物理选修1-1 2.1指南针与远洋航海

1、1与导体通电时发热有关的因素与导体通电时发热有关的因素 电阻、电流、通电时间电阻、电流、通电时间2焦耳定律焦耳定律=I2Rt或或U2t/R3热功率热功率/t=I2R或或2/R4热功率与电功率的区别热功率与电功率的区别 电流热效应的应用电流热效应的应用白炽灯、电动机、电热水器、电饭锅、电白炽灯、电动机、电热水器、电饭锅、电熨斗等等。熨斗等等。知识回顾知识回顾导入新课茫茫大海、一望无茫茫大海、一望无际、洪涛接天、巨浪如际、洪涛接天、巨浪如山。远航的船只怎样掌山。远航的船只怎样掌握航向，顺利抵达目的握航向，顺利抵达目的地呢？用地呢？用指南针导航、指南针导航、用尾舵掌握航向、有效用尾舵掌握航向、有效地

2、利用风力地利用风力、是古代远、是古代远洋航海的三大必要条件。洋航海的三大必要条件。最早的磁性指向器最早的磁性指向器司南司南，它由青铜，它由青铜盘和磁石琢磨的勺组成，磁勺头位磁体的北盘和磁石琢磨的勺组成，磁勺头位磁体的北极，尾为南极，磁勺放置在盘的中心，受地极，尾为南极，磁勺放置在盘的中心，受地磁作用，勺尾指向南方。磁作用，勺尾指向南方。我国是最早发现磁现象、运用磁场的国家之我国是最早发现磁现象、运用磁场的国家之一，指南针的发明为世界航海做出了贡献。现在，一，指南针的发明为世界航海做出了贡献。现在，磁已更广泛地运用在我们的生活中。（如音响、磁已更广泛地运用在我们的生活中。（如音响、电话机、磁卡、

3、磁盘等等）电话机、磁卡、磁盘等等）持罗盘者（宋俑）持罗盘者（宋俑）艺术作品在不经意间记录了艺术作品在不经意间记录了科技史实科技史实教学目标知识与能力知识与能力1知道磁感线，知道磁感线上任一点的知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。切线方向就是该点的磁场方向。2了解磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁了解磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况。的磁场分布情况。3了解地理南北极反向并且不重合，知了解地理南北极反向并且不重合，知道磁偏角。道磁偏角。过程与方法过程与方法通过实验学会知道条形磁铁和蹄形磁通过实验学会知道条形磁铁和蹄形磁体的磁场方向和磁感线特点。体的磁场方向和磁感线特点。

4、情感态度与价值观情感态度与价值观通过了解指南针在远洋航海中的作用，通过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。了解理解科学技术在社会发展中的作用。了解磁学基础知识。磁学基础知识。 教学重难点重点重点1条形磁铁磁感线模拟图。条形磁铁磁感线模拟图。2蹄形磁铁磁感线模拟图。蹄形磁铁磁感线模拟图。3地磁的分布。地磁的分布。难点难点磁感线分布情况。磁感线分布情况。对地磁的理解。对地磁的理解。本章导航一一郑和下西洋郑和下西洋二欧洲人的远航探险二欧洲人的远航探险三磁场三磁场四磁性的地球四磁性的地球一郑和下西洋一郑和下西洋明永乐三年（明永乐三年（1405年）的一天，江苏太仓年）的一天，江

5、苏太仓城外刘家港的港湾里，一支庞大的船队正准备城外刘家港的港湾里，一支庞大的船队正准备起锚远航。起锚远航。统率船队的是郑和，下西洋的宝船上装备统率船队的是郑和，下西洋的宝船上装备着罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补着罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、互相修正。充、互相修正。“宝舟体势巍然，宝舟体势巍然，巨无匹敌，棚巨无匹敌，棚帆锚舵，非二帆锚舵，非二三百人莫能举三百人莫能举动。动。”14051433年间，郑和先后年间，郑和先后七次下西洋七次下西洋。他率领当时世界上最强大的远洋船队，先后他率领当时世界上最强大的远洋船队，先后到达了亚洲、非洲的三十几个国家。到达了亚洲、非洲的三十几个国

6、家。郑和曾到达过郑和曾到达过爪哇、苏门爪哇、苏门答腊、苏禄、答腊、苏禄、 彭亨、真腊、古彭亨、真腊、古里、暹罗、阿丹、天方、左法里、暹罗、阿丹、天方、左法尔、忽鲁谟斯、木骨都束尔、忽鲁谟斯、木骨都束等三等三十多个国家，最远曾达十多个国家，最远曾达非洲东非洲东岸，红海、麦加岸，红海、麦加，并有可能到，并有可能到过过澳大利亚澳大利亚 。明清时期，我国海道针经明清时期，我国海道针经一类书籍流传到国外，现在英一类书籍流传到国外，现在英国牛津大学图书馆仍然藏有我国牛津大学图书馆仍然藏有我国国16世纪末和世纪末和17世纪有关航海世纪有关航海的书籍。的书籍。意义：郑和郑和“下西洋下西洋”也是世界航海史上伟大

