初中物理粤沪版九年级下册第十六章 电磁铁与自动控制1 从永磁体谈起完美版课件ppt

这是一份初中物理粤沪版九年级下册第十六章 电磁铁与自动控制1 从永磁体谈起完美版课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了学习目标，认识磁体，磁体分类，天然磁铁磁铁矿，小磁针，条形磁铁，蹄形磁铁，你对磁体了解多少，同斥异吸，相互排斥等内容，欢迎下载使用。

16 . 1从永磁体谈起
早在两千多年前，人类就发现了磁体。用磁体制作的指南针，是我国古代的四大发明之一，它曾为世界航海事业做出了很大的贡献。今天，磁体广泛应用于诸多领域，如电力设备、家用电器、医疗器械、信息及空间技术等，推动着社会的发展和进步。
那么，什么是磁体?它有哪些性质?
从古代中国的四大发明之一——指南针(司南)到现在中国最新(2021年7月)的时速到达600km/h的磁悬浮列车，这里面就涉及磁体以及很多磁现象的具体应用。
磁体：自然界中存在能吸引铁、钴、镍等物质的物体， 如磁铁。
人造磁铁(条形磁铁、蹄形磁铁，磁针)
磁体性质：能够吸引铁、钴、镍等物质。
磁性可以长久保持的磁体称为永磁体。
试一试，用磁体能够吸引我们身边的哪些物品?
为了寻找宇宙中的反物质或暗物质，中国、俄罗斯、美国等十几个国家联合研制了“α－磁谱仪(图16－2)，并于1998年用航天飞机发射到太空中。其核心部件是我国研制的永磁体，它是一个高为80cm、直径为120cm的圆柱体，质量达2t。
思考下列问题： (1) 磁体各处的磁性(吸引能力)是否完全一样？ (2) 磁体有几个磁极(吸引能力最大的地方)？ (3) 磁极间的相互作用有何规律？
(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
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。
结论：磁铁两极的磁性最大，称为磁极，中间的磁性最弱。
任何磁铁都有两个磁极，一块磁铁无论被分割得多么小，总存在两个磁极。
(3)无外界干扰下的静止小磁针指向？
注意：1 、不能让其他磁体靠近它 2 、多次用手拨动观察小磁针最后静止时的指向
发现：小磁针静止后的位置总是指向南北方向
结论：小磁针指向北的一端叫北极(N极)，指向南的一端叫南极(S极)。
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。
(4) 如何验证磁铁与磁铁之间的相互作用？
结论：同名磁极相排斥(N极和N极、S极和S极之间)，异名磁极(N极和S极)相吸引。
通过上述活动，你得出的结论是:
(1) 磁体的_____磁性最强，叫做磁极，每一个磁体都有两个磁极。 (2) 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______极，又叫做S极；另一端是______极，又叫做N极。
(3) 磁极间相互作用的规律是：同名磁极_________，异名磁极____________。
一块磁体，无论被分割得多么小，总存在南极和北极。 1931年，英国物理学家狄拉克(，1902－1984)从理论上推测，存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子。但是，直到现在，寻找磁单极子的工作仍在进行中。
人们发现，一些没有磁性的铁质物体,如铁钉、钢尺等,有时会变得有磁性。 这是怎么回事呢? 下面，我们通过实验来进行研究。
探究“磁化”和“去磁”
【思考】铁钉本身没有磁性，能否使其具有磁性？
准备一块条形磁铁、两枚铁钉和一些铁屑。实验前，先用铁钉接触铁屑以证明铁钉无磁性。
(1) 请按照图(a)、(b)所示的方法，分别用两枚铁钉试一试。
(a) 将磁铁的一极靠 近或接触铁钉
(b) 将磁铁的一极在铁钉上沿 同一方向反复摩擦
【实验】按照上图方法进行实验，观察铁钉能否吸引小磁钉？
实验表明，用人工的方法可以使物体获得磁性。 在物理学中，把这种使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
①将磁铁的一极靠近或接触铁钉后，铁钉可以吸引大头钉；
②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;
③使用充磁机来充磁；将铁钉放在大型用电器附近;
(2) 物体的磁性既能获得，也会失去。
不断敲击或放在火焰上加热已被磁化的铁钉，铁钉就会失去磁性，这个过程称为“去磁”。
利：磁带、磁盘上的磁性材料被有序磁化后可以存储信息
弊：机械手表被磁化后走时不准，彩电的显像管被磁化后颜色失真
物体与物体之间能够发生力的作用，可以是相互接触，如摩擦力，弹力；但也有两个物体不需要接触就有力的作用的情况，有之前前我们学过的：砸到牛顿头上的苹果受到地球对它的重力作用，还有节课中提到磁体间的吸力和斥力作用。
科学研究表明，磁体的周围存在着磁场。
处于磁场中的磁体受到磁场的作用
磁体间的相互作用和磁化现象都是通过磁场发生的。将小磁针放在条形磁铁周围，小磁针静止后会有不同的指向，这是由于各处小磁针的磁极受到磁铁的磁场作用力方向不同。
磁场是有方向的，人们把小磁针在磁场中静止时N极所指的方向，规定为这一点的磁场方向。
用铁屑显示磁体周围的磁场分布
在水平放置的磁体上放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一些铁屑，轻敲玻璃板，就可看到铁屑形成如图所示的图形。
(a) 条形磁铁周围的铁居分布
(b) 蹄形磁铁周围的铁居分布
铁屑为什么会形成这样的分布呢?
