指南针与远洋航海-公开课PPT课件.ppt

1、磁铁磁铁指南针的鼻祖司南指南针的鼻祖司南指南针指南针 指南针是一种判别方位的简单仪指南针是一种判别方位的简单仪器，又称指北针，据器，又称指北针，据古矿录古矿录记载最记载最早出现于战国时期的磁山一带。指南针早出现于战国时期的磁山一带。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南的前身是中国古代四大发明之一的司南。指南针指南针 主要组成部分是一根装在轴上可主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针，磁针在地磁场作用以自由转动的磁针，磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上，常下能保持在磁子午线的切线方向上，常用于航海、大地测量、旅行及军事等方用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。面。罗盘罗盘1

2、4051405年年 郑和下西郑和下西洋洋观星观星哥伦布的旗舰哥伦布的旗舰哥伦布哥伦布（约（约1451145115061506） 信鸽爱好者都知道，如果把鸽子放飞到数百公里以外，信鸽爱好者都知道，如果把鸽子放飞到数百公里以外，它们还会自动归巢。鸽子为什么有这么好的认家本领呢它们还会自动归巢。鸽子为什么有这么好的认家本领呢？原来，鸽子对地球的磁场很敏感，它们可以利用地原来，鸽子对地球的磁场很敏感，它们可以利用地球磁场的变化找到自己的家。如果在鸽子的头部绑球磁场的变化找到自己的家。如果在鸽子的头部绑上一块磁铁，鸽子就会迷航。如果鸽子飞过无线电上一块磁铁，鸽子就会迷航。如果鸽子飞过无线电发射塔，强大的

3、电磁波干扰也会使它们迷失方向。发射塔，强大的电磁波干扰也会使它们迷失方向。 乘坐飞机时，在飞机即将起飞的时候，乘务员总会提醒乘乘坐飞机时，在飞机即将起飞的时候，乘务员总会提醒乘客将手机关闭。究竟为什么飞机上禁用手机呢？客将手机关闭。究竟为什么飞机上禁用手机呢？ 广州白云机场某次飞机降落，因为机上有广州白云机场某次飞机降落，因为机上有四位乘客同时使用了手机，使飞机降落时四位乘客同时使用了手机，使飞机降落时偏离了航线，险些酿成事故。偏离了航线，险些酿成事故。磁场在作怪磁场在作怪在飞机上，使用中的这些电子装置会干扰飞机的通讯、在飞机上，使用中的这些电子装置会干扰飞机的通讯、导航、操纵系统，会干扰飞机

4、与地面的无线信号联系，导航、操纵系统，会干扰飞机与地面的无线信号联系，尤其在飞机起飞下降时干扰更大，即使只造成很小角度尤其在飞机起飞下降时干扰更大，即使只造成很小角度的航向偏离，也可能导致机毁人亡的后果，是威胁飞行的航向偏离，也可能导致机毁人亡的后果，是威胁飞行安全的安全的“杀手杀手”。以移动为例：移动不仅在拨打或接听。以移动为例：移动不仅在拨打或接听过程中会发射电磁波信号，在侍机状态下也在不停地和过程中会发射电磁波信号，在侍机状态下也在不停地和地面基站联系，虽然每次发射信号的时间很短，但具有地面基站联系，虽然每次发射信号的时间很短，但具有很强的连续性。飞机在平稳飞行时，距地面很强的连续性。飞

5、机在平稳飞行时，距地面60006000米至米至1200012000米，此时手机根本接收不到信号，无法使用，在米，此时手机根本接收不到信号，无法使用，在起飞和降落过程中，手机才有可能与地面基站取得联系起飞和降落过程中，手机才有可能与地面基站取得联系，但此时干扰导航系统产生的后果最为严重。，但此时干扰导航系统产生的后果最为严重。中华人中华人民共和国民用航空法民共和国民用航空法第第8888条中，飞机上禁止使用的电条中，飞机上禁止使用的电子装置有手机、寻呼机、游戏机遥控器、业余无线电接子装置有手机、寻呼机、游戏机遥控器、业余无线电接收机、笔记本电脑、收机、笔记本电脑、CDCD唱机等。唱机等。 根据根据

