《从永磁体谈起》电磁铁与自动控制PPT课件精品.pptx

第十六章第十六章 电磁铁与自动控电磁铁与自动控制制公元843年，在水天一色的的茫茫大海上，没有航标，没有明确的航道，船上的中国人利用手中仪器指示方向，开辟了从浙江温州到达日本嘉值岛的航线。同学们知道这个神奇的仪器是什么吗？磁体能够吸引下列哪些物体磁体能够吸引下列哪些物体? 铁钉、橡胶、塑料、镍币、铜球、铁钉、橡胶、塑料、镍币、铜球、钴块、铅笔、铝钴块、铅笔、铝实验实验（1）磁性：物体能够吸引）磁性：物体能够吸引铁、钴、镍铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。等物质的性质叫磁性。一、一、磁体：磁体：具有磁性的物体叫磁体。具有磁性的物体叫磁体。(条形磁体）（蹄形磁体）（小磁针）N S（2）磁体分类：）磁体分类：暂时性磁体暂时性磁体和和永磁体永磁体 人造磁体人造磁体和和天然磁体天然磁体 形状的不同可以分为：形状的不同可以分为： 把铁屑均匀地铺在白纸上，将磁体依次平放在铁把铁屑均匀地铺在白纸上，将磁体依次平放在铁屑上，然后将磁体提起，观察现象。屑上，然后将磁体提起，观察现象。实验实验 把铁屑均匀地铺在白纸上，将磁体依次平放在铁把铁屑均匀地铺在白纸上，将磁体依次平放在铁屑上，然后将磁体提起，观察现象。屑上，然后将磁体提起，观察现象。实验实验磁体两端的磁性磁体两端的磁性最强最强中间磁性中间磁性最弱最弱 :磁体磁体上磁性最强的上磁性最强的部位。部位。磁极磁极二、二、磁磁极极磁体上磁体上指北方指北方的一端叫的一端叫北极北极，用，用N表示。表示。磁体上磁体上指南方指南方的一端叫的一端叫南极南极，用，用S表示。表示。实验实验磁极是磁体上磁性磁极是磁体上磁性最强最强的部位。的部位。任何一个磁体都有两个磁极任何一个磁体都有两个磁极而且是而且是不可分割同时存在不可分割同时存在的。的。如果磁体被分割成两段或几段后，每一段磁如果磁体被分割成两段或几段后，每一段磁体上是否仍然有体上是否仍然有N极和极和S极极每一段磁体上仍然有每一段磁体上仍然有N极和极和S极极磁极间的相磁极间的相互作用规律互作用规律实验实验同名同名磁极相互磁极相互排斥排斥，异名异名磁极相互磁极相互吸引吸引。三、磁极间的相互作用规律三、磁极间的相互作用规律 磁化：使原来没有磁化：使原来没有磁性磁性的物体获得的物体获得磁性磁性的过的过程叫做磁化程叫做磁化 磁化的方法：磁化的方法：（1 1）将磁铁的一极）将磁铁的一极靠近或接触靠近或接触钢、铁等物质钢、铁等物质（2 2）将磁铁的一极在钢针上）将磁铁的一极在钢针上沿同一方向沿同一方向重复重复摩擦摩擦几次几次 去磁：使原来有去磁：使原来有磁性磁性的钢针失去的钢针失去磁性磁性 去磁方法：去磁方法：（1 1）不断敲击不断敲击（2 2）将它放在火焰上）将它放在火焰上加热加热 磁的应用：磁悬浮列车磁的应用：磁悬浮列车连接上海国际机场与市区的磁悬浮列车最高速度达连接上海国际机场与市区的磁悬浮列车最高速度达到到431千米千米/小时，全线长小时，全线长17.3千米。千米。该列车由德国磁悬浮高速列车国际公司承建，并于该列车由德国磁悬浮高速列车国际公司承建，并于2002年年12月月31日首次通车。日首次通车。 起重机起重机磁现象在现代科技生产生活中的应用磁现象在现代科技生产生活中的应用地质工作者正在进行地质工作者正在进行磁法勘探磁法勘探磁共振成像的胸部显影片磁共振成像的胸部显影片计算机房的磁带计算机房的磁带和磁盘存储器和磁盘存储器录音带、录像带录音带、录像带一、磁场一、磁场 磁场是磁体周围存在的一种物质磁场是磁体周围存在的一种物质 1、磁场的基本性质：、磁场的基本性质： 它对放入其中的磁体产生磁力的作用磁它对放入其中的磁体产生磁力的作用磁体间的相互作用是通过磁场而发生的体间的相互作用是通过磁场而发生的 2、磁场的方向：、磁场的方向： 规定：在磁场中某一点，小磁针静止时北规定：在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向极所指的方向就是该点的磁场方向 如何形象表示磁体周围空间各点的磁场方向和强弱？ 