地磁场
什么是地球的地磁场
什么是地球的地磁场？它是如何形成的？
地球的地磁场是地球周围产生的磁场，其主要是由地球内部的流动熔融金属外核（主要是铁和镍）所产生的。
这个磁场在地球的周围形成一个巨大的磁气球，保护地球不受太阳风和宇宙射线的伤害。
地球的地磁场形成主要有两种理论解释：
地球内部自发磁场理论：这个理论认为地球内部的外核是由液态铁和镍组成的，由于地球自转产生的科里奥利力使得外核发生对流运动。
这种运动会产生电流，而运动的电荷带有电荷，形成了地球的磁场。
地幔电流理论：另一个理论认为，地球的地磁场是由地幔中的岩石通过地球的自转运动所产生的电流所形成的。
这些岩石中含有导电性矿物，当它们受到地球自转的影响时，会形成电流，从而产生磁场。
无论是哪种理论，地球的地磁场都是由地球内部物质的运动所产生的，其形成和维持是一个复杂的物理过程。
地球的地磁场不仅对地球本身的大气和生物有重要的保护作用，也对导航、航海、航空等人类活动起着重要的辅助作用。
地磁场的概念
A、指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用 B、指南针静止时南极指向地理北极 C、如果地磁场消失，指南针还能指示南北方向 D、信鸽是靠绑在身上的小磁铁来实现导航的
人教版初中物理知识点汇总
地磁场
主讲：段老师
1、地磁场
地球本身就是一个巨大的磁体，地球周围 存在的磁场叫做地磁场，整个地球类似一个巨 大的条形磁体，地磁场的形状跟条形磁体的磁 场相似。
2、指南针能指南北的原因
指南针指向的是地理南、北极，由于同名磁极相斥、异名磁极相吸， 地理北极附近是地磁南极，吸引小磁针的北极；反之，地理南极附近是 地磁北极，吸引小磁针的南极。
3、磁偏角
地理的两极和地磁的两极并不重合，地磁的南极在地理的北极附近， 地磁的北极在地理的南极两个方向之间有一偏差角度，就为磁偏角。
4、地磁场的应用
鸽子靠地磁场来导航
绿海龟也是靠地磁场来导 航而准确的找到自己的出生地 的
例题：指南针是我国古代的四大发明之一，有关指南针和地磁场的说法
什么是地磁场
什么是地磁场地磁场是地球上自古以来便存在的磁力场，该磁力场由地球核心所构成，具有漫反射和衰减等能量传播方式，从而影响地球上物理生物等各种活动。
下面，我们就仔细地来研究地磁场究竟是什么以及它对地球上生物产生的重要作用。
一、什么是地磁场地磁场是由地球核心的磁力组成的，包括静息磁力场和变动磁力场，是由地球核心的重离子构成的。
它类似于由大量磁铁构成的磁场，可向它的外部地面传导电磁波。
根据物理定律，它不仅能在地面上形成一定的静态磁场，而且还会随着时间而变化。
地磁场通常用单位 Tesla 来表示，它将地磁场划定成六个方向：正北、正南、正东、正西、正上和正下等。
二、地磁场的属性1、衰减性：这是指磁波穿越空气随着距离的增加而衰减的现象，导致物体与物体之间的交互性下降。
2、强度：地球的磁场强度为0.5-0.7 G，比太阳磁场强度要弱。
3、持续性：地球的磁场是延续性的，它不会突然变化或断开，而是受到多种影响而变化。
4、漫反射性：地球磁场会向外传播，可以涉及陆地、海洋和蒸发面三者之间的依存关系。
三、地磁场对地球上生物产生的影响1、电磁场穿透：地球磁场可以穿透动物体内的大多数电磁物质，使其在新环境中能够灵敏应答磁场的变化，这对动物的生长发育、栖息地的选择和行迁等活动有很大的帮助。
2、陆地形貌变化：地磁场能够调节陆地空间结构的演化，对地质构造的变化有很强的控制作用。
3、生物导航：地磁场可以帮助多种物种判断方向和位置，既可以实现短期的瞬时导航，也可以实现长期迁移。
四、低磁场环境下的生物影响1、植物体质变化：地球磁场可以改变植物体内的酶、传递物质及物理活动的相互作用，促进植物的生长发育和光合作用。
2、生物社会行为变化：低磁场环境会对社会昆虫造成多种歧义，影响它们求爱，照料幼虫，社会组织以及社会交往等行为。