6、中华人民共和国刑法中华人民共和国刑法第二编，第二章第二编，第二章危害公共安全罪第一百一十六的规定：危害公共安全罪第一百一十六的规定：“破坏破坏火车、汽车、电车、船只、航空器，足以使火火车、汽车、电车、船只、航空器，足以使火车、汽车、电车、船只、航空器发生倾覆、毁车、汽车、电车、船只、航空器发生倾覆、毁坏危险，尚未造成严重后果的，处三年以上十坏危险，尚未造成严重后果的，处三年以上十年以下有期徒刑。年以下有期徒刑。”第一百一十九条规定第一百一十九条规定“破破坏交通工具、交通设施、电力设备、燃气设备坏交通工具、交通设施、电力设备、燃气设备、易燃易爆设备，造成严重后果的，处十年以、易燃易爆设备，造成严

7、重后果的，处十年以上有期徒刑、无期徒刑或者死刑。上有期徒刑、无期徒刑或者死刑。”在飞机上在飞机上使用移动等便携式电子设备有可能导致航空器使用移动等便携式电子设备有可能导致航空器倾覆应视为违法行为，构成危害公共安全罪。倾覆应视为违法行为，构成危害公共安全罪。磁悬浮列车磁悬浮列车 上海的磁悬浮列车是上海的磁悬浮列车是全球唯一的一条商业全球唯一的一条商业运营磁悬浮列车运营磁悬浮列车 。磁悬浮列车是一种利磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具力的高科技交通工具。简单地说，排斥力。简单地说，排斥力使列车悬起来、吸引使列车悬起来、吸引力让列车开动。力让列车开动。 能自动关

8、门的能自动关门的冰箱通常中铰链有冰箱通常中铰链有一定的倾斜度，或一定的倾斜度，或者有一个叫做自动者有一个叫做自动关门扣及其托架的关门扣及其托架的装置，加上门封磁装置，加上门封磁条的吸力门体在一条的吸力门体在一定的角度就会自动定的角度就会自动关闭。关闭。 医学技术医学技术CTCT检查：核磁共振成像技术检查：核磁共振成像技术勘探矿床勘探矿床 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，可生干扰，使得地磁场出现异常情况

9、。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。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

10、器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸，提高，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。了杀伤力。 在现代战争中，制空权是夺得战役胜利的关键之一。但飞在现代战争中，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得雷达

11、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。这就是大名鼎鼎的名鼎鼎的“隐形飞机隐形飞机”。 隐身技术是目前世界军事科研隐身技术是目前世界军事科研领域的一大热点。美国的领域的一大热点。美国的F117F117隐形隐形战斗机便是一个成功运用隐身技术战斗机便是一个成功运用隐身技术的例子。的例子。 一、磁场一、磁场1 1、磁场：磁体周围存在磁场、磁场：磁体周围存在磁场2 2、磁场的基本性质：对磁体有力的作用、磁场的基本性质：对磁体有力的作用 磁体上磁性最强的部分叫磁极，磁体上磁性最强的部分叫磁极， 同

12、名磁极相斥同名磁极相斥 ，异名磁极相吸，异名磁极相吸 。3 3、作用过程：通过磁场实现。磁体是通、作用过程：通过磁场实现。磁体是通过磁场过磁场 对铁对铁 一类物质发生作用的，磁场和电场一一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质样，是物质 存在的另一种形式，是客观存在存在的另一种形式，是客观存在 4 4、磁场的方向：规定小磁针北极、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，也即小磁针静止时北受力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场极所指的方向，就是那一点的磁场方向方向 5 5、磁感线：、磁感线：（1 1）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线,