在一块玻璃板上均匀撤一些铁屑，然后把玻璃板放在条形磁体上，观察铁屑的分布有什么变化轻敲玻璃板，观察铁屑的分布有什么变化 认识磁场认识磁场活动活动:用铁屑显示永磁体的磁场分布情况用铁屑显示永磁体的磁场分布情况方法是：方法是：1、将条形磁体放在白纸上，再在磁、将条形磁体放在白纸上，再在磁体上平放玻璃板。体上平放玻璃板。 2、在玻璃板上均匀地撒下少量铁屑在玻璃板上均匀地撒下少量铁屑 3、轻敲玻璃板、轻敲玻璃板 。 4、画出你所看到磁场分布情况、画出你所看到磁场分布情况同名磁极周围的铁屑分布条形磁铁的磁感线磁感线分布规律：从磁体磁感线分布规律：从磁体极极出出 来，回到来，回到S极极二、磁感线二、磁感线 磁感线的特点：磁感线的特点： 1）在磁体外部，磁感线由磁体的北极（）在磁体外部，磁感线由磁体的北极（N极）极）到磁体的南极（到磁体的南极（S极）极） 2）磁感线的方向就是该点小磁针北极受力的）磁感线的方向就是该点小磁针北极受力的方向也就是小磁针静止后北极所指的方向方向也就是小磁针静止后北极所指的方向 3）磁感线密的地方表示该点磁场强，即磁）磁感线密的地方表示该点磁场强，即磁感线的疏密表示磁场的强弱感线的疏密表示磁场的强弱 4）在空间每一点只有一个磁场方向，所以）在空间每一点只有一个磁场方向，所以磁感线不相交磁感线不相交指南针为什么能指示南北指南针为什么能指示南北地磁场示意图地磁场示意图地理南极地理南极地理北极地理北极1.物体能够吸引含铁质物体的性质，叫做物体能够吸引含铁质物体的性质，叫做_ _具有具有这一性质的物体叫做这一性质的物体叫做_2.一根磁铁上磁性最强的部分是一根磁铁上磁性最强的部分是_,这个部分这个部分叫叫_，分别叫，分别叫_极和极和_极极3.用一根细线系在一根条形磁铁的中间，悬挂在空用一根细线系在一根条形磁铁的中间，悬挂在空气静止，可发现条形磁铁总是指向气静止，可发现条形磁铁总是指向_方向，方向，条形磁铁的条形磁铁的N极指极指_ _ ，S极指极指_磁性磁性磁铁磁铁磁极磁极NS两极两极北北地理北极附近地理北极附近地理南极附近地理南极附近、用条形磁铁的、用条形磁铁的N极去靠近某物体的极去靠近某物体的A端，发现端，发现能把能把A端吸引过来，则物体的端吸引过来，则物体的A端（端（ ）A一定的一定的S极极 B可能是可能是N极极 C可能是可能是S极极D一定是一定是N极极、某物体的一端靠近静止的一根小磁针，当靠近、某物体的一端靠近静止的一根小磁针，当靠近小磁针的小磁针的N极和极和S极时都能吸引，则这物体的这端极时都能吸引，则这物体的这端（ ）A可能是无磁性的可能是无磁性的 B可能是可能是N极极 C可能是可能是S极极 D一定有磁性一定有磁性CA 有一条形磁体有一条形磁体，上，上 面磁极未标，面磁极未标， 思考题思考题 试用多种方法判定试用多种方法判定 它的磁极？它的磁极？ 有一条形铁块有一条形铁块，上，上 面的字已模糊清，面的字已模糊清， 思考题思考题 试用多种方法判定试用多种方法判定 它是否具有磁性？它是否具有磁性？ 方法方法1：根据磁体的吸铁性来判断。如条形根据磁体的吸铁性来判断。如条形铁块能吸引铁粉，就说明它磁性，是磁体。铁块能吸引铁粉，就说明它磁性，是磁体。方法方法2：把条形铁块用细线系住中间，悬吊把条形铁块用细线系住中间，悬吊起来。如果它具有磁性，它会在南北方向起来。如果它具有磁性，它会在南北方向停下来。如果该铁块不具有磁性，就会在停下来。如果该铁块不具有磁性，就会在任意方向停下来。任意方向停下来。方法方法3：另取一根条形磁铁，用其两端分别先取一根条形磁铁，用其两端分别先后去靠近条形铁块的某一端，如果两次都能吸后去靠近条形铁块的某一端，如果两次都能吸引，说明它是铁块，无磁性；如果一次吸引，引，说明它是铁块，无磁性；如果一次吸引，一次排斥，说明它有磁性，是磁铁一次排斥，说明它有磁性，是磁铁。 