3、免疫力下降：低磁场环境会降低生物体免疫力，使其更容易受到各种传染病的影响。
总之，地磁场是一种由地球核心组成的天然磁力场，具有衰减性、强度、持续性和漫反射性等特性，在地球上生物的影响也很明显。
地磁场与极光现象
地磁场与极光现象地球是一个神奇的星球，有许多奇妙的自然现象令人惊叹不已。
其中之一就是地磁场与极光现象。
地磁场是地球磁场的简称，它密不可分地与极光现象相互关联，共同构筑了宇宙中的壮丽景象。
一、地磁场简介地磁场是地球外部的一种磁场，在地球表面及其周围形成了一个保护罩。
它由地球内部的液态外核产生，外核主要由铁和镍组成，通过辐射对外部空间发出磁场。
地磁场不仅可以帮助我们导航，还保护地球免受来自太阳带电粒子的侵袭。
这种磁场受到太阳风暴等外部环境的影响，会发生一些有趣的改变。
二、极光现象的成因极光是指出现在极地地区的一种奇特的自然光景，包括南极光和北极光。
它们是由地球磁层中的带电粒子与上层大气中的原子与分子相互作用产生的。
当太阳风暴中的带电粒子进入地球磁场，它们会沿磁场线运动，并与大气中的原子和分子发生碰撞。
这些碰撞会激发原子和分子的能级跃迁，使其释放出能量，从而形成美丽多彩的极光。
三、地磁场与极光的关系地磁场起到了保护地球不受来自太阳风暴的伤害，同时也是极光现象的关键因素。
当带电粒子进入地球磁场后，它们沿着磁力线下降到极地附近的大气层中。
然后，它们会与大气中的原子和分子相互作用，形成了极光的光辉。
所以说，地磁场是极光现象能够发生的基础。
四、地磁场的变化与极光活动地磁场是一个不断变化的系统，它受到太阳活动、地球内部动力学等多种因素的影响。
太阳活动中的强风暴会释放大量的带电粒子，进一步激发地磁场的活动。
当地磁场变得活跃时，极光活动也会相应地增强。
这时，人们有更多的机会观赏到壮丽的极光景象。
五、人们对极光的研究与探索极光是一种惊人的自然奇观，在人类历史上一直备受关注和研究。
科学家们通过观测和研究，揭示了极光的成因和变化规律，深入了解了地球磁场的特性。
人们还利用卫星等高科技手段，对极光和地磁场进行了更深入的研究，以期更好地理解地球的活动和保护人类环境。
六、极光观赏旅游的兴起极光的美丽景色吸引了无数人们的目光。
越来越多的人们选择前往极地地区，亲自观赏这一壮丽的自然奇观。
《地磁场》课件
卫星磁测
通过卫星轨道测量地磁场 ，具有覆盖范围广、观测 精度高的特点。
地磁场的观测设备
磁力仪
用于测量地磁场强度和方 向的仪器，分为旋转磁力 仪和质子磁力仪等类型。
磁通门磁力仪
利用磁通门技术测量地磁 场，具有高灵敏度和低噪 声的特点。
卫星磁力仪
装载在卫星上进行地磁场 测量的仪器，具有高精度 和全球覆盖的特点。
地磁场变化对人类健康的影响
生理影响
地磁场的变化可能影响人体的生 物电和生物磁，进而影响神经系
统和生理功能。
心理影响
地磁场的变化可能影响情绪和心 理状态，例如在磁暴期间人们更
容易感到焦虑和不安。
疾病风险
长期暴露于不稳定的地磁场环境 中可能增加某些疾病的风险，如
癌症和神经系统疾病。
地磁场变化与地震、火山活动的关系
地磁场的组成
总结词
地磁场由主磁场、地磁异常和磁偏角等部分组成。
详细描述
地磁场主要由主磁场、地磁异常和磁偏角等部分组成。主磁场是指地球内部金属元素所产生的磁场，是地磁场的 主要部分。地磁异常则是指地球表面某些区域的地磁场强度和方向与周围不同的现象。磁偏角则是由于地球内部 的金属元素分布不均匀，导致地磁场方向与地球地理经线不重合而产生的角度差。
地震活动
研究表明，地磁场的变化可能与地震活动有关联，可能是预测地 震的重要指标之一。
火山活动
火山喷发过程中释放的物质可能会影响地磁场，而地磁场的变化也 可能预示着火山活动的发生。
地球物理学研究
地磁场的变化是地球物理学研究的重要领域之一，对于了解地球内 部结构和地球动力学具有重要意义。
06
地磁场的未来研究与展望
03
地磁场的形成与变化
地磁场模型
地磁场模型
地磁场模型
一、什么是地磁场