13、,在这些在这些 曲线上，每一点的切线方向，都跟该点的磁曲线上，每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同。这样的曲线叫磁感线磁感线的疏密场方向相同。这样的曲线叫磁感线磁感线的疏密 表示表示磁场强弱。磁场强弱。 (2)(2)目的：为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线目的：为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线 (3)(3)特点：特点： a.a.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向 b.b.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱磁感线的疏密可以反映磁场的强弱 c. c. 磁感线是封闭（闭合）曲线磁感线是封闭（闭合）曲线 d. d. 任何两条磁感线都不相交任何两条磁感线都

14、不相交（4 4）模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的）模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质，来模拟磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟图性质，来模拟磁感线的形状。条形磁体磁感线模拟图1 1（5 5）条形磁体和蹄形磁体的磁感线：）条形磁体和蹄形磁体的磁感线：磁感线方向磁感线方向外部：从外部：从N N极到极到S S极，内部：从极，内部：从S S极到极到N N极极磁感线与电场线的联系与区别磁感线与电场线的联系与区别1 1、磁场的方向：规定小磁针北极、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向（或小磁针静止时受力的方向（或小磁针静止时北极所指的方向）北极所指的方向）2 2、磁感线、磁感线（1 1

15、）为形象描述磁场而假想的曲）为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在线，实际不存在（2 2）疏密表示强弱，切线方向表）疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向示磁场方向（3 3）磁铁外部从）磁铁外部从N N极到极到S S极，内部极，内部从从S S极到极到N N极，形成闭合曲线极，形成闭合曲线（4 4）不相交）不相交1 1、电场的方向：规定正电荷所、电场的方向：规定正电荷所受电场力的方向受电场力的方向 2 2、电场线、电场线（1 1）为形象描述电场而假想）为形象描述电场而假想 的曲线，实际不存在的曲线，实际不存在（2 2）疏密表示强弱，切线方）疏密表示强弱，切线方 向表示电场方向向表示电场方向（3 3）

16、始于正电荷，终止于负）始于正电荷，终止于负电荷的非闭合曲线电荷的非闭合曲线（4 4）不相交）不相交三、地磁场：三、地磁场：1 1、定义：地球是个磁体，具有磁场，叫地、定义：地球是个磁体，具有磁场，叫地磁场。磁场。 地磁场的分布大致上就像一个条形磁地磁场的分布大致上就像一个条形磁体体 各地磁感线近似平行地面各地磁感线近似平行地面2 2、磁偏角：、磁偏角：（1 1）地球的地理南北极与地磁场的南北相）地球的地理南北极与地磁场的南北相反反（2 2）地球的地理两极与地磁场的两极并不）地球的地理两极与地磁场的两极并不重合，磁重合，磁 针并非准确地指南或指北，有个针并非准确地指南或指北，有个夹角，叫地磁偏角

17、，简称磁偏角夹角，叫地磁偏角，简称磁偏角3 3、地磁场的磁感线分布图：见上图、地磁场的磁感线分布图：见上图4 4、说明：宇宙中的许多天体、说明：宇宙中的许多天体 都具有磁场都具有磁场。月球也有磁场。但月球不象地球那样有。月球也有磁场。但月球不象地球那样有一个全球性的磁场。火星也没有全球性的一个全球性的磁场。火星也没有全球性的磁场，所以火星上指南针不起作用。磁场，所以火星上指南针不起作用。小结小结一、磁场一、磁场1 1、磁场：磁体周围存在磁场。类似电场。、磁场：磁体周围存在磁场。类似电场。2 2、磁场的基本性质：对磁体有力的作用。、磁场的基本性质：对磁体有力的作用。同名磁极相斥同名磁极相斥 ，异

18、名磁极相吸，异名磁极相吸 。3 3、作用过程：通过磁场实现。、作用过程：通过磁场实现。4 4、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向的磁场方向二、磁感线：二、磁感线： 1 1、作用：形象地描述磁场。、作用：形象地描述磁场。切线方向表示磁场方向；疏密切线方向表示磁场方向；疏密 表示磁场强表示磁场强弱。弱。 2 2、磁感线方向：、磁感线方向：外部：从外部：从N N极到极到S S极，内部：从极，内部：从S S极到极到N N极极 3 3、特点：不相交、不中断闭合曲线、特