有甲、乙两根外形完全相同的钢棒，有甲、乙两根外形完全相同的钢棒， 一根有磁性，另一根没有磁性，用下图中一根有磁性，另一根没有磁性，用下图中 的哪种方法可以一次就把它们区分开来？的哪种方法可以一次就把它们区分开来？ 5 5、如图所示，一根条形磁铁，左端为、如图所示，一根条形磁铁，左端为S S极，极，右端为右端为N N极。下列表示从极。下列表示从S S极到极到N N极磁性强极磁性强弱变化情况的图像中正确的是（弱变化情况的图像中正确的是（ ） ABCDD使用磁铁小常识使用磁铁小常识 1磁铁很脆，使用时要小心，若掉在地上很容磁铁很脆，使用时要小心，若掉在地上很容易被摔断。易被摔断。 2磁铁使用后，如果是条形磁体，一定要成对磁铁使用后，如果是条形磁体，一定要成对放置，并使放置，并使A磁体的磁体的N极与极与B磁体的磁体的S极靠紧，若极靠紧，若是蹄形磁体，要在开口处加上一块衔铁，以防失是蹄形磁体，要在开口处加上一块衔铁，以防失磁。磁。 3磁体存放的位置不要靠近火边；在使用时要磁体存放的位置不要靠近火边；在使用时要尽量减少碰撞，以防磁性过早减弱。尽量减少碰撞，以防磁性过早减弱。 4若发现针形磁体磁性太弱，可用磁性较强的若发现针形磁体磁性太弱，可用磁性较强的条形磁体的条形磁体的N极（或极（或S极），从磁针的极），从磁针的N极（或极（或S极），向极），向S极（或极（或N极）轻轻摩擦两次，即可使小极）轻轻摩擦两次，即可使小磁针的磁性大大增加。磁针的磁性大大增加。 1、将小磁针放在条形磁体周围的某一点，、将小磁针放在条形磁体周围的某一点，观察小磁针静止时的指向观察小磁针静止时的指向;用手轻轻地拨动用手轻轻地拨动小磁针小磁针,小磁针的指向如何变化小磁针的指向如何变化? 2、变换一个位置、变换一个位置,小磁针的的指向变化吗小磁针的的指向变化吗? 3、让小磁针在磁体周围缓慢地转动一圈，、让小磁针在磁体周围缓慢地转动一圈，你有什么发现？你有什么发现？ 以上实验现象说明了什么？以上实验现象说明了什么？你知道吗你知道吗? 你知道吗，假如你沿南北方向你知道吗，假如你沿南北方向放一条铁棒，许多年后，地磁场放一条铁棒，许多年后，地磁场会把它磁化。你会用小磁针探测会把它磁化。你会用小磁针探测你的家，寻找家中被磁化的物体你的家，寻找家中被磁化的物体吗？吗？奇妙的液体磁铁奇妙的液体磁铁 呈呈固态的磁铁人们并不陌生，然而现代科学技术却创造了一种全新的材料固态的磁铁人们并不陌生，然而现代科学技术却创造了一种全新的材料液体液体磁铁。磁铁。 在在一装有液体的杯子里投进一枚硬币，它会渐渐沉下去。然后，将杯子置于磁场之一装有液体的杯子里投进一枚硬币，它会渐渐沉下去。然后，将杯子置于磁场之中，硬币又会浮上来中，硬币又会浮上来这就是液体磁铁，这就是液体磁铁，在机械轴和机体之间滴上几滴铁磁液体，使它们保持在那里并再利用一个环形磁铁将其在机械轴和机体之间滴上几滴铁磁液体，使它们保持在那里并再利用一个环形磁铁将其磁化，这就成了一个液体磁铁的密封器。磁化，这就成了一个液体磁铁的密封器。 在在磁场的作用下，铁磁液体还能改变黏度，并能一起到变磁场的作用下，铁磁液体还能改变黏度，并能一起到变“硬硬”为止。这就使液体为止。这就使液体磁铁有了广阔的应用前景。例如出现了液体磁铁的汽车自动调整机构，这种机构能根据磁铁有了广阔的应用前景。例如出现了液体磁铁的汽车自动调整机构，这种机构能根据道路的状况调整汽车的弹性。而将液体磁铁用于制造机器人的道路的状况调整汽车的弹性。而将液体磁铁用于制造机器人的“手手”时，它更显得柔软时，它更显得柔软灵活，能平稳地伸缩。最为有趣的是，如果液体磁铁来紧固机床加工的复杂零部件时，灵活，能平稳地伸缩。