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磁与人类文明怎样描述磁场课件(沪科版选修).ppt

磁与人类文明怎样描述磁场课件(沪科版选修)

少女天空618
2018-05-06 0人钱柜777手机版登陆 0 0 0 暂无简介 举报

简介:本文档为《磁与人类文明怎样描述磁场课件(沪科版选修)ppt》,可适用于战略管理领域

第章 磁场与回旋加速器第章 磁场与回旋加速器. 磁与人类文明. 怎样描述磁场目标导航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..知道磁感线的定义知道条形磁体的磁感线分布及磁感线的特点.(重点).知道磁通量是定量描述磁场的物理量知道磁通量的概念并会进行计算.(重点).了解磁感应强度知道其方向的规定.(重点、难点)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ldquordquo.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.指南针二、地磁场及磁性材料.地磁场()定义:地球周围存在磁场这个磁场叫.()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)位于地理的附近,地磁的S极(南极)位于地理的附近.地磁场南极北极()磁偏角地磁的两极跟地理的两极地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为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..形形色色的磁性材料()磁化:人们通过人工方法使磁性材料获得的过程.并不重合deg磁偏角磁性()退磁:磁性材料被磁化后在一定条件下会失去磁性,这个过程叫做或.()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和.磁化后容易退磁的物质叫做不容易退磁的物质叫做.退磁去磁软磁性材料硬磁性材料软磁性材料硬磁性材料()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盘片是硬的铝片或陶瓷片的叫.盘片按指定格式被磁化就成了能保存信息的磁盘.三、磁场的描述.磁场的形象描述软盘硬盘()实验观察磁感线的分布①磁感线:是在磁场中画出的一些有方向的在这些上每一点的切线方向都在该点磁场的方向上.②磁感线的疏密表示磁场的.曲线曲线强弱③磁感线不相交、不相切、不中断、是闭合曲线在磁体外部从指向在磁体内部由指向.()匀强磁场磁感应强度、处处相同的磁场叫匀强磁场匀强磁场的磁感线是一些的平行直线.N极S极S极N极大小方向间距相同想一想.在用实验观察时细铁屑的分布是磁感线吗?提示:不是.磁场的定量描述()磁通量①定义:设在匀强磁场中有一个与磁感线方向垂直的平面,若穿过该平面的磁感线有Phi条,我们就称穿过这个平面的磁通量为Phi②单位:韦伯简称符号是Wb=Tmiddotm③磁通量是标量但有正负.韦Wb()磁感应强度①定义:垂直穿过某单位面积上的叫做磁感应强度.②定义式:B=③单位:特斯拉简称.符号是T=④磁感应强度是矢量,自由小磁针静止时所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向简称为磁场的方向.磁通量特TN极想一想.穿过某一面积的磁感线条数越多该处的磁场就越强吗?提示:不一定,穿过某面积的磁感线条数不仅和磁感应强度有关还与该面的放置方式有关.要点 对地磁场的认识学案导引.指南针指南的原因是什么?.地磁场的分布和条形磁铁形成的磁场一样吗?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下图--所示.图--.地磁场的分布特点()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.()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.()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.()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..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.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.①⑤D.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.