19、点：不相交、不中断闭合曲线 4 4、 模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性 质，来模拟磁感线的形状。质，来模拟磁感线的形状。5 5、条形磁体和蹄形磁体的磁感线形状。、条形磁体和蹄形磁体的磁感线形状。注意：内部：从注意：内部：从S S极到极到N N极极6 6、磁感线与电场线的联系与区别、磁感线与电场线的联系与区别三、地磁场三、地磁场1 1、 地磁场的分布大致上就像一个条形地磁场的分布大致上就像一个条形 磁体。磁体。 南北极相反。各地磁感线近似平行地面南北极相反。各地磁感线近似平行地面2 2、磁偏角：地理两极与地磁场的两极并不重合，有个、磁偏角：

20、地理两极与地磁场的两极并不重合，有个 夹角，叫地磁偏角。夹角，叫地磁偏角。3 3、说明：许多天体、说明：许多天体 都具有磁场。月球也有磁场。火星都具有磁场。月球也有磁场。火星 没有全球性没有全球性 的磁场，所以火星上指南针不起作的磁场，所以火星上指南针不起作用。用。1 1关于磁感线的下列说法中，正确的是（关于磁感线的下列说法中，正确的是（ ）磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁

21、铁的南极磁感线有可能出现相交的情况磁感线有可能出现相交的情况B B 2 2、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） 磁极间的相互作用是通过磁场发生的磁极间的相互作用是通过磁场发生的 磁场和电场一样也是客观存在的的物质磁场和电场一样也是客观存在的的物质 磁感线是实际存在的线，可由实验得到磁感线是实际存在的线，可由实验得到 磁感线类似于电场线，它总是从磁体的极出发终止于磁感线类似于电场线，它总是从磁体的极出发终止于 ABAB 3. 3. 关于地磁场关于地磁场, ,下列叙述正确的下列叙述正确的是是( () ) A A地球的地磁两极和地理两极重合地球的地磁两极和地理两极重合 B B我们用指南针确定

22、方向，指南针指南的我们用指南针确定方向，指南针指南的一极是指南针的北极一极是指南针的北极 C C地磁的北极与地理的南极重合地磁的北极与地理的南极重合 D D地磁的北极在地理南极附近地磁的北极在地理南极附近D D【精讲精析精讲精析】地球是一个大磁地球是一个大磁体，其地磁北极体，其地磁北极(N(N极极) )在地理南在地理南极附近，地磁南极极附近，地磁南极(S(S极极) )在地理在地理北极附近，并不重合，指南针指北极附近，并不重合，指南针指南的一极应该是磁针的南极南的一极应该是磁针的南极(S(S极极) )，选项，选项D D正确正确【答案答案】D D4 4下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A

23、 A指南针指出的指南针指出的“北北”不是真正的北，两者有一定不是真正的北，两者有一定的差别的差别B B地球两极与地磁两极不重合，地磁南极在地球南地球两极与地磁两极不重合，地磁南极在地球南极附近，地磁北极在地球北极附近极附近，地磁北极在地球北极附近C C在任何星球上都能利用指南针进行方向判断在任何星球上都能利用指南针进行方向判断ADADD D我国是最早在航海上使用指南针的国家我国是最早在航海上使用指南针的国家 解析：选解析：选AD.AD.因为磁偏角的存在，所以地磁因为磁偏角的存在，所以地磁南极在地球北极附近，地磁北极在地球南南极在地球北极附近，地磁北极在地球南极附近，故极附近，故A A正确，正确

24、，B B错误火星不像地球错误火星不像地球那样有一个全球性的磁场，因此指南针不那样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作，故能在火星上工作，故C C错据史书记载，我错据史书记载，我国是最早在航海上使用指南针的国家国是最早在航海上使用指南针的国家, ,故故D D正确正确作业小结小结一、磁场一、磁场1 1、磁场：磁体周围存在磁场。类似电场。、磁场：磁体周围存在磁场。类似电场。2 2、磁场的基本性质：对磁体有力的作用。、磁场的基本性质：对磁体有力的作用。同名磁极相斥同名磁极相斥 ，异名磁极相吸，异名磁极相吸 。3 3、作用过程：通过磁场实现。、作用过程：通过磁场实现。4 4、磁场的方向：规定小

25、磁针北极受力的方向，、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向的磁场方向二、磁感线：二、磁感线： 1 1、作用：形象地描述磁场。、作用：形象地描述磁场。切线方向表示磁场方向；疏密切线方向表示磁场方向；疏密 表示磁场强表示磁场强弱。弱。 2 2、磁感线方向：、磁感线方向：外部：从外部：从N N极到极到S S极，内部：从极，内部：从S S极到极到N N极极 3 3、特点：不相交、不中断闭合曲线、特点：不相交、不中断闭合曲线 4 4、 模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性模拟磁感线：实验中常用铁屑在磁

26、场中被磁化的性 质，来模拟磁感线的形状。质，来模拟磁感线的形状。5 5、条形磁体和蹄形磁体的磁感线形状。、条形磁体和蹄形磁体的磁感线形状。注意：内部：从注意：内部：从S S极到极到N N极极6 6、磁感线与电场线的联系与区别、磁感线与电场线的联系与区别三、地磁场三、地磁场1 1、 地磁场的分布大致上就像一个条形地磁场的分布大致上就像一个条形 磁体。磁体。 南北极相反。各地磁感线近似平行地面南北极相反。各地磁感线近似平行地面2 2、磁偏角：地理两极与地磁场的两极并不重合，有个、磁偏角：地理两极与地磁场的两极并不重合，有个 夹角，叫地磁偏角。夹角，叫地磁偏角。3 3、说明：许多天体、说明：许多天体

27、 都具有磁场。月球也有磁场。火星都具有磁场。月球也有磁场。火星 没有全球性没有全球性 的磁场，所以火星上指南针不起作的磁场，所以火星上指南针不起作用。用。磁感线与电场线的联系与区别磁感线与电场线的联系与区别1 1、磁场的方向：规定小磁针北极、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向（或小磁针静止时受力的方向（或小磁针静止时北极所指的方向）北极所指的方向）2 2、磁感线、磁感线（1 1）为形象描述磁场而假想的曲）为形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在线，实际不存在（2 2）疏密表示强弱，切线方向表）疏密表示强弱，切线方向表示磁场方向示磁场方向（3 3）磁铁外部从）磁铁外部从N N极到极到S S极，内

28、部极，内部从从S S极到极到N N极，形成闭合曲线极，形成闭合曲线（4 4）不相交）不相交1 1、电场的方向：规定正电荷所、电场的方向：规定正电荷所受电场力的方向受电场力的方向 2 2、电场线、电场线（1 1）为形象描述电场而假想）为形象描述电场而假想 的曲线，实际不存在的曲线，实际不存在（2 2）疏密表示强弱，切线方）疏密表示强弱，切线方 向表示电场方向向表示电场方向（3 3）始于正电荷，终止于负）始于正电荷，终止于负电荷的非闭合曲线电荷的非闭合曲线（4 4）不相交）不相交 4 4、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） 磁极间的相互作用是通过磁场发生的磁极间的相互作用是通过磁场发生的

29、磁场和电场一样也是客观存在的的物质磁场和电场一样也是客观存在的的物质 磁感线是实际存在的线，可由实验得到磁感线是实际存在的线，可由实验得到 磁感线类似于电场线，它总是从磁体的极出发终止于磁感线类似于电场线，它总是从磁体的极出发终止于 ABAB 5. 5. 关于地磁场关于地磁场, ,下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () ) A A地球的地磁两极和地理两极重合地球的地磁两极和地理两极重合 B B我们用指南针确定方向，指南针指南的我们用指南针确定方向，指南针指南的一极是指南针的北极一极是指南针的北极 C C地磁的北极与地理的南极重合地磁的北极与地理的南极重合 D D地磁的北极在地理南极附近地磁的北极在地理南极附近D D