地磁场是一种由地球内部发出的电磁场，它可以影响我们的太阳能电池板、太阳能发电机、空中飞行和其他电子设备的功能。
地磁场的强弱，可以用强弱的指数来表示，被称为地磁强度。
二、地磁场模型
地磁场模型是一种描述地磁场特性的模型，它可以用于计算地磁场的大小和方向，也可以用来预测地磁场的变化。
常用的地磁场模型有WMM（世界地磁模型）、EMM（美国地磁模型）和GMM（全球地磁模型）等。
一般来说，地磁场模型首先根据实测地磁强度和实测地磁变化率，利用多项式拟合进行近似拟合，以构建地磁场模型，生成地磁场数据库，最后根据数据库和用户定义的参数，对地磁场进行模拟。
三、地磁场模型的应用
地磁场模型可以用来评估太阳能电池板的辐照度、太阳能发电机的发电量、空中飞行的风险以及电子设备的功能。
它也可以用于研究地磁场演变趋势，以及地层变化与地磁场强度的关系。
- 1 -。
什么是地磁场
什么是地磁场引言地磁场是指地球周围的一个磁场，它是由地球内部的液态外核产生的。
地磁场对地球上的生物和技术系统都具有重要影响，因此了解地磁场的性质和作用对我们来说是至关重要的。
地球内部结构为了理解地磁场的形成和性质，我们首先需要了解地球的内部结构。
地球可以分为三层：地壳、地幔和地核。
地壳是最外层，主要由岩石和土壤组成。
地幔位于地壳下方，是一个厚达2900公里的岩石层。
地核位于地幔下方，由外核和内核两部分组成。
外核是一个厚约2300公里的液态金属层，而内核则是一个直径约为1220公里的固态金属球。
地球的磁场形成地磁场的形成与地球内部的液态外核密切相关。
外核主要由铁和镍组成，由于地球内部的高温和高压条件，这些金属处于液态状态。
在外核中存在着大量的电流，这些电流产生了地球的磁场。
具体来说，地球的磁场是由外核中的电流产生的。
这些电流是由于外核中的金属在高温和高压下发生对流而产生的。
这种对流现象导致了电荷的移动，从而形成了电流。
这些电流产生的磁场穿过地球的表面，并扩展到地球周围的空间中。
地磁场的性质地磁场具有以下几个重要的性质：方向地磁场的方向可以用一个矢量来表示，这个矢量被称为地磁矢量。
地磁矢量指向地球北极附近的地磁南极，垂直于地球表面。
在地球的赤道附近，地磁矢量与地球表面平行。
强度地磁场的强度是指地磁矢量的大小，通常用特斯拉（Tesla）或高斯（Gauss）来表示。
地磁场的强度在地球不同位置上有所变化，通常在0.25到0.65高斯之间。
变化地磁场是一个动态的系统，它会随着时间而变化。
地磁场的变化通常是缓慢而连续的，但也会出现一些突发的变化。
例如，地磁场的强度和方向在数十年甚至数百年的时间尺度上会发生变化。
此外，地磁场还会受到太阳活动的影响，如太阳风和太阳耀斑等。
地磁场的作用地磁场对地球上的生物和技术系统都具有重要影响。
生物系统地磁场对许多生物有导航和定位的作用。
许多动物，如鸽子和海龟，可以利用地磁场来确定自己的位置和方向。
地球磁场
地磁场对生物活动的影响 像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北， 像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北，每年 可旅行几千公里，中途往往还要经过汪洋大海， 可旅行几千公里，中途往往还要经过汪洋大海，但是还能 测定精确的位置。科学家们发现， 测定精确的位置。科学家们发现，这些生物大脑内有磁性 物质， 物质，能通过地球磁场和太阳及其他星体的位置来辨别方 但对于迁徙中的海龟来说，仅有“方向感”是不够的， 向。但对于迁徙中的海龟来说，仅有“方向感”是不够的， 它们可能还有一张“地图” 用于明确自己的地理位置， 它们可能还有一张“地图”，用于明确自己的地理位置， 最终到达某个特定的目的地。 最终到达某个特定的目的地。