因为铁屑在磁场作用下被磁化成一个个小磁针。根据磁极间相互作用的规律，它们就在磁场中形成了如图所示的排列。
如何验证磁场的存在呢？
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。
这种排布关系可以证明磁场存在。
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，使其固定排布。
那么磁场的方向怎么定义呢？
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。
在磁铁的不同位置，小磁针具有不同朝向。
【思考】 如何去描述磁场呢？
为了形象地表示磁场，我们仿照铁屑在磁场中的分布图形，画出一条条带有箭头的曲线，这样的曲线叫做磁感线，如图所示。
磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向。用磁感线可以形象地表示磁场的方向和它的分布情况。磁体外面的磁感线是从它的N极出来，回到它的S极。如图所示的是条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线。磁感线的疏密可以表示磁场的强弱。
尝试总结下磁感线的特点？
磁感线的疏密表示磁性强弱
密的地方表示磁性强，疏的地方表示磁性弱
所以越靠近磁极的地方磁感线越密集
在磁场外部，是N极指向S极
磁感线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向
为了帮助人们想象磁场在空间的分布情况，科学家借用磁感线来形象地描绘磁场，磁感线是假想的物理模型，实际上并不存在。
1. 下列关于磁感线的说法，正确的是 ( ) A. 磁感线分布越密的地方，磁场越弱 B. 磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟
C. 磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极，构成闭合曲线 D. 磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反
从磁铁的N极出发，回到磁体的S极
2. 如图所示，在条形磁铁周围放置 4 只可以自由转动的小磁针，其中方向标得不正确的是________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
【思考】 为什么指南针(小磁针)静止后总是指向南北？
原来地球是一个巨大的天然磁体，地球周围的磁场叫做地磁场。
研究表明地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。
地磁场的磁感线分布如图所示。
地磁的北极在地理的南极附近， 地磁的南极则在地理的北极附近。
(1)地磁场的南北极与地球地理南北极相反 (但不重合)。
水平放置的磁针指向与地理子午线之间的夹角
(2) 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
【思考】 判断一条形铁块是否具有磁性的方法有哪些？
方法1 ：将条形铁块靠近铁粉，若能吸引说明它有磁性，是磁铁；反之无磁性；
方法2 ：将条形铁块用细线系住中间，悬挂起来，如果它总会在南北方向停下来，说明它有磁性。如果它在任意方向停下来，则该铁块不具有磁性；
方法3 ：另取一根条形磁铁，用其两端分别去靠近条形铁块的某一端，如果两次都能吸引，说明它是铁块，无磁性，如果一次吸引，一次排斥，说明它有磁性，是磁铁。
下图是我国早期的指南针——司南，是把天然磁石磨成勺子的形状，把它放在水平光滑的“地盘”上，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓(用途)，投之于地，其柢(握柄)指南”。下列说法中正确的是( )
A. 地磁场的北极在地理的北极附近      B. 司南握柄端指向地磁场的南极 C. 司南握柄端是磁石的北极 D. 司南握柄端指南是由于受到地磁场的作用                          
地磁的两极跟地理的两极并不重合，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，这个交角就是磁偏角，我国宋代学者沈括(1031－1095)是世界上最早注意到这一现象的人，比西方早了四百多年。
