二1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。

选修1-1第一章磁场一.指南针与远洋航海用指南针导航，用尾舵掌握方向，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，互相补充，互相修正中国的指南针的发明对于世界的海航有极大的推动作用由于人们东方的物质文明的渴望，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，观察到了地磁偏角（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，但不需要接触，是一真实存在的物质。

磁场的方向是根据小磁针的北极的方向来确定的。

磁感线是根据将铁屑放在磁场的周围，被磁化后则形成的物质形态。

虽然人们无法用眼睛观察，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实际上地球的磁极是相反的，但存在一定的磁偏角。

磁偏角在地球的不同位置是不同的，是在缓慢移动的过程。

宇宙中的许多的天体都有磁场。

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判断说明了不仅磁体能产生磁场，电流也能产生磁场---电流的磁效应二.电流磁场的方向但研究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。

当研究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致）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研究时运用控制变量法，处在均匀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致三安培力的方向左手定则。

指南针促进了世界远洋航海技术的发展论述指南针是一种伟大的发明，它对于世界远洋航海技术的发展起到了重要的促进作用。

在指南针出现之前，航海者只能凭借天象和地标等方法来确定方向，这在远洋航行中存在着很大的不确定性和风险。

而指南针的出现不仅大大提高了航海的效率和准确性，也为人类远洋航海的发展带来了新的机遇和挑战。

首先，指南针的出现解决了远洋航海中最主要的问题，即方向的确定。

指南针通过利用地球的地磁场，指示航行方向为北极方向，航海者可以根据这一指示方向调整航向，避免迷航和走弯路，提高航行效率。

此外，指南针还可以在夜晚和恶劣天气条件下使用，不依赖于天象和地标，使航海变得更加可靠和安全。

指南针的出现也激发了人类对表观现象的探究和了解，推动了天文学和地理学等学科的发展。

航海者通过观察指南针的指向，发现磁北极和地理北极之间存在不一致，这为后来地球磁场的研究提供了线索。

指南针的使用也使得人们对地理方位的研究更加系统和精确，为地理学的发展奠定了基础。

此外，指南针的使用还促进了航海技术的进一步发展和创新。

指南针的出现使得航海者可以勇闯未知的大海，开辟新的航路，拓展贸易和文化交流的范围。

航海者们通过不断探索和实践，提出了航行定位、航线规划和航海仪器等一系列技术和方法，从而推动了航海技术的革新和进步。

指南针的使用也直接导致了船舶设计和造船技术的改进，出现了更加适应远洋航行需求的大型海船。

然而，指南针的出现也带来了新的挑战和困扰。

由于指南针只能确定方向却无法确定具体位置，航海者仍然需要借助其他方法来确定船只的经纬度坐标，如天文导航等。

航海者在实际的航行中还需要面对天气、海流和海冰等自然条件的影响，需要不断改进航海技术和建立更加完善的导航系统。

综上所述，指南针的出现对于世界远洋航海技术的发展起到了重要的促进作用。

它解决了方向的问题，提高了航海的效率和准确性，推动了航海技术和船舶设计的创新，同时也激发了人类对地球和宇宙的探索。

然而，指南针的出现同时也带来了新的挑战和问题，航海者需要不断改进技术和建立更加完善的导航系统。

知识回顾1．与导体通电时发热有关的因素电阻、电流、通电时间2．焦耳定律Ｑ=I2Rt或Ｑ＝U2t/R 3．热功率Ｐ＝Ｑ/t=I2R或Ｐ＝Ｕ2/R 4．热功率与电功率的区别W=Q（W= ＵIt）=（Q=I2Rt）W>Q（W= ＵIt）>（Q=I2Rt）5．电流热效应的应用白炽灯、电动机、电热水器、电饭锅、电熨斗等等。

导入新课茫茫大海、一望无际、洪涛接天、巨浪如山。

远航的船只怎样掌握航向，顺利抵达目的地呢？用指南针导航、用尾舵掌握航向、有效地利用风力、是古代远洋航海的三大必要条件。

最早的磁性指向器——司南，它由青铜盘和磁石琢磨的勺组成，磁勺头位磁体的北极，尾为南极，磁勺放置在盘的中心，受地磁作用，勺尾指向南方。

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）持罗盘者（宋俑）——艺术作品在不经意间记录了科技史实教学目标知识与能力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．了解磁感线描述条形磁铁、蹄形磁铁的磁场分布情况。

3．了解地理南北极反向并且不重合，知道磁偏角。

过程与方法通过实验学会知道条形磁铁和蹄形磁体的磁场方向和磁感线特点。

情感态度与价值观通过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。

了解磁学基础知识。

教学重难点重点1．条形磁铁磁感线模拟图。

2．蹄形磁铁磁感线模拟图。

3．地磁的分布。

难点磁感线分布情况。

对地磁的理解。

本章导航一．郑和下西洋二．欧洲人的远航探险三．磁场四．磁性的地球一．郑和下西洋明永乐三年（1405年）的一天，江苏太仓城外刘家港的港湾里，一支庞大的船队正准备起锚远航。

统率船队的是郑和，下西洋的宝船上装备着罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、互相修正。

“宝舟体势巍然，巨无匹敌，棚帆锚舵，非二三百人莫能举动。

”1405~1433年间，郑和先后七次下西洋。

人教版高中物理选修1-1 第2章磁场课时同步练习习题（含答案解析）第一节指南针与远洋航海第二节电流的磁场典型例题例1、把一条导线（南北方向）平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。