美国北卡罗来纳大学查珀尔 希尔分校的肯洛曼研究小组发现， 希尔分校的肯洛曼研究小组发现，绿海龟对不同地理位置 间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感” 间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感”，它们能通过 地磁场为自己绘制一张地图。 地磁场为自己绘制一张地图。 信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向， 信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向，也是由于地磁的 帮助
地磁场曾经多次翻转
科学家们通过对海底熔岩的研究发现， 科学家们通过对海底熔岩的研究发现，地球的磁场曾经发生 过多次翻转。火上爆发产生炽热的岩浆 岩浆中含有数以万计的矿物 过多次翻转。火上爆发产生炽热的岩浆中含有数以万计的矿物 就好像一个个“小指南针” 当岩浆冷却下来后， 质，就好像一个个“小指南针”。当岩浆冷却下来后，这些 指南针”也被固定住不再发生变化。这样， 南北极” “指南针”也被固定住不再发生变化。这样，其“南北极”的 指向就记录了当时地球磁场的方向。研究表明， 指向就记录了当时地球磁场的方向。研究表明，地球磁场平均 万年翻转一次， 万年前。 每50万年翻转一次，而最近一次的翻转发生在 万年前。 万年翻转一次 而最近一次的翻转发生在78万年前 最近150年，地磁场正在持续的衰减，地球磁场将在下个千 最近 年 地磁场正在持续的衰减， 年的某些时候彻底消失。 年的某些时候彻底消失。 科学家指出，存在于地核周围的铁流体（熔融体） 科学家指出，存在于地核周围的铁流体（熔融体）好像一 发动机” 不停地将巨大的机械能转化成为电磁能， 部“发动机”，不停地将巨大的机械能转化成为电磁能，从而 形成了地磁场。而铁流体有时会形成巨大的漩涡， 形成了地磁场。而铁流体有时会形成巨大的漩涡，迫使自己的 流向发生变化，这就引起了地球磁场的改变。 流向发生变化，这就引起了地球磁场的改变。地磁场的两极倒 转是一个极其漫长的过程，大约需要 年才能完成。 转是一个极其漫长的过程，大约需要5000到7000年才能完成。 到 年才能完成
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9.指南针静止时，其N 极指向如图2中虚线所示。
若在其上方放置水平方向的导线，并通以直流电，则指南针转向图中实线位置。
据此可知（ ）
A.导线南北放置，通有向北的电流
B.导线南北放置，通有向南的电流
C.导线东西放置，通有向西的电流
D.导线东西放置，通有向东的电流 小磁针静止时，N 极应指向地磁场与直线电流合磁场的方向，由安培定则知B 正确。
11.一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比原来旋转１８０º，由此可以断定，这里电缆中电流的方向为（ ）
A.可能是向北 Ｂ.可能是竖直向下 C.可能是向南 Ｄ.可能是竖直向上
在地磁场作用下，小磁针静止时N 极指向北方，现改变N 极指向南方，表明直线电流产生的磁场在小磁针所在处的方向应是指向南方，由安培定则可知电缆中应有竖直向上的电流，即选D 。
15.假设将指南针移到地球球心处，则指南针的指向： （ ）
A.由于地球球心处无磁场，故指南针自由静止方向不确定
B.根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”可判定指南针N 极指向地球北极附近
C.根据“小磁针N 极受力方向沿该处磁场方向”可判定N 极指向地球南极附近
D.地球对指南针通过地磁场作用，但指南针对地球不产生磁场作用
地球内部地磁场的方向是由地理的北极指向南极，故C 正确。
17.具有金属外壳的人造地球卫星，在环绕地球做匀速圆周运动时（ ）
A.若卫星沿地球的经线绕地球运动，则通过地磁场两极上空时，卫星的表面将产生感应电流；