最为有趣的是，如果液体磁铁来紧固机床加工的复杂零部件时，只要将零部件置于铁磁液体中，接通电磁场，铁磁液体将瞬时变浓，直至凝固成硬石头只要将零部件置于铁磁液体中，接通电磁场，铁磁液体将瞬时变浓，直至凝固成硬石头一样，牢牢地紧固住零部件；等到加工完毕，只需断开电流，铁磁液体又恢复了常态，一样，牢牢地紧固住零部件；等到加工完毕，只需断开电流，铁磁液体又恢复了常态，零部件又可自如地取出。零部件又可自如地取出。钢、铁、镍钢、铁、镍等物质等物质 磁磁体两端的磁性最强。其它部位磁性体两端的磁性最强。其它部位磁性比较比较弱，中弱，中间磁性最弱。间磁性最弱。 每每个磁体有个磁体有两两个磁极，一个叫做个磁极，一个叫做南南极，又叫极，又叫S S极，极，一个叫一个叫北北极，又叫极，又叫N N极极： 同名磁极相互同名磁极相互排斥排斥，异名磁极相互，异名磁极相互吸引吸引磁性磁性和和指向性指向性1 1、磁化：使原来没有、磁化：使原来没有磁性磁性的物体获得的物体获得磁性磁性的过程叫的过程叫做磁化做磁化2 2、磁化的方法：、磁化的方法：（1 1）将磁铁的一极）将磁铁的一极靠近或接触靠近或接触钢、铁等物质钢、铁等物质（2 2）将磁铁的一极在钢针上）将磁铁的一极在钢针上沿同一方向沿同一方向重复重复摩擦摩擦几几次次3 3、去磁：使原来有、去磁：使原来有磁性磁性的钢针失去的钢针失去磁性磁性4 4、去磁方法：、去磁方法：（1 1）不断敲击不断敲击（2 2）将它放在火焰上）将它放在火焰上加热加热1磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。2磁体：具有磁性的物体叫磁体。它有指向性：磁体：具有磁性的物体叫磁体。它有指向性：指南北。指南北。3磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。 任何磁体都有两个磁极，一个是北极（任何磁体都有两个磁极，一个是北极（N极）；极）；另一个是南极（另一个是南极（S极）极） 磁极间的作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互磁极间的作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。相吸引。4磁化：使原来没有磁性的物体带上磁性的程。磁化：使原来没有磁性的物体带上磁性的程。5磁体周围存在着磁场，磁极间的相互作用就是磁体周围存在着磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。通过磁场发生的。6磁场的基本性质：对入其中的磁体产生磁力的磁场的基本性质：对入其中的磁体产生磁力的作用作用。7磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时北磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。极所指的方向就是该点的磁场方向。8磁感线：描述磁场的强弱和方向而假想的曲线。磁磁感线：描述磁场的强弱和方向而假想的曲线。磁体周围的磁感线是从它北极出来，回到南极。（磁感体周围的磁感线是从它北极出来，回到南极。（磁感线是不存在的，用虚线表示，且不相交）线是不存在的，用虚线表示，且不相交）9磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同。小磁针静止时北极指的方向相同。10地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近。地磁的南极则在地理位置的北极附近。(地磁地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们的的南北极与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这是我国学者：沈括最早记交角称磁偏角，这是我国学者：沈括最早记述这一现象。）述这一现象。）