指南针和远洋航海
第一节指南针与远洋航海
能自动关门的 冰箱通常中铰链有 一定的倾斜度，或 者有一个叫做自动 关门扣及其托架的 装置，加上门封磁 条的吸力门体在一 定的角度就会自动 关闭。
医学技术 CT检查：核共振成像技术
勘探矿床 由于所有物质均具有或强或弱的磁性，如果它们 聚集在一起，形成矿床，那么必然对附近区域的地磁 场产生干扰，使得地磁场出现异常情况。根据这一点， 可以在陆地、海洋或者空中测量大地的磁性，获得地 磁图，对地磁图上磁场异常的区域进行分析和进一步 勘探，往往可以发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。
普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸， 因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安装磁性传 感器，由于坦克或者军舰都是钢铁制造的，在它们 接近（无须接触目标）时，传感器就可以探测到磁 场的变化使水雷或地雷爆炸，提高了杀伤力。
磁现象在生活中的应用
在现代战争中，制空权是夺得战役胜利的关键之 一。但飞机在飞行过程中很容易被敌方的雷达侦测到， 从而具有较大的危险性。为了躲避敌方雷达的监测， 可以在飞机表面涂一层特殊的磁性材料－吸波材料， 它可以吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很少 发生反射，因此敌方雷达无 法探测到雷达回波，不能发现飞 机，这就使飞机达到了隐身的目 的。这就是大名鼎鼎的“隐形飞机”。 隐身技术是目前世界军事科研 领域的一大热点。美国的F117隐形 战斗机便是一个成功运用隐身技术 的例子。
所有这些远洋航行的成功,都离不开磁学知识的 指南针 应用——_________.
3. 磁场
相斥 磁极 ，同名磁极_______ ⑴磁体上磁性最强的部分叫______ 相吸 。 _，异名磁极________ 北极的受力方 ⑵ 规定：在磁场中的任意一点，小磁针___________ 向就是那一点的磁场方向。 ⑶ 磁感线: 是在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些 切线 方向，都跟该点的_________ 磁场方向 曲线上,某点的_______ 疏密 表示磁场强弱。 相同。磁感线的________ 地磁场 。地磁场 ⑷ 地球在周围空间会产生磁场，叫________ 条形 磁体。 的分布大致上就像一个_______
指南针与远洋航海
图2-1-2
一、磁现象和磁场的方向 几个概念的比较
磁性 磁体 磁极
Hale Waihona Puke 天然磁石能吸引铁质物体的性质 具有磁性的物体，如条形磁铁 磁体上磁性最强的区域，有S极、N极
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 对于磁现象的应用，指南针 (司南 )是我国古代四大发明之 一． 磁场的方向 (1)规定：小磁针静止时 N 极的指向为该处的磁场方向． (2)磁铁内部磁场方向由 S 极指向 N 极；磁铁外部由 N 极指向 S 极．
磁感线的理解
【典例 2】 关于磁感线，下列说法中正确的是( A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 B．磁感线总是从 N 极到 S 极 C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 )．
解析
磁感线是为了形象描绘磁场而假设的一组有方向的曲
线，曲线上每一点的切线方向表示磁场的方向，曲线疏密表示 磁场强弱，所以 C 正确，A 不正确；在磁铁外部磁感线从 N 极 到 S 极，内部从 S 极到 N 极，磁感线不相交，所以 B、D 不正 确． 答案 C
二、磁场 1．定义：是存在于磁体 周围的一种特殊物质．磁体间的作用 是通过 磁场 来实现的． 2．磁场的方向：在磁场中的任一点，小磁针 N极 的受力方向， 亦即小磁针 静止 时北极所指的方向，就是该点的磁场方向． 三、磁感线 1．定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，使这些曲线上每 一点的 切线方向 都与该点的 磁场方向 一致．这样的曲线 叫磁感线．磁感线客观上是不存在的，是虚拟的．