【精讲精析】 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:()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.()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.图--()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【易误警示】 本题易误认为①⑤也正确误认为①正确的原因是受ldquo同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引rdquo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.变式训练.(middot西宁高二检测)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.要点 对磁感线的进一步理解学案导引.磁感线就是磁体周围的磁场吗?.如何用磁感线说明磁场的特点?.对磁感线的理解()磁感线是为了形象地研究磁场而假想的曲线并不是客观存在于磁场中的真实曲线.()磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线较密的地方磁场较强,磁感线较疏的地方磁场较弱.()磁场中某一点,磁感线的方向、磁场的方向和小磁针静止时N极所指的方向,三者是一致的.()任意两条磁感线不能相交也不能相切.()没有画磁感线的地方并不表示那里没有磁场的存在.通过磁场中的任意一点总能而且只能画出一条磁感线.()磁场中的任意一条磁感线都是闭合曲线..磁感线与电场线的比较比较项目磁感线电场线相似点意义用来形象地描述磁场方向和强弱而假想的线用来形象地描述电场方向和强弱而假想的线方向某点的切线方向为磁场方向也是小磁针N极的受力方向某点的切线方向为电场方向也是正电荷受电场力的方向比较项目磁感线电场线相似点疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交在空间不相交不同点闭合曲线始于正电荷或无穷远处止于负电荷或无穷远处不是闭合曲线特别提醒:()从电场、磁场的概念理解两种场线的相同点:矢量性mdashmdash线的切线方向强弱mdashmdash线的疏密方向的唯一性mdashmdash空间任一点场线不相交.()从两种场的区别理解两种场线的区别:电场mdashmdash正负电荷分离mdashmdash电场线有始、终(不闭合)磁场mdashmdashN、S极不分离mdashmdash磁感线闭合.()在没有画磁感线的地方并不表示没有磁场存在.()若多个磁体或电流的磁场在空间某区域叠加磁感线描述的是叠加后的磁场的磁感线分布情况不能认为该区域有多条磁感线相交.(middot西安高二期末)关于磁场、磁感线下列说法正确的是(  )A.磁场并不是真实存在的而是人们假想出来的B.磁铁周围磁感线的形状与铁屑在它周围排列的形状相同说明磁场呈线条形状磁感线是磁场的客观反映C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D.磁感线类似电场线它总是从磁体的N极出发至S极终止【思路点拨】 解此题要注意两点:()磁场的物质性()磁感线的特点及用途【精讲精析】 磁针放在磁体的周围受到力的作用说明磁体在周围空间产生了磁场磁场是一种客观物质由此可知选项A是错误的人们为了形象地描绘磁场用图形mdashmdash磁感线将抽象的磁场描绘出来磁感线是假想的曲线客观上并不存在铁屑在磁场中被磁化为小磁针在磁场的作用下转动最终规则地排列起来显示出磁感线的分布特点并非磁场的客观反映.电流的磁场和磁体的磁场的磁感线都是闭合曲线在磁体外从N极到S极在磁体内从S极到N极,而电场线从正电荷出发到负电荷终止不闭合.由此可知选项B、D是错误的选项C正确.【答案】 C【规律方法】 用磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向它是一种理想化模型并不真正存在.由于磁体的N极和S极是不可分离的所以磁感线总是闭合的曲线可以这样理解和记忆:磁感线mdashmdashN、S极不可分离mdashmdash磁感线闭合.变式训练.关于磁感线的说法正确的是(  )A.磁感线总是从N极出发终止于S极B.磁感线是客观存在的、肉眼看不见的曲线C.磁感线上任一点的切线方向表示该点磁场的方向磁感线的疏密程度表示磁场的强弱D.磁感线就是磁场中铁粉排列成的曲线解析:选C磁感线是闭合不相交的、假想的、实际不存在的线.是为了形象描述磁场而引入的线.故选C要点 磁通量和磁感应强度学案导引.磁通量是如何定量描述磁场的?磁通量和磁感线间有什么关系?.磁通量越大磁场就越强吗?磁场的方向能用磁通量表示吗?.对磁通量的理解()关于磁通量也可以这样定义:在匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场的面积S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量.