2019-2020年高中物理 2.5《磁性材料》學案 新人教版選修1-1.doc

2019-2020年高中物理 2.5磁性材料學案 新人教版選修1-1學習目標1、知道磁化、退磁現(xiàn)象，知道什么是鐵磁性物質(zhì)、硬磁性材料和軟磁性材料。2、理解鐵磁性材料磁化過程。3、知道磁記錄的過程。4、了解磁現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應用及與磁相關的現(xiàn)代技術的發(fā)展。5、探究鐵磁性物質(zhì)磁化和退磁的方法。自主學習【問題1】舉例說明什么是磁化、退磁、鐵磁性物質(zhì)、硬磁性材料和軟磁性材料？【問題2】使物體帶磁和退磁的方法有哪些？為了保護磁卡或帶有磁條的存折上的信息，我們該怎樣做？【問題3】在現(xiàn)代科學技術中怎樣獲得永磁性材料？【問題4】磁記錄的應用有哪些？試用信用卡購物說明磁記錄?！締栴}5】地質(zhì)學家為什么能通過巖石的極性和磁化的強度來判斷巖石的形成年代？合作探究【問題1】實驗探究將螺絲刀的刀口在條形磁鐵的一段擦拭幾次，再靠近曲別針或小螺絲，有何現(xiàn)象發(fā)生？為什么鐵磁性物質(zhì)磁化后能有很強的磁性？永磁體和電磁鐵分別要用什么材料制造？【問題2】實驗探究NS圖2.5-1用條形磁鐵、曲別針、細線、鐵架臺（含鐵夾）、蠟燭、火柴、方木塊等按如圖2.5-1所示那樣，使系在細線下端的曲別針被磁鐵吸引在空中。在曲別針的下方放上點然的蠟燭，給曲別針加熱，過一會兒會有什么現(xiàn)象發(fā)生？為什么？【問題3】實驗探究 用磁帶錄音機錄下某同學唱的一段歌，談談錄音的原理。 聽剛才錄制的效果，說說放音的原理，討論影響錄音效果的因素。 再將一段磁帶拉出，用強磁鐵在磁帶上輕擦幾次后聽聽所錄的聲音，有什么發(fā)現(xiàn)？為什么？【問題4】以下用途的物體應該用硬磁性材料還是軟磁性材料？ 錄音機磁頭線圈的的鐵芯 錄音、錄象磁帶上的磁性材料 電腦用的磁盤 電鈴上的電磁鐵鐵芯【問題5】生產(chǎn)和生活中哪些地方利用了磁性材料？請舉例說明。課堂檢測NS圖2.5-2A1磁鐵的磁極吸引著兩根鐵絲，兩根鐵絲下端相互排斥，如圖2.5-2所示，這是因為鐵絲被磁鐵 后，遠離磁極的一端的極性是 （填“相同”或“相反”）的而相互排斥。NS圖2.5-32如圖2.5-3所示，將條形磁鐵的N極靠近鐵棒時，鐵棒被磁化了，請標出被磁化了的鐵棒的磁極。3一塊磁鐵從高出掉到地上，雖然沒有斷，但磁性變?nèi)趿?，這是因為（ ） A磁鐵被磁化了 B磁鐵因劇烈震動而退磁了C磁鐵是非磁性物質(zhì) D磁鐵是軟磁性材料4把金屬棒的一端靠近小磁針的北極時，若相互吸引，則該金屬棒（ ）A一定是永磁體 B一定不是永磁體C一定是鐵、鈷、鎳類物質(zhì)做成的 D可能是磁體，也可能不是磁體B5下列說法正確的是（ ）A只有鐵和鐵的合金可以被磁鐵吸引 B只要是鐵磁性材料總是有磁性的C制造永久磁鐵應當用硬磁性材料 D錄音機磁頭線圈的鐵芯應當用硬性材料6把一根條形磁鐵從中間切斷，我們將得到（ ）A一段只有N極，另一段只有S極的兩塊磁鐵 B兩段均無磁性的鐵塊C兩段均有N極和S極的磁鐵 D兩段磁極無法確定的磁極7鴿子為什么會送信？談談你的看法。學有所得自主學習【問題1】縫衣針、螺絲刀等