现代科学发现，生物体的生理活动也会产生磁场。例如，正常人的心脏跳动产生的心磁场约为10－10T*，脑的神经活动产生的脑磁场约为5×10－13 T。它们比地磁场(约为5×10－5T)弱得多，需要用精密仪器才能测出。
当生物体发生病变时，病变部位的磁场强弱会有所变化医学上可利用这一点，通过人体磁图技术，绘制磁图(心磁图脑磁图)，对相应部位进行病理研究和疾病诊断。人体磁图技术跟人体电图(心电图、脑电图) 技术相比，具有不需要与人体接触、测量信息量大、分辨率高等优点。
但是，目前磁图技术应用的难度较大，人们正在积极努力，使磁图技术能尽快推广到医学临床诊断上。
1. 如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，那么这一根可能是( ) A．a 　 B．b 　 C．c 　 D．都有可能
点拨：拉b c 两铁棒的绳张开，分析两个铁棒一定是相互排斥，说明b c两棒都有磁性，而且相对的两端是异名磁极。同理a b 两棒间是相互吸引的，但吸引并不需要两棒都有磁性。
2. 如图所示，重为G的小铁块在水平方向力F的作用下，沿条形磁铁的表面从N极滑到S极，下列说法正确的是 (　　) A. 小铁块受到的重力始终不变 B. 小铁块对磁铁的压力始终不变 C. 小铁块受到的摩擦力始终不变 D. 小铁块对磁铁的压强始终不变
点拨：小铁块受到的重力G＝mg，始终不变； 铁块在左端时，受到N极的引力较大，铁块对磁铁的压力较大； 越靠近中间，磁性越弱，磁铁对铁块的引力越小，铁块对磁铁的压力越小靠近S极，磁性增强，引力增大，铁块对磁铁的压力较大。
3. 如图所示是某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，B点的磁场比A点的磁场_______ (选填“强”或“弱”)；若在B点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向_____(选填“P”或“Q”)处。
点拨：磁感线越密的地方磁场越强。
4.下列说法正确的是 ( ) A. 磁场和磁感线都是真实存在的 B. 在磁体的外部，磁感线都是从磁体的 北极出发回到南极 　 C. 西方人最早发现地磁两极和地理两极并不重合 　 D. 同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
1、一根条形磁铁，你能想出几种办法辨别它的南极和 北极?
方法①：用线将条形磁铁中部吊起，静止时指南北，指南的一端为S极，指北的一端为入极；
方法②：用线将条形磁铁中部吊起，用已知磁性的磁体靠近它，观察它们的相互作用情况，当已知磁极的磁体的N极靠近它的一端是吸引，则这端是S极； 若排斥，则是N极.
2、以下关于磁场和磁感线的说法中，正确的是( )。 A. 磁体周围存在着磁场 B. 磁场中实际存在着磁感线 C. 磁体周围，画有磁感线的地方有磁场， 没有画磁感线的地方则没有磁场 D. 磁感线上某一点的磁场方向是放在该点处的小 磁针南极所指的方向
3、把一根钢条靠近磁针的一个磁极时，发现该磁极被排斥，则这根钢条( ). A. 一定具有磁性 B. 一定没有磁性 C. 可能有磁性，也可能没有磁性 D. 条件不足，无法判断
4、信鸽(图16－10)能从几百千米甚至2000km外的地方飞回自己的窝。有人做过实验，如果在信鸽的身上绑一小块磁体，那么它们就会迷失方向。这是什么原因呢?你还知道哪些生物是利用地磁场帮助定向的?
因为信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向。
当给信鸽身上绑一小块磁体，信鸽会受磁体磁场的干扰而不能借助地磁场来辨别方向。 像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物都是依靠地磁场帮助定向的。
5、如图16－11所示，两根条形磁铁同极相对放置，请画出两极之间磁感线分布的大致情况。
6、如图16 － 12所示，磁体在日常生活中有着广泛的应用。请你再列举一些生活中应用磁体的事例。
指南针、门吸、磁悬浮列车、电磁炉、电话、手机、起重机、电铃等等，都是生活中应用磁体的事例。