B.如果卫星的运行轨道经过泰国曼谷和日本东京的上空，则它的表面不会产生感应电流；
C.如果卫星在地球同步轨道上运行，它的表面不会产生感应电流；
D.如果卫星表面产生了感应电流，它的机械能将减小，轨道半径减小，运行速率减小。
西
东
在选项A 、B 中，因地磁场磁感应强度的变化，穿过卫星的磁通量都会发生变化，卫星表面都将产生感应电流。
选项C 中，地球同步卫星轨道在赤道的上方，地磁场的强弱不变，穿过卫星的磁通量不变，卫星的表面不会产生感应电流。
选项D 中，如果卫星的表面产生了感应电流，它的机械能转化为电能，由圆周运动及万有引力的相关知识可知它的轨道半径逐渐减小，运行速率逐渐增大。
21.南半球某地磁场为4×10-5
T ，方向与水平面成30°，一条东西方向水平放置的均匀导体
棒长0.5m ，以2m/s 的初速度向北水平抛出，则在抛出后s 53末，棒中的感应电动势为 。
均匀导体棒抛出后，只有重力作用，故作平抛运动。
把平抛运动分解在两个方向，求出
s 53末的速度大小的方向，然后确定切割方向与地磁场的夹角，再由θsin Blv E =求出感应电动势的大小。
s m gt v s m v v y x /32 /20==== 3232===x y v v tg θ 得θ=60° 由于地磁场方向与水平向成30°角，所以此时B ⊥V
则：V Blv E 5108-⨯==
26.据报道，1992年7 月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得了部分成功，航天飞机在地球赤道上空离地面约300㎞处由东向西飞行，相对地面
速度大约s m /105.63⨯，从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20㎞、电阻
为800Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动。
假定这一范围内的地
磁场是均匀的，磁感应强度为T 5104-⨯，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度
相同，根据理论设计，通过电离层的作用，悬绳可产生3A 的电流。
试求：
（1）金属悬绳中产生的感应电动势；（2）悬绳两端的电压；
（3）航天飞机绕地球运行一圈悬绳输出的电能（已知地球半径为6400㎞）
27.一个电阻为R 的长方形线圈abcd 沿着磁针所指的南北方向平
放在北半球的一个水平桌面上，ab =L 1,bc =L 2,如图8所示。
现突然
将线圈翻转1800，使ab 与dc 互换位置，用冲击电流计测得导线
中流过的电量为Q 1。
然后维持ad 边不动，将线圈绕ad 边转动，使之突然竖直，这次测得导线中流过的电量为Q 2，试求该处地磁场的磁感强度的大小。
28.在电子显像管内部，由炽热的灯丝上发射出的电子在经过一定的电压加速后，进入偏转磁场区域，最后打到荧光屏上，当所加的偏转磁场的磁感强度为0时，电子应沿直线运动打在荧光屏的正中心位置。
但由于地磁场对带电粒子运动的影响，会出现在未加偏转磁场时电子束偏离直线运动的现象，所以在精密测量仪器的显像管中常需要在显像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁场对电子运动的影响。
已知电子质量为m 、电荷量为e ，从炽热灯丝发射出的电子（可视为初速度为0）经过电压为U 的电场加速后，沿水平方向由南向北运动。
若不采取磁屏蔽措施，且已知地磁场磁感强度的竖直向下分量的大小为B ，地磁场对电子在加速过程中的影响可忽略不计。
在未加偏转磁场的情况下，（1）试判断电子束将偏向什么方向；（2）求电子在地磁场中运动的加速度的大小；（3）若加速电场边缘到荧光屏的距离为l ，求在地磁场的作用下使达到荧光屏的电子在荧光屏上偏移的距离。
南 北 a b c
d 图8。