一 指南针与远洋航海
1．了解指南针在远洋航海中的作用，理解科学技术在社会发 展中的作用 2．知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的 磁场方向． 3．了解用磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况． 4．了解地理南北极与地磁南北极反向并且不重合，知道磁偏 角．
高中物理选修11知识点归纳
选修1-1第一章磁场一.指南针与远洋航海用指南针导航，用尾舵驾驭方向，有效利用风力是远古航海的三大必要条件郑和下西洋是世界最早的航海壮举，用罗盘与观星相结合，相互补充，相互修正中国的指南针的独创对于世界的海航有极大的推动作用由于人们东部的物质文明的渴望，1542年哥伦布带领了船队在西班牙的资助下到达了巴拿马群岛，视察到了地磁偏角（比中国沈括晚400年）。
1519年葡萄牙航海家在西班牙的资助下完成了世界性的环游，证明地球是一个圆的球体。
航海的进行促进了西方资本主义的外扩，为其世界资本积累奠定基础二.磁场磁极通过磁场相互联系起来，但不须要接触，是一真实存在的物质。
磁场的方向是依据小磁针的北极的方一直确定的。
磁感线是依据将铁屑放在磁场的四周，被磁化后则形成的物质形态。
虽然人们无法用眼睛视察，但是真实存在的磁场的方向由北极指向南极（条形磁体内部也存在磁场）特点：是闭合的曲线，磁场线在磁场中相互不相交，疏密表示强弱三磁性的地球地理的磁极与事实上地球的磁极是相反的，但存在肯定的磁偏角。
磁偏角在地球的不同位置是不同的，是在缓慢移动的过程。
宇宙中的很多的天体都有磁场。
太阳表面的黑子与耀斑都与磁场有关。
（但是只有地球的磁场是全球性的）二. 电流的磁场一.电流的磁效应奥斯特利用直导线与小磁针通电后的推断说明白不仅磁体能产生磁场，电流也能产生磁场---电流的磁效应二.电流磁场的方向但探讨的物体为直的磁体时，则用右手的大拇指代表电流的方向，四指代表磁感线的方向。
当探讨的是条形或螺线管时，则大拇指指向的磁感线的方向，四指指向电流的方向（磁感线的方向与磁体正极的方向一样）既大拇指指向的是磁体的北极三磁场对通电导体的作用一.通电导体在磁场中受到的力的作用称作安培力。
当电流方向与磁场的方向呈90度是，则安培力达到最大值。
当平行时则为0，当斜交时，处于最大值与最小值之间公式：F=BIL探讨时运用限制变量法，处在匀称电场中导体与磁场垂直二.磁场感应强度在不同的磁场中，B的值是不同的，单位是T磁感应强度是一个矢量，方向与磁场的北极的方向一样三安培力的方向左手定则。
指南针与远洋航海
你们知道吗： 你们知道吗： 指南针不是指向正南方
地磁的南极跟地理的北极并不是 完全重合而是有一个偏角，称之为 完全重合而是有一个偏角， 磁偏角
指南针之于航海
有了指南针， 有了指南针， 我就有了方向， 我就有了方向， 有了向前航行的力量
小结： 小结：
地磁场指 南 针 作用小来自针受力地磁小磁针
人生又何尝不需要 一个指南针呢， 一个指南针呢，为 我们指引方向， 我们指引方向，为 我们导航…… 我们导航
磁石是受阳气的孕育而产生的， 磁石是受阳气的孕育而产生的， 阳气属火，位于南方， 阳气属火，位于南方， 因此南方相当于磁针之母。 因此南方相当于磁针之母。 这样，磁针既要眷顾母亲， 这样，磁针既要眷顾母亲， 又要留恋子女，自然就要指向南北方向。 又要留恋子女，
指南针的工作原理
• 小磁针在磁场中会收到作用力 • 地球是一个大磁场（地磁） 地球是一个大磁场（地磁） 小链接： 小链接： • 指南针的主要组成部分是
地磁南极是地理北极， 地磁南极是地理北极， 一个小磁针 地磁北极是地理南极
指南针为何要指南
• 小磁针在磁场中的偏转方向
1.同名相斥， 1.同名相斥，异名相吸 同名相斥 2.地理南北极和地磁南北级正好相反 2.地理南北极和地磁南北级正好相反 3.地磁方向始终是不变的， 3.地磁方向始终是不变的，因此小磁针受力 地磁方向始终是不变的 方向始终不变， 方向始终不变，恒指向南方
