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第九章 指南针为什么能指南北

Lesson 9/11 | Study Time: 20 Min


磁体和磁极


磁体和磁极



磁体和磁极































概念 内容
磁性 能够吸引铁、镍、钴等物质的性质。
磁体 具有磁性的物质。
分类 - 天然磁体:磁石
- 人造磁体:蹄形磁铁、条形磁铁
磁极 - 磁体磁性最强的部位,位于磁铁两端。
- 静止时两端指向南北方向。
命名 - 指北的磁极:北极(N)
- 指南的磁极:南极(S)



磁力


磁极之间的作用



















现象 作用
同名磁极(N-N 或 S-S) 相互排斥
异名磁极(N-S) 相互吸引



磁化与去磁

























过程 定义 方法 材料特点
磁化 使没有磁性的物体获得磁性的过程。 - 靠近磁铁。
- 沿同一方向摩擦多次。
- 软磁材料:容易磁化和去磁,不适合作为人造磁铁材料。
- 永磁材料:耐用,适合作为人造磁铁材料。
去磁 使原本具有磁性的物体失去磁性的过程。 - 高温加热。
- 强烈撞击或摔落地面。
- 敲打。
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应用实例



























应用 原理或结构 工作过程
磁性清洁工具 外侧擦拭布装有铁板,内侧擦拭布装有强磁铁。 磁体吸引力带动外侧擦拭布同步运动,清洁窗户外部玻璃。
干簧管 玻璃管内有两根强磁性簧片,以一定间隙相对,管内封入惰性气体。 线圈或永磁体诱导簧片产生磁性,吸合形成闭合电路;磁场解除后,簧片恢复原状,电路断开。
磁性画板 两层塑料板间夹蜂窝状孔洞,孔内装有深色铁粉和白色黏稠液体。 滑动滑动器时,磁条吸引铁粉到底部,显示白色;磁性笔滑动屏幕时,铁粉被吸上,显示黑色。











磁场和磁场线


磁场和磁场线



磁场



















概念 内容
磁场 磁场是磁体通过其周围空间对铁质材料或其他磁体产生作用的区域。
方向性 - 磁场是有方向的。
- 方向的规定:将小磁针静止时北极所指的方向定义为磁场的方向。



磁场线的模型



























概念 内容
铁屑实验 铁屑在磁场中被磁化,会排列成反映磁场分布的形状。
磁场线 磁场线是描述磁场的方向和强弱的模型。
方向规定 磁场线从磁体的北极发出,回到磁体的南极。
磁场强弱 磁场线密集的地方磁场强,磁场线稀疏的地方磁场弱。



总结



























特点 说明
磁场的作用 磁场能够对铁质材料或其他磁体产生力的作用。
磁场线的意义 磁场线是用来形象描述磁场分布的工具,帮助理解磁场的方向和强弱。
磁场线的方向 磁场线方向由磁体的北极指向南极,形成闭合的环路。
磁场强弱的表现 磁场线密集区域磁场强,磁场线稀疏区域磁场弱。












地磁场和指南针


地磁场和指南针



地磁场



























概念 内容
地球是个磁体 16世纪末,英国医生威廉·吉尔伯特提出:磁体在地球附近有确定方向,说明地球是一个巨大的磁体。
地磁极 地磁的北极位于地理的南极附近,地磁的南极位于地理的北极附近。
地磁场 地球产生的磁场称为地磁场。
地磁场的起源假说 - 地核中熔化的金属环流产生磁场。
- 地幔间的负电层随地球自转而旋转有关。



指南针























概念 内容
起源 古代中国的司南是指南针的始祖。
司南的结构 用天然磁铁矿石制成杓形物体,放在光滑盘上,利用磁铁的指南作用辨别方向。
现代指南针 在磁场中利用磁针指向地磁南北极的特性,用于辨别方向。

使用指南针的注意事项































远离以下物体 原因
车辆 车辆中的金属会影响指南针的磁针指向。
照相机 照相机中的金属部件可能干扰磁场。
大的金属体 金属体会产生局部磁场,影响指南针的精确性。
磁性物质 磁性物质会改变磁场分布。
强电流 强电流会产生电磁场,干扰指南针的正常工作。



动物的磁性感知能力























动物 特点
鸽子 体内含微量强磁性物质,像简易磁性罗盘,利用地磁场辨别方向。
实验现象 在鸽子身上绑一小块永磁体,使其磁感应强度大于地磁场时,鸽子会短时间内迷失方向。
其他动物 白蚁、蜜蜂、鲸、海龟、海豚等体内含磁性物质,也具有识别磁场的能力。

磁环境的影响



























对象 影响
动物 磁场促进动物生长,延长寿命。
植物 磁场影响植物的生长发育、气体交换、吸收矿物质能力及细胞质运动。
农业生产 磁异常地区的秋播小麦产量比正常地区低。
实验现象 强磁场中蝌蚪变青蛙的时间会延长几天。