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第5章磁场与回旋加速器51磁与人类文明52怎样描述磁场一、课标
第5章 磁场与回旋加速器
5.1 磁与人类文明
5.2怎样描述磁场
一、课标要求
1、知道磁体有吸铁性和指向性;?知道磁体间的相互作用规律;?了解磁化现象。
2、理解和掌握理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。 能用磁感应强度的定义式进行有关计算。 培养学生探究物理现象的兴趣,提高综合学习能力。1462年的同类发现要早400多年。
⑤磁与电现象最早的“相提并论”:东汉的王充在《论衡·乱龙篇》中的同一处记载:“顿牟缀芥、慈石引鍼”。可见,我国古代很早就把磁与电放在一起,相提并论了,这种“并论”的观点比奥斯特发现电与磁的联系要早近两千年。
(2)现代轮船上是否还用罗盘导航:
当前,传统的陆标定位、天文定位方法已成为特殊情况下的补充手段,无线电导航定位方法经过了无线电测向仪(1921)、雷达(1935)、罗兰A(1943)、罗兰C(1958)、卫星导航系统(1964)、全球定位系统(1993)的发展历程,进入高精度卫星导航定位时代。全球定位系统(GPS)可在全球范围内全天候为海上、陆上、空中和空间用户提供连续的、高精度的三维定位、速度和时间信息,使船舶、飞机和汽车等运载工具的导航与定位发生了划时代的变革。 ①行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时,远距离通讯将受到严重影响,甚至中断。地磁场能阻挡宇宙射线和来自太阳的高能带电粒子,减少了来自太空的宇宙射线的侵袭,地球上生物才得以生存滋长。如果没有了这个保护盾,外来的宇宙射线,会将最初出现在地球上的生命幼苗全部杀死,根本无法在地球上滋生。地球上某些地区的岩石和矿物具有磁性,地磁场在这些埋藏矿物的区域会发生剧变,利用这种地磁异常可探测矿藏,寻找铁、镍、铬、金以及石油等地下资源。地磁变化、臭氧变化和气温变化起源于同一变化机制。地磁层阻挡太阳高能粒子进入大气层是强地磁场对应冷气候的原因。近百年来全球变暖可能与地磁场减弱有关磁性材料的应用很广泛,可用于电声、电信、电表、电机中,还可作记忆元件、微波元件等。可用于记录语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡等。下面磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成。录音时,声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流——音频电流,在磁头的缝隙处产生随音频电流变化的磁场,磁带紧贴着磁头缝隙移动,磁带上的磁粉层被磁化,故磁带上就记录下了声音的磁信号。放音时是录音的逆过程,放音时,磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过,磁带上变化的磁场使磁头线圈中产生感应电流,感应电流的变化线磁信号相同,这个电流经放大后,送到扬声器,扬声器就把音频电流还原成声音。4、磁场的形象描述:
实验观察磁感线的分布:
①条形磁铁磁感线的分布:条形磁铁外部磁感线从N极到S极,两极附近磁感线稠密,中间部分磁感线稀疏。
②异名磁极间磁感线的分布:在异名磁极中间区域里磁感线从N极指向S极,并均匀分布。
③匀强磁场磁感线的分布:磁感线的间距相等、相互平行且指向相同。
思考与讨论:磁感线的分布与磁场强弱的关系;磁感线的特点;磁感线与电场线的比较?
提示:
(1)磁感线的分布与磁场强弱的关系:磁感线越密的地方,表示磁场越强;磁感线稀疏的地方,表示磁场弱。
(2)磁感线的特点:
①磁感线是为了形象的描述磁场而假想的磁感线,并不是客观存在的;
②磁感线的疏密表示磁场的强弱;
③磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向,即小磁针N极的受力方向;
④任意两条磁感线不相交;
⑤磁体的外部磁感线有N极指向S极,在内部由S极指向N极,它是闭合有方向曲线;
⑥平行等间距的磁感线表示匀强磁场的磁感线。
(3)磁感线与电场线的比较:
①共同点:磁感线和电场线都是假想的线,客观不存在;疏密都能表示大小,切线方向表示场的方向;不能相交。
②区别:电场线是从正电荷或无穷远出发,终止于无穷远或负电荷,是不闭合的曲线;而磁感线在磁体的外部磁感线有N极指向S极,在内部由S极指向N极,它是闭合有方向曲线。
5、磁场的定量描述
(1)磁通量的概念:
①定义:设在匀强磁场中,有一个与磁感线垂直的面积为S的平面,若穿过该平面的磁感线有条,我们就称穿过这个平面的磁通量为。
②单位:韦伯,符号:Wb。
③物理意义:表示穿过某一面积的磁感线净条数.
④标量,但正负号不代表大小,表示从该面穿入或穿出。
(2)磁感应强度的概念:
①定义:垂直穿过某单位面积上的磁通量叫做磁感应强度。
②表达式:B=
③单位:特斯拉,符号:T。1T=1 Wb/s
④物理意义:表示该处磁场的强弱。
⑤矢量(标量或矢量),磁感应强度的方向为该点的磁场方向。
思考与讨
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