指南针与远洋航海
也谈指南针
1.指南针的前身是我国四大发 1.指南针的前身是我国四大发 磁针是铁打磨成的，铁属金， 磁针是铁打磨成的，铁属金， 之一的司南 按五行生克说， 按五行生克说， 金生水，而北方属水， 金生水，而北方属水， 2.主要部分是一根装在轴上可以 2.主要部分是一根装在轴上可以 因此北方之水是金之子。 因此北方之水是金之子。 自由转动的磁针 铁产生于磁石， 铁产生于磁石，
指南针与远洋航海
指南针与远洋航海教学过程：火药、印刷术、指南针―――这是预告资产阶级到来的三大发明一、内容1．指南针的发明指南针是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器。
指南针和造纸术、印刷术、火药并称为我国古代科学技术的四大发明。
我国是世界上最早发现磁铁指极性的国家，是世界上公认发明指南针的国家。
很早的时候，我国就有了指南针的发明。
指南针的发明，是我国古代劳动人民同大自然长期斗争的结果，是我们祖先认识自然、改造自然的结晶。
最早的指南针是用天然磁体做成的，这说明我国劳动人民很早就发现了天然磁铁及其吸铁性。
据古书记载，远在春秋战国时期，由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期，生产力有了很大的发展，特别是农业生产更是兴盛发达，因而促使了采矿业、冶炼业的发展。
在长期的生产实践中，人们从铁矿石中认识了磁石。
公元前600多年管仲的著作《管中》中就记载着："上有磁石者。
下有铜金"。
意思说，如果山上有磁石时，山里就藏有铁矿。
我国古地理名著《山海经》中，也曾记载"题灌山中多磁石"。
《水经注》里记载了秦国阿房宫前面，用磁石制成大门，防避有人进宫谋刺暗杀，如坏人暗披盔甲、暗藏兵器入宫，就会被门吸住而被发现，这说明我国劳动人民很早就发现了磁石的吸铁性，并加以利用了。
在长期的生产斗争中，我国劳动人民进一步利用磁体的指极性，制成指示方向的机械，这就是指南针。
早在战国时期，就利用磁铁的指极性发明了指南仪器--司南。
《韩非子·有度篇》里有"先王立司南以端朝夕"的话，"端朝夕"就是正四方的意思。
司南是用天然磁石琢磨成的，样子象勺，圆底，置于平滑的刻有24个方位的"地盘"上，其勺柄能指南。
不过，天然磁石在琢制成司南的过程中，容易因打击、受热而失磁，故司南磁性较弱，加之它与地盘接触转动磨擦的阻力比较大，难以达到预期的指南效果，所以未能得到广泛使用。
【赢在课堂】2014-2015高中物理(人教版)选修1-1配套课件 2-1 指南针与远洋航海
一、指南针与远洋航海
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KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
二、磁性的地球 1. 地球是一个大磁体, 其周围存在磁场. 2. 地磁场的北极在地理南极附近, 地磁场的南极在地理北极附近. 3. 地球的地理两极与地磁两极ห้องสมุดไป่ตู้不重合, 其间的夹角称为磁偏角.
一、指南针与远洋航海
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答案: 如图所示.
解析: 磁铁周围存在着磁场, 磁场对放入其中的小磁针有磁力作用. 在磁场中的某一点, 小磁针静止时北极所指方向就为该点磁场方向 , 小 磁针北极所受磁力方向跟该点磁场方向一致. 而磁体周围磁感线方向 与磁场方向相同, 与该点小磁针北极指向相同, 已知条形磁铁、 蹄形磁铁 的磁感线分布如图所示, 所以各小磁针 N 极指向如答案图所示.
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一、磁场 1. 磁极之间的力是通过磁场来传递的. 磁体在空间产生磁场. 2. 磁场方向: 在磁场中的任一点, 小磁针北极受力的方向, 也就是小
磁针静止时北极所指的方向, 就是该点的磁场方向.
3. 磁感线: 磁感线可以用来形象地描述各点的磁场方向, 磁感线上
每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致.
