离不开磁学知识的最

4、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。3、远洋航海的伟大意义、远洋航海的伟大意义 航海事业推动了天文学、大地测量学、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，航海中的观察力学和数学等科学的发展，航海中的观察记录也为这些学科的发展积累了大量数据记录也为这些学科的发展积累了大量数据资料。资料。 航海和地理发现使欧洲各国的工商业得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。到很大的发展，实现了资本的原始积累。 远洋航海促进了冶金、造船、机械制造远洋航海促进了冶金、造船、机械制造等技术和行业的发展。等技术和行业的发展。 这些为近

5、代科学在欧洲的诞生起到了促这些为近代科学在欧洲的诞生起到了促进作用。进作用。 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，同名磁极相、磁场的基本性质：对磁体有力的作用，同名磁极相斥斥 ，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受力的方向，也即小磁针静止受力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向磁场方向 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, ,

6、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：为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线目的：为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线(3)(3)特点：特点： a.a.某点切线方向表示该点的磁场方向；某点切线方向表示该点的磁场方向； b.b.疏密可以反映磁场的强弱；疏密可以反映磁场的强弱； c.c.磁感线是封闭曲线；磁感线是封闭曲线； d.d.任何两条磁感线都不相交。任何两条磁感线都不相交。（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

7、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：外部从外部从N N极到极到S S极；内部从极；内部从S S极到极到N N极。极。磁感线磁感线与与电场线电场线的联系与区别的联系与区别磁感线：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

8、，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: :地球是个磁体地球是个磁体, ,具有磁场具有磁场, ,叫地磁场。叫地磁场。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相反）地球的地理南北极与地磁场的南北相反（2 2）地球的地理两极与地

9、磁场的两极并不）地球的地理两极与地磁场的两极并不重合重合, , 有个夹角有个夹角, ,叫地磁偏角叫地磁偏角, ,简称磁偏角简称磁偏角3 3、地磁场的磁感线分布图、地磁场的磁感线分布图 地磁场的分布大致地磁场的分布大致上就像一个条形磁体。上就像一个条形磁体。地球的地理南北极与地球的地理南北极与地磁场的南北相反地地磁场的南北相反地球的地理两极与地磁球的地理两极与地磁场的两极并不重合场的两极并不重合, ,磁磁针并非准确地指南或针并非准确地指南或指北指北 各地磁感线近似平各地磁感线近似平行地面行地面4、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。太阳中的许多天体都有磁场。太阳表

10、面的黑子、耀斑和太阳风等表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳磁场有关。活动都与太阳磁场有关。月球月球也有磁场。但月球不象地也有磁场。但月球不象地球那样有一个全球性的磁球那样有一个全球性的磁场。火星也没有全球性的场。火星也没有全球性的磁场，所以磁场，所以月球和火星月球和火星上指南针不起作用上指南针不起作用。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，将船只航向的变动与将船只航向的变动与 的变动的的变动的关系总结出来，画出的航线在古代称为关

11、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

12、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曲是在磁场中画出一些有方向的曲线线,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,亦即该点亦即该点的的方方向，都跟该点的向，都跟该点的_相相同。磁感线的同。磁感线的表示磁场强弱。表示磁场强弱。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

13、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10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地理的地理的是地磁的北南极。指南

14、针并不是地磁的北南极。指南针并不指向地球的正南正北，其间有一个交角就是指向地球的正南正北，其间有一个交角就是 。在地球两极附近，地磁场的磁感应强。在地球两极附近，地磁场的磁感应强度约为度约为510-5T，而永久磁铁两极附近的磁感，而永久磁铁两极附近的磁感应强度约为应强度约为0.5T.地磁场是非常弱的。地磁场是非常弱的。13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线磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线 磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同的方向相同 磁铁的磁感线从磁铁的北极出

15、发，终止于磁磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极铁的南极 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14、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质磁场和电场一样也是客观存在的的物质磁感线是实际存在的线，可由实验得到磁感线是实际存在的线，可由实验得到磁感线类似于电场线，它总是从磁体的磁感线类似于电场线，它总是从磁体的极出发终止于极出发终止于 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 出发，出发，终止于终止于，电场线是，电场线是 的曲线，正、负电荷可单独的曲线，正、负电荷可单独存在存在1在磁体内部，磁感线是从在磁体内部，磁感线是从 极指向极指向 极，外部是从极，外部是从 出发从出发从进去，磁感线是进去，磁感线是 的曲线，、极是不可分割的的曲线，、极是不可分割的2 电荷在电场中某点受电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的到电场力的方向与该点的方向一致，也与该点所在电方向一致，也与该点所在电场线的场线的 方向一致方向一