()若平面与磁场垂直Phi=BS若平面与磁场不垂直①Phi=BScosalpha(alpha为S与垂直于B的平面间的夹角)②Phi=BSsintheta(theta为B与平面间的夹角)由此可见在计算磁通量时一定要注意alpha、theta角的位置.()磁通量虽然是标量但有正、负若规定磁感线从某一侧穿入平面时为正值则从该侧穿出平面为负值.从两个相反方向穿过某一平面的磁通量可相互抵消.()在匀强磁场B中若磁感线与平面不垂直公式Phi=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.如图--所示,在水平方向的匀强磁场中平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为theta则穿过面积abcd的磁通量应为Phi=BmiddotScosthetaScostheta即为面积S在垂直于磁感线方向的投影我们称之为ldquo有效面积rdquo.图--若磁感线沿相反方向穿过同一平面且正向磁感线条数为Phi反向磁感线条数为Phi则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)即Phi=Phi-Phi.磁感应强度的理解()磁感应强度是定量描述磁场强弱的物理量,其作用相当于用电场强度描述电场.磁场中穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度.()磁感应强度越大的地方磁感线越密集.()磁场中某点的磁感应强度的大小取决于磁场本身与其他因素无关.()磁感应强度有方向其方向也就是该处的磁场方向,与该处的磁感线的切线方向相同,也与放在该处的小磁针的N极的受力方向相同.一边长为cm的正方形线圈放在匀强磁场中,当线圈平面与磁场方向成deg角时若通过线圈的磁通量为times-Wb则该磁场的磁感应强度B为多少?【思维流程】【答案】 T变式训练.关于磁通量下列说法中正确的是(  )A.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量B.磁通量越大磁感应强度越大C.通过某一平面的磁通量为零该处磁感应强度不一定为零D.磁通量就是磁感应强度解析:选C磁通量是标量没有方向故A不对.由Phi=BS知Phi是由B和S两个因素决定Phi越大有可能是由于S较大造成的所以,认为磁通量越大,磁感应强度越大是错误的,由Phi=BSperp知当线圈平面与磁场平行时Sperp=Phi=但磁感应强度B不为零,故C对磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量,故D不对.磁通量的计算经典案例 (分)矩形线框abcd的边长分别为l、l可绕它的一条对称轴OOprime转动匀强磁场的磁感应强度为B方向与OOprime垂直初位置时线圈平面与B平行如图--所示.图--()初位置时穿过线框的磁通量Phi为多少?()当线框沿上图所示方向绕过deg时磁通量Phi为多少?这一过程中磁通量的变化DeltaPhi为多少?()当线框绕轴沿图示方向由()中的位置再转过deg位置时磁通量Phi为多少?这一过程中DeltaPhi=Phi-Phi为多少?【思路点拨】 本题的关键是分析矩形线框的平面是否与B垂直只有垂直时才能应用Phi=BmiddotS不垂直时可把面积沿与B垂直方向投影,为能清晰地观察面积S与B夹角的情况,可作出其俯视图如图--所示.图--【答案】 见解题样板【借题发挥】 关于磁通量的问题求解应注意的事项:()明确磁感线的方向与平面的关系()明确磁感线的穿过方向即明确其正负()注意是什么因素变化引起的磁通量的变化.地球磁场即将倒转年法国科学家在考察法国司马夫中央山脉地区熔岩时发现那里的岩石具有与地磁场方向相反的磁性后来此类发现不断增加.随着研究的深入,人们终于确信,地磁场方向并非一直不变在近万年的时间内地球磁极发生过次倒转.上一次磁场倒转是在年前.是什么原因让地球磁极发生反复变化呢?许多科学家提出了各种不同的设想.一些科学家从磁流体发电机学说出发认为由于多种可能的原因引起地球外地核物质流动方向改变地磁极随之改变.另一些科学家则认为地磁极倒转是由于陨石撞击地球造成的.也有的科学家认为地磁极倒转与银河系的磁场有关.由于各种设想都不完善地磁极为何倒转仍是一个未解之谜.几万年来,蜜蜂、鸽子、鲸鱼、鲑鱼、红龟、津巴布韦鼹鼠等动物一直依赖先天性的本能在磁场的指引下秋移春返一旦磁场消失,它们的命运很难预测.而对于人类来说,最致命的打击莫过于直接暴露在强烈的紫外线辐射之下.届时皮肤癌等各种灾难都将降临.本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放

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