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一指南针与远洋航海
一指南针与远洋航海远洋航海是人类历史上远距离海上航行的重要发展阶段。
在远洋航海的历史中，指南针被广泛应用，起到了重要的导航作用。
指南针的发明与使用对远洋航海的发展产生了深远的影响。
指南针是一种利用地球的磁场来确定方向的工具。
根据古代中国的文献记载，最早的指南针是在中国南方的唐朝时期发明的。
指南针的原理是将一根磁针浮放在一个可以自由旋转的支轴上，通过磁针的指向判断方向。
在中国古代，指南针被广泛应用在导航、工程测量和风水等领域，对中国古代的航海和地理发现做出了巨大的贡献。
指南针的发明传到了阿拉伯和欧洲，并逐渐被远洋航海所采用。
在欧洲，指南针的使用对于探索海上航线和发现新大陆起到了重要的作用。
15世纪，葡萄牙的航海家开始使用指南针作为重要的导航工具进行航海探险。
他们借助指南针的指向，成功探索了非洲西岸，开启了大航海时代。
指南针的出现使得航行更加精确和可靠，为远洋航海提供了更大的安全性和可能性。
然而，尽管指南针在远洋航海中具有重要性，但仍需要其他的导航工具来辅助。
远洋航海需要综合运用航海图、日晷和星盘等仪器来确定方位和航行的路径。
航海图提供了海洋、陆地和岛屿的地理信息，日晷则利用太阳的角度来判断时间和方向。
星盘则用于观测星星的位置和角度，从而确定经度。
这些工具与指南针一起构成了远洋航海中必不可少的导航装备。
随着科技的不断发展，现代导航工具逐渐取代了传统的导航装备。
无线电导航、雷达和卫星导航系统等现代技术使得航海的导航更加简便和准确。
然而，指南针仍然被作为备用的导航工具保留下来，以防止电子设备出现故障的情况下使用。
指南针的存在提供了一种可靠的备用方案，以保障船只和航海家的安全。
综上所述，指南针在远洋航海中发挥了重要的导航作用。
它的发明和使用为古代和现代航海提供了准确和可靠的方向判断，推动了远洋航海的发展。
尽管现代技术已经取代了指南针在导航中的主导地位，但它仍然具有特殊的意义和价值。
指南针的存在不仅是对技术的传承和发展的见证，也是人类探索海洋的历史记忆。
【学案导学设计】2013-2014学年高考物理 2-1 指南针与远洋航海课件 新人教版选修1-1
本 学 案 栏 目 开 关
疏密程度反映磁场的 强弱 跟该点的 2．特点：
，线上每一点的切线方向都
磁场 方向相同．
(1)在磁体外部，磁感线从北极发出，进入南极；在磁体内 部由南极回到北极． (2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方 磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上． (3)磁感线闭合而不 相交 ，不相切，也不中断．
学习·探究区
4．地磁场分布如图 2 所示．
本 学 案 栏 目 开 关
图2
学习·探究区
[延伸思考] 我们向来都认为，指南针永远是一头指南，一头指北的．在
本 学 案 栏 目 开 关
地球上有没有一个地方的指南针两头都指北？
答案 有．地球的磁极同地理上的南北极并不一致．放在
地理南极上的指南针，一头指着附近的那个磁极，另一头 指着和这相反的方向．而在地理上的南极四周，处处都是 北方，所以放在那里的指南针的两头都是指北的．
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
本 学 案 栏 目 开 关
B．磁感线总是从磁铁的 N 极发出，到 S 极终止 C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑 的地方就没有磁感线 D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
学习·探究区解析来自磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地描
绘磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场
方
6．磁感线：是在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线 上每点的切线方向，亦即该点的
磁场
方向，磁感线的
分布疏密
表示磁场强弱．
知识·储备区
7．地球在周围空间会产生磁场，叫 地磁场 ．地磁场的分布 大致上就像一个 条形 磁体．
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§2.1指南针与远洋航海
教材分析：指南针与远洋航海是人教版高中物理选修1-1第二章第一节内容由于本节课的知识只需要作认识了解，因此本节教学只需要围绕课本，围绕着学生的学展开。
通过学生动手搜集资料、自己分析推测结合演示实验、电脑动画等情境的创设，从而培养学生学习物理的兴趣和主动参与、勇于实践的精神，逐步培养学生良好的科学态度和科学探究能力，使学生顺利获得知识得并使知识得到巩固和提高。
教学目标
1. 知识目标：
（1）了解指南针在远洋航海中的作用，理解科学技术在社会发展中的作用。
