教科版物理磁性.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流教科版物理磁性作者:编写组 文章来源:本站原创 点击数: 30460 更新时间:2008-2-20四、评价建议 1.对科学概念的认识和理解的评价。 能否正确认识磁铁的磁性、磁极、磁极间的互相作用、指示南北的特性。在有关磁铁性质的表述中能否正确使用这些概念性词语。 对磁铁某一个具体的用途,是否知道是应用了磁铁的什么性质。 评价可在教学过程中即时评价,也可在单元结束时采用回顾总结或书面自测的形式作出评价。 2.对科学探究态度和精神的评价。 是否积极参与研究磁铁性质的实验活动,认真观察,如实记录。 能否主动合作共同完成实验和制作任务。能否注意倾听同
2、伴发言,积极表达个人见解。 评价要穿插在教学过程中。教师要有针对性地对小组集体进行鼓励评价,也可以根据学生的实验记录表来评价。 3.对探究能力的评价。 实验操作方法和步骤是否符合要求,能否对实验获得的数据和证据进行分析,得出恰当的结论。能否提出与研究课题有关的问题。 评价应在教学过程中适时进行。 4.对解决简单问题能力的评价。 对辨别物体是不是由铁材料制成的,寻找磁铁、磁针的南北极,用指南针定方向等活动进行评价。评价应在教学过程中适时进行。 5.对动手能力的评价。 对学生制作指南针的过程和作品进行评价。可通过展示作品、介绍作品,师生共同评价。评价要鼓励学生的创造性。五、参考资料 磁性 磁性是物
3、质的一种属性。人们发现一种天然矿石Fe3O4.,就具有吸引铁、镍、钻等物质的性质。后来还发现,这种磁性不仅物体有,通电导线也有,并且磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间都有相互吸引和排斥的磁性作用。电和磁有密切联系,磁性起源于电流或物质内部电子和原子核的运动。 所有物质都是由原子构成的,原子的中心是原子核,在原子核外轨道上绕着原子核运动的是电子。电子绕原子核运动时,自身也在做自旋运动。运动的电子会产生磁场,正是原子中电子的自旋运动和轨道运动,使得每一个原子相当于一个微小的磁体。 在绝大多数的材料中,原子磁场的指向是杂乱无章的,结果使得各个原子磁场的作用几乎被完全抵消。所以,绝大多数材料的磁
4、性是很微弱的,通常无法检测到。而在某些材料中,各个原子的电子自旋产生的磁场彼此排列得很整齐。几十亿个原子组成一个集团,其中所有的原子产生的磁场都排列整齐,这样的集团叫“磁畴”。磁畴作为一个整体,它的作用就像一个小磁铁。这种材料未被磁化时,磁畴的指向是杂乱无章的,磁畴产生的磁场的作用彼此抵消,这时材料不显示磁性。材料被磁化后,其中所有的磁畴或大部分磁畴都沿着相同的方向排列,材料就显示出磁性了。 具有磁性的物体叫磁体。磁铁矿是人们最早发现的天然磁体。磁体也可以利用钢或其他合金及非金属磁性材料用人工方法制成,我们所见到的磁体可以说都是人工制造的。每一个磁体上都有两个地方显示的磁性最强,这就是“磁极”
5、,一个能够自由转动的磁体,静止时,必定一个磁极向南,一个磁极向北,这就是磁铁的指向性。磁极相互靠近,同性磁极相斥,异性磁极相吸。如果把一个磁体折成两段,折断的磁体仍有一端为北极,另一端为南极,两段各成为一个磁体。如果继续折断,这种情形将继续下去。所以磁体总是两极同时存在,在自然界中没有独立存在的磁南极和磁北极。磁场 磁体间不接触却能发生相互作用,这是怎么回事?人们经过长期的研究,认识到磁体间的相互作用是通过磁场而发生的。磁体周围的空间跟非磁体周围的空间不同,磁体周围的空间存在着磁场。磁场的基本性质,就是它对其中的磁体、电荷或电流产生力的作用,这种力称为磁力。磁场是有方向的,人们用磁感线形象地表
