学案磁与人类文明

PAGE4/4磁与人类文明【学习目标】了解我国古代在磁方面的成就，知道地磁场及认识各种磁性材料。【学习重点】了解人类对磁现象的研究历程、磁在现代生活中的应用。【学习难点】掌握地磁场的分布、磁偏角概念的学习。【学习过程】预习导学新知探究一、改变人类活动的发明指南针是我国古代四大发明之一，我国古人利用磁石指向南北的特性发明了指示方向的司南，在古代这种器具称为“指南针”。指南针的发明，促进了人类文明的传播，使航海事业得到了发展。二、地磁场及磁性材料1．地磁场（1）定义：地球周围存在磁场，这个磁场叫地磁场Ｗ。（2）地理南北极与地磁南北极的关系：指南针在静止时沿地球南北取向，这表明地球是一个大磁体。地磁的N极（北极）位于地理的南极附近，地磁的S极（南极）位于地理的北极附近。（3）磁偏角地磁的两极跟地理的两极并不重合，地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为11°，因而水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角，这个交角叫做磁偏角Ｗ。2．形形色色的磁性材料（1）磁化：人们通过人工方法使磁性材料获得磁性的过程。（2）退磁：磁性材料被磁化后，在一定条件下会失去磁性，这个过程叫做退磁或去磁Ｗ。（3）磁性材料的分类根据磁性材料被磁化后退磁的难易程度分为软磁性材料和硬磁性材料Ｗ。磁化后容易退磁的物质叫做软磁性材料，不容易退磁的物质叫做硬磁性材料Ｗ。（4）计算机磁盘及磁盘驱动器计算机磁盘是在盘片上均匀地涂上一层极薄的磁性材料构成的，盘片是软塑料薄膜的叫软盘，盘片是硬的铝片或陶瓷片的叫硬盘Ｗ。盘片按指定格式被磁化，就成了能保存信息的磁盘。要点探究讲练互动要点1对地磁场的认识1．指南针指南的原因是什么？2．地磁场的分布和条形磁铁形成的磁场一样吗？1．地磁场：地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球南极附近，磁感线分布如图所示。2．地磁场的分布特点（1）地磁体周围的磁场分布：与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。（2）地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下。（3）在赤道正上方，距离地球表面高度相等的各点，磁场的强弱相同，且方向水平向北。（4）在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方。3．指南针指南的原因地球的磁场很弱，其表面的磁场比一条小磁铁近旁的磁场弱得多，然而，能自由旋转的小磁针已显示出地磁场对它的作用，指南针正是利用这一原理制成的。人们使用指南针以防止旅游、探险时迷路。例1地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地球的北极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的。以上关于地磁场的描述正确的是（）A．①②④ B．②③④C．①⑤ D．②③[思路点拨]解决此类问题应先明确地磁场的分布特点及地球表面各处地磁场的方向。[解析]本题考查地磁场的特点与分布，地磁场与条形磁铁的磁场相似，主要有三个特点：（1）地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示。（2）在磁场B的水平分量（Bx）总是从地理南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。（3）在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。故正确答案为D。[答案]D易错警示本题易误认为①⑤也正确，误认为①正确的原因是受“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的影响，简单套用这一结论而不理解指南针指南北的原理。误认为⑤正确的原因是不清楚地磁场的分布情况。以后在解决此类问题时应弄清物理现象的原理，指南针的指向取决于指南针所处位置的磁场方向，其N极指向该处磁场方向，地磁场由南向北，其方向并非与地面平行，所以小磁针的南极指向地球南方。跟踪训练1．关于地磁场下列说法中正确的是（）A．地理位置的南、北极即为地磁场的南、北极B．在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地理南极C．在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地理北极D．地磁场在地表附近某处有两个分量，水平分量指向地理的北极附近，竖直分量一定竖直向下解析：选C。根据地磁场的特点可知：地理北极附近为地磁场南极，地理南极附近为地磁场北极，但并不重合，A错误；小磁针由于受到地磁场的作用，静止时，N极总指向地理北极，B错误，C正确；在赤道正上方，地磁场方向水平向北，在南半球地磁场的竖直分量向上，在北半球竖直分量向下，D错误。随堂演练巩固提升[随堂检测]1．指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于（）A．指南针的两个磁极相互吸引B．指南针的两个磁极相互排斥C．指南针能吸引铁、钴、镍等物质D．地磁场对指南针的作用解析：选D。用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极在地磁的N极附近，地球的北极在地磁的S极附近，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误。2．雪龙号南极科考船从南极出发，赴澳大利亚海域附近参与MH370搜寻工作，若沿途不断测量地磁场的强弱和方向，测量结果可能是（）A．地磁场的大小一直不变，磁场方向始终沿正南、正北方向B．地磁场的大小不断变化，磁场方向始终沿正南、正