（2）知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。
（3）知道条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况
（4）了解地理南北极与地磁南北极并不重合，知道磁偏角。
2. 过程与方法：
（1）学生能通过自学并结合网络查询对史料进行整理。
（2）通过实验与学生初中所学体验获得知识过程，与多媒体相结合给学生建立磁感线空间立体模型。
（3）从地球磁场进一步推广到宇宙中磁现象，与现代科技相结合。
3. 情感态度与价值观：
（1）在学生中能让学生体会到科学的美学思想。
（2）通过文献研究、网络查询能提高学生探究式学习的能力。
（3）弘扬中华民族对世界文明的贡献，增强学生民族自信心。
（4）关心航海事业的发展，有将科学技术服务于人类的意识。
教学重、难点
教学重点：
（1）知道磁感线，知道磁感线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向。
（2）条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线分布
教学过程：
引入
我国是最早发现磁现象、运用磁场的国家之一，指南针的发明为世界航海做出了贡献。
现在，磁已更广泛地运用在我们的生活中。
（如音响、电话机、磁卡、磁盘等等）我们在初中已学过两个磁体相互接近时，它们之间就有相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
复习几个概念：
磁性：物体吸引铁、钴、镍等物质的基本性质。
自然界中有许多物质呈现磁性，如锰、铬、铝、铋、铜、银等呈现磁性很弱，不为人们所注意。
磁体：具有磁性的物体。
人类最早发现的磁性物质是磁石：四氧化三铁。
磁极：磁体上磁性最强的部分。
一个磁体有两个磁极，当磁体在水平面内自由转动时，磁极具有方向性，指向南的叫南极（Ｓ），指北的叫北极（Ｎ）。
两极总是“相
伴而生”，不存在单独的Ｎ、Ｓ极。
磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化，反过来，磁化后的物体失去磁性的过程叫退磁。
新课教学
介绍我国古代对磁的认识（参考教参的介绍）
请同学们自学郑和下西洋和欧洲的远洋探险[体会远洋探险的艰辛，培养民族自豪感] 一、磁场
在初中时我们已经知道，磁极之间的力，是通过一种场—磁场
来传递的。
磁体在空间产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用。
演示：在展示台上放一个独立的小磁针，在地磁场中指向南、北两向．把磁铁拿近小磁针，发现小磁针的方向方向变化。
在磁铁的不同位置放上小磁针，静止时小磁针的N极指向各不相同．
说明：磁场具有方向性．
规定：磁场中任一点，小磁针北极受力方向即小磁针静止时Ｎ极所指方向，就是该点的磁场方向。
用小磁针判断某一点的磁场方向，不太方便，为了形象而方便地描述磁场，物理学中引入了磁感线来描述磁场的强度和方向。
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极指向）
疏密程度表示磁场的强弱。
特点：１）假想的曲线。
２）闭合，不相交。
磁体外部：Ｎ→Ｓ磁体内部：Ｓ→Ｎ
４．磁场的分布
１）磁铁周围的磁场分布
二、磁性的地球
地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存在
的磁场叫地磁场。
地磁的北极在地理的南极附
近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不
完全重合，所以磁针并非准确的指南或是指北，
它们之间的夹角称为磁偏角。
课堂训练
1、指南针的广泛应用，促进了
A、人们对太阳磁场的认识
B、航海事业的发展
C、人们对地球磁场的认识
D、对电流磁场的认识
2、关于磁场的方向，下列叙述不正确的是
A、磁感线上每一点的切线方向
B、磁场N极到S极的方向
C、小磁针静止时北极所指的方向
D、小磁针北极受力的方向
3、关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是
A、宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场
B、宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场
C、指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作
D、指南针在只有磁场类似于地球磁场的天体上正常工作
4、如图所示，把小磁针放在磁场中，磁场方向
如图中箭头所示，说明小磁针将怎样转动以及
将停在什么位置。
5、下列关系磁场的说法中，正确的是
A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C、磁极与磁极间是直接发生作用的
D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生。