7、的壮也是世界航海史上伟大的壮举。郑和下西洋产生的影响是多方面的。它开拓举。郑和下西洋产生的影响是多方面的。它开拓了我国在南沙群岛、印度洋沿岸国家的了我国在南沙群岛、印度洋沿岸国家的海外市场海外市场，刺激了我国的商品生产刺激了我国的商品生产，特别是丝绸和瓷器生产，特别是丝绸和瓷器生产的发展，对当时的发展，对当时我国资本主义因素的增长我国资本主义因素的增长有一定有一定的推动作用。郑和的几次航行开辟了从中国到红的推动作用。郑和的几次航行开辟了从中国到红海、非洲东海岸的航道，海、非洲东海岸的航道，绘制了航海地图绘制了航海地图，总结，总结了当时的航海技术和航海地理知识，对了当时的航海技术和航海地理知识，

8、对沟通东西沟通东西方海路交通方海路交通做出了重大贡献。做出了重大贡献。针路图针路图二欧洲人的远航探险二欧洲人的远航探险我国发明的指南针传到了欧洲和亚洲的许多国我国发明的指南针传到了欧洲和亚洲的许多国家，推动了世界航海事业的发展，使得近代欧洲的家，推动了世界航海事业的发展，使得近代欧洲的远洋探险用指南针（罗盘）导航成为可能。远洋探险用指南针（罗盘）导航成为可能。早期航海者使用的罗盘早期航海者使用的罗盘意大利航海家哥伦布意大利航海家哥伦布（Colombo，约，约1451-1506）在西班牙王室的支）在西班牙王室的支持下进行了远洋探险，持下进行了远洋探险，1492年年10月月12日到达了巴日到达了巴

9、哈马群岛。在这次远航中，哈马群岛。在这次远航中，哥伦布观测到了哥伦布观测到了磁偏角磁偏角（中国的沈括早他（中国的沈括早他400多多年已经观测到磁偏角）。年已经观测到磁偏角）。麦哲伦（麦哲伦（Magellan，Ferdinand），葡萄牙著名航），葡萄牙著名航海家和探险家，先后为葡萄海家和探险家，先后为葡萄牙（牙（15051512）和西班牙）和西班牙（15191521）作航海探险。）作航海探险。从西班牙出发，绕过南美洲，从西班牙出发，绕过南美洲，发现麦哲伦海峡，然后横渡发现麦哲伦海峡，然后横渡太平洋。虽在菲律宾被杀，太平洋。虽在菲律宾被杀，他的船只继续西航回到西班他的船只继续西航回到西班牙，完成

10、第一次环球航行。牙，完成第一次环球航行。被认为是第个环球航行的被认为是第个环球航行的人。人。 三磁场三磁场1磁场磁场（1）磁场：）磁场：磁体周围存在磁场磁体周围存在磁场（2）磁场的基本性质：）磁场的基本性质：对磁体有力的作对磁体有力的作用用磁体上磁性最强的部分叫磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极。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）作用过程：）作用过程：通过磁场实现。磁体是通过磁场实现。磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和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，是电场一样，是物质存在的另一种形式，是客客观存在观存在。（4）磁场的

11、方向：）磁场的方向：规定小磁针北极受规定小磁针北极受力的方向，也即小磁针静止时力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方北极所指的方向向，就是那一点的磁场方向。，就是那一点的磁场方向。 2磁感线磁感线（1）定义：）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线在这些曲线上，每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相上，每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同。这样的曲线叫同。这样的曲线叫磁感线磁感线。磁感线的疏密表示磁感线的疏密表示磁场强弱磁场强弱。（2）目的：）目的：为形象地描述磁场而人为引入的为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线假想曲线在初中我们知道，可以用磁感线来形象

12、在初中我们知道，可以用磁感线来形象地描述各点的磁场方向。地描述各点的磁场方向。下面我们进行一个模拟磁感线的实验，下面我们进行一个模拟磁感线的实验，将日常生活中看不到的磁场形象的表现出来。将日常生活中看不到的磁场形象的表现出来。模拟磁感线模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中：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。被磁化的性质，来模拟磁感线的形状。演示演示条形磁体磁感线模拟图条形磁体磁感线模拟图蹄形磁体磁感线模拟图蹄形磁体磁感线模拟图（3）磁感线特点：）磁感线特点：a磁感线某点的切线方向表示该点的磁磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向；场方向；b磁感线的疏密可以反映磁场的强弱；磁