6、示出磁场周围各点的磁场方向,磁铁周围的磁感线都是从磁铁的北极出来,回到磁铁的南极。磁场中不同的位置磁场方向不同,强度也不同,它的大小取决于磁极的强度,也跟距磁体的距离有关(和距离的平方成反比)。磁力通过磁场而发生作用,所以不需要物体互相接触。 磁铁能吸引铁质物体,是因为铁质物体在磁铁的磁场中被磁化了。铁质物体靠近磁铁S极一端为N极,远端为S极。若靠近磁铁N极,则近端为S极,远端为N极。这样一来就相当于两个磁铁在相互吸引。所以磁铁吸引铁质物体实质上是磁极间的相互作用。 磁场可以穿透一些物体,就是通常说的磁铁隔着东西也能吸铁。实际上,这要分两种情况:一是隔着非磁性物质,如纸、塑料等,它们不会影响磁
7、铁磁场的大小和方向;二是隔着磁性物质如铁片,它要影响磁铁磁场的大小和方向。因铁片厚薄、形状和具体隔法不同,对磁场的影响也不相同。有时表现为“导磁”,如磁铁吸起一串回形针;有时表现为“隔磁”,如在蹄形磁铁两极间吸一块铁板,再隔着铁板吸铁钉,磁力会大大减小。地磁场 英国女王的宫廷医生吉尔伯特(15401603年)首次证实地磁场的存在。地球本身相当于一个大磁体,但强度很弱。地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,地磁两极与地理两极的位置稍有差异。地磁北极约在南纬67,东经143处;地磁南极约在北纬75,西经101处。地磁南、北极的位置并不是固定不变的。地磁场方向与地理南北方向的夹角叫磁偏角。
8、地磁场方向与水平方向的夹角叫磁倾角。某处地磁场的水平强度、磁偏角和磁倾角合称为“地磁三要素”,知道这三个量就可确定该处地磁场的大小和方向。磁性材料 磁性材料是指具有强磁性的材料。这类材料微观特征是相邻原子或离子磁矩呈有序排列,从而显示出铁磁性或亚铁磁性。宏观特征是外磁场作用下具有明显的磁化强度。 按化学成分分类,基本上可分为金属磁性材料与非金属磁性材料(铁氧体)两大类。 1.金属磁性材料。这类材料主要是铁、镍、钴元素及其合金,如铁硅合金、铁镍合金、铁钴合金、铂钴合金、锰铝合金,等等。通常用于大功率电力工业,例如硅钢片广泛用作电力变压器。金属永磁材料可以制成体积小、重量轻的永磁器件,宜用于宇航等
9、空间科技领域,其缺点是镍、钴以及稀土金属价格贵,材料来源少。 2.铁氧体。这类材料是指以氧化铁为主要成分的磁性氧化物,因其制备工艺沿袭了陶瓷和粉末冶金的工艺,有时也称为磁性瓷。大多数为亚铁磁性,在高频、微波、光频段应用时显出其独特的优点。 按应用情况分类,大体上可分为6类。 1.永磁材料,又名硬磁材料,如铝镍钴系合金、锰铝系合金、铁铬钴系合金以及钡铁氧体、锶铁氧体等。常用于制作永久磁体。 2.软磁材料,主要有纯铁、铁硅合金系、铁镍合金系、锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。在电力工业中主要是做变压器、电动机与发电机的磁性材料,在电子工业中制成各种磁性元件,广泛地应用于电视、广播、通信等领域。 3.矩磁材
10、料,主要有锂锰铁氧体,锰镁铁氧体等。用在电子计算机和自动控制技术中,常作为记忆元件、开关和逻辑元件等。 4.旋磁材料,常用石榴石型铁氧体、锂铁氧体等。可制作各种类型的微波器件,如隔离器、环流器、相移器等。 5.压磁材料,常用镍片、镍铁氧体等。利用磁致伸缩效应用于机械能与电能的相互转换中。可制成各种超声器件、滤波器、磁扭线存储器、振动测量器等。 6.磁记录材料,包括磁头材料与磁记录介质两类。磁头材料要求高记录密度低磨损。磁记录介质要求有较大的剩磁值,以便将电的信息通过磁头而在磁带上以一定剩磁迹记录下来。磁记录材料广泛应用于录音、录码、录像中。 还有一些新的磁性材料正在研究和开发之中。磁铁的不同组
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- 教科版 物理 磁性
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