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16.1 从永磁体谈起
第十六章 电磁铁与自动控制
磁体构成了生活的重要组成部分之一,被广泛应用于电力设备、家电、信息空间等多个领域。
本节课我们将探究这些问题
变压器、音响与指南针
想一想:我们常见的磁铁有什么特点?
条形磁铁、蹄形磁铁与小磁针
磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
一、认识磁体
①天然磁体、人造磁体;
②条形磁体、蹄形磁体、磁针;
③硬磁体、软磁体。
磁性可以长久保持的磁体称为永磁体。
磁铁有哪些分类呢?
【活动1】思考下列问题:
(1)磁体各处的磁性是否完全一样?
(2)磁体有几个磁极?磁极指向有何特点?
(3)磁极间的相互作用有何规律?
实验器材
探究思路:
(1)如何验证磁铁两端的磁性强弱?
磁性的强弱可以通过吸引大头针的数量验证
两极吸引相同数量的大头针
结论:磁铁两端都有磁性,且磁性相同。
(2)磁铁的所有部位磁性强弱都相同吗?
可以将铁屑洒在磁体的周围,观察铁屑在磁体周围的分布来判断。
铁屑在磁体周围的分布
结论:磁铁两极的磁性最大,称为磁极。
(3)如何验证磁铁与磁铁之间的相互作用?
磁铁与小磁针的作用
条形磁铁的磁极靠近静止的小磁针,观察小磁针的旋转方向。
结论:同名磁极相排斥,异名磁极相吸引。
磁体的两端磁性最强,称为磁极,每个磁体都有两个磁极。
悬挂着的磁体静止时,总是一端指南,一端指北;指南的一端是磁体的南极,又叫做S极;另一端是北极,又叫做N极。
磁极间的相互作用规律是:同名磁极相排斥,异名磁极相吸引。
小结
【思考】铁钉本身没有磁性,能否使其具有磁性?
磁化的方法
【实验】按照上图方法进行实验,观察铁钉能否吸引小磁钉?
将磁铁的一极靠近或接触铁钉后,铁钉可以吸引大头钉;
将磁铁的一极在铁钉上沿同一方向反复摩擦,移走磁铁后仍然可以吸引大头钉。
这说明磁铁可以使铁钉磁化,在高温或者敲击
时,铁钉出现退磁现象。
物体与物体之间能够发生力的作用,
处于场中的物体可能受到场的作用。
电场、磁场与引力场的物理描述
但是场是看不见摸不着的,比如磁场。
二、认识磁场
【思考】如何验证磁场的存在呢?
磁场的验证
在磁铁的周围放置铁屑,铁屑在磁铁周围进行有序排布,可以据此衡量磁场。
【思考】铁屑为什么会这样排布呢?
铁屑可以被磁铁磁化,磁化的铁屑为小磁针
小磁针与磁铁之间有力的作用,这使其有固定排布。
这种排布关系可以证明磁场存在。
【思考】那么磁场的方向怎么定义呢?
用小磁针来验证磁场
在磁铁的不同位置,小磁针具有不同朝向。
磁场中能够自由转动的小磁针静止时北极的指向规定为磁场方向。
【思考】如何去描述磁场呢?
建立理想
化模型
用带箭头的
曲线描述
磁感线
注意:磁场是存在的,但磁感线是不存在的,为了物理描述才采用磁感线。
三、描述磁场——磁感线
蹄形磁铁和条形磁铁的
铁屑分布与磁感线示意图
磁感线的疏密表示磁性强弱
箭头方向表示磁场方向
磁感线没有交叉
磁感线的特点
用磁感线描述磁极与磁极之间的相互作用
【思考】地磁场是什么?
地磁场的南北极与地球的地理南北极相反,地磁南极在地理北极附近,地磁偏角为15度。
我国宋代科学家沈括是世界上第一个发现地磁偏角的人。
地磁场