13、感线的疏密可以反映磁场的强弱；c磁感线是封闭曲线；磁感线是封闭曲线；d任何两条磁感线都不相交。任何两条磁感线都不相交。磁感线方向磁感线方向外部：从外部：从N极到极到S极极内部：从内部：从S极到极到N极极（4）静电场的电场线与磁感线的异同）静电场的电场线与磁感线的异同磁场磁场电场电场方向方向规定小磁针规定小磁针北极北极受受力的方向（或小磁针静力的方向（或小磁针静止时北极所指的方向）止时北极所指的方向）规定规定正电荷正电荷所受电所受电场力的方向场力的方向磁感线磁感线电场线电场线是否是否存在存在为形象描述磁场而为形象描述磁场而假想假想的曲线，实际不存在的曲线，实际不存在为形象描述电场而为形象描述电场

14、而假想假想的曲线，实际不存在的曲线，实际不存在表示表示方法方法疏密疏密表示强弱，表示强弱，切线切线方方向表示磁场方向向表示磁场方向疏密疏密表示强弱，表示强弱，切线切线方方向表示电场方向向表示电场方向是否是否闭合闭合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，形成闭合闭合曲线曲线始于正电荷，终止于负始于正电荷，终止于负电荷的电荷的非闭合非闭合曲线曲线是否是否相交相交不相交不相交不相交不相交四磁性的地球四磁性的地球1地磁场地磁场（1）发现：）发现：发现发现磁针能够指向南北，磁针能够指向南北，这实际上就是发现了这实际上就是发现了地球是一个巨大的磁地球是

15、一个巨大的磁体。体。（2）定义：）定义：地球地球周围空间存在的磁场周围空间存在的磁场叫叫地磁场。地磁场。地磁场地磁场（视频演示）（视频演示）我们的地球我们的地球 2磁偏角磁偏角（1）定义：）定义：地球的地球的地理两极与地磁场的两地理两极与地磁场的两极并不重合，磁针并非极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，有准确地指南或指北，有个夹角，个夹角，叫地磁偏角叫地磁偏角，简称简称磁偏角磁偏角。（2）方向：）方向：地球的地球的地理南北极与地磁场的地理南北极与地磁场的南北南北相反相反。宇宙中的许多宇宙中的许多天体天体 都具有磁场。月球都具有磁场。月球也有也有磁场磁场，但月球不象地球那样有一个，但月球不象地

16、球那样有一个全全球性球性 的磁场。火星也没有的磁场。火星也没有全球性全球性的磁场，的磁场，所以火星上所以火星上指南针指南针不起作用。不起作用。说明说明课堂小结指南针与远洋航海指南针与远洋航海郑和下西洋郑和下西洋欧洲人的远洋探险欧洲人的远洋探险磁场磁场磁场磁场磁感线磁感线磁感线与电场线异同磁感线与电场线异同磁性的地球磁性的地球地磁场地磁场磁偏角磁偏角高考链接【07广东卷第一题】许多科学家在物理广东卷第一题】许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列说法中学发展过程中做出了重要贡献，下列说法中正确的是正确的是（）（）A卡文迪许测出引力常数卡文迪许测出引力常数B法拉第发现电磁感应现象法拉第发现

17、电磁感应现象C安培提出了磁场对运动电荷的作用力安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式公式D库仑总结并确认了真空中两个静止电库仑总结并确认了真空中两个静止电荷之间的相互作用规律荷之间的相互作用规律ABD【07广东卷第十题】如图所示为焦耳实验装广东卷第十题】如图所示为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法正确的是（）关于这个实验，下列说法正确的是（）AC A这个装置可测定热功这个装置可测定热功当量当量 B做功增加了水的热量做功增加了水的热量

18、 C做功增加了水的内能做功增加了水的内能 D功和热量是完全等价功和热量是完全等价的，无区别的，无区别【07海南卷第四题】粒子甲的质量与电荷海南卷第四题】粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的量分别是粒子乙的4倍与倍与2倍，两粒子均带正电。倍，两粒子均带正电。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（）轨迹的是（） A 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（）课堂

19、练习磁感线是真实存在于磁场中的有方向磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲的曲磁感线上任一点的切线方向，都跟该磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同点磁场的方向相同磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极止于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B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，两者相互吸引，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，则两者相互排斥再将钢针的另一端接近磁体的南极，则两者相互排斥 将钢针的一端接近磁体的北极，两者

20、相互吸引，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，则两者相互排斥再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互排斥 将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互排斥，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，则两者相互吸引再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互吸引,将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，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再将钢针的另一端接近磁体的北极 ,则两者相互吸引则两者相互吸引 D 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

21、角就是并不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应，而永久磁铁两极附近的磁感应强度约为强度约为0.5T地磁场是非常弱的。地磁场是非常弱的。南北极南北极磁偏角磁偏角A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B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C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D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N极出发终止于极出发终止于S下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）AB 简单叙述一下电场线与磁简单叙述一下电场线与磁感线的联系与区