问将发生什么现象？解析：当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动。

除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场。

导线下方的小磁针发生转动，说明电流周围的周围也有磁场。

例2、如图所示，在通有恒定电流的螺线管内有一点P，过P点的磁感线方向一定是：（CD）A．从螺线管的N极指向S极；B．放在P点的小磁针S极受力的方向；C．静止在P点的小磁针N极指的方向；D．在P点放一通电小线圈，磁感线一定看不起于小线圈平面．解析：由右手螺旋定则判定出螺线管磁场左S右N，在其内部磁感线由S→N，则：P点的磁感线是由S 极指向N极的，是静止在P点的小磁针N极指的方向，在P点放一小通电线圈，由环形电流安培定则知磁感线一定垂直于小线圈平面．例3、一个轻质弹簧，上端悬挂，下端与水银槽中的水银面接触，将上述装置安在电路中，如图所示，当闭合开关后会出现什么现象?如何解释?解析：小灯炮忽明忽暗．当开关闭合后，由于水银导电，所以轻质弹簧上有电流通过，每一匝线圈都可以看成一个单独的螺线管，上端为N极，下端为S极，相邻部分为异名磁极，各线圈间相互吸引．因为弹簧上端固定，弹簧长度缩短，A点离开水银面，电路断开，线圈失去磁性，弹簧恢复原长，又和水银面接触，于是又重复上述过程．这样由于弹簧不断上下振动，使A点时而接触水银面，时而离开水银面，所以看到灯泡忽明忽暗基础练习一、选择题1、首先发现电流磁效应的科学家是( B )A.安培B.奥斯特C.库仑D.麦克斯韦2、正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截，则两截铁心将（ A ）A．互相吸引． B．互相排斥． C．不发生相互作用． D．无法判断．3、如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ BC ）A．向右飞行的正离子． B．向左飞行的正离子．C．向右飞行的负离子． D．向左飞行的负离子．4、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：（A）A．吸引． B．排斥．C．保持静止． D．边吸引边转动．5、如图所示，甲、乙两地间用两条导线连一个直流电路，将小磁针放在两导线之间时，N极向读者偏转，接在A与B间的电压表向B接线柱一侧偏转(此电压表指针总偏向电流流进时的一侧)，由此可知( C )A.甲处可能是负载也可能是电源B.甲处一定是电源，乙处一定是负载C.甲处一定是负载，乙处一定是电源D.乙处可能是负载也可能是电源6、关于磁场和磁力线的描述，下列说法中正确的是（AB）A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向．B．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的．C．磁感线是磁场中客观存在的线．D．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止二、填空题1、如图所示，环形导线的A、B处另用导线与直导线ab相连，图中标出了环形电流磁场的方向，则C 和D接电源正极的是______，放在ab下方的小磁针的________极转向纸外.（c端为电源正极，d端为电源负极）2、如图所示所在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的c端为________极，螺线管的a端为_________极．（正，S）3、如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针_________极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相___________（填“同”或“反”）．（N，同）三、计算题1、有两根外形基本相同的铁条，已知其中一根是永磁体，另一根是普通软铁，单凭视觉是无法将它们区分开的.若不用其他任何器材，如何才能把它们区分开来?（用手拿一根铁条，用它的一端接近另一根铁条的中部，如果吸引力较强，则手拿的一根为永久磁体，如吸力较弱则手拿的一根为软铁棒.）2、氢原子的核外电子绕原子核按顺时针方向做圆周运动时,设想在原子核处放一小磁针,则小磁针N极指向何方？（垂直纸面向外）3、在下面如图所示的各图中画出导线中通电电流方向或通电导线周围磁感线的方向．其中（a）、（b）为平面图，（c）、（d）为立体图．（答案：）能力提升一、选择题1、如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O 点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳拉力F 的大小为：（D ）A.F =mgB.mg <F <(M+m )gC.F =(M +m )gD.F >(M +m )g2、如图所示：在一个平面内有六根绝缘的通电导线，电流强度大小相同，1、2、3、4为面积相等的正方形区域，其中指向纸面内的磁场最强的区域是（D ）A.1区B.2区C.3区D.4区3、如图16-1-10所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N 极的一部分位于未 通电的螺线管内，则下列说法正确的是（AC ）A.若将a 接电源正极，b 接负极，弹簧秤的示数将减小B.若将a 接电源正极，b 接负极，弹簧秤的示数将增大C.若将b 接电源正极，a 接负极，弹簧秤的示数将增大D.若将b 接电源正极，a 接负极，弹簧秤的示数将减小二、填空题1、通电螺线管的极性跟螺线管中的________有关，它们之间的关系可以用________来判定．内容是：用________手握住螺线管，让________弯向螺线管中电流的方向，则所指的那端就是螺线管的北极．（电流方向 安培定则 右 四指 大拇指）三、计算题1、在条形或蹄形铁芯上绕有线圈，根据如图所示小磁针指向在图中画出线圈的绕线方向．答案：第三节 磁场对通电导线的作用 典型例题例1、如图所示，三根通电直导线垂直纸面放置，位于b 、c 、d 处，通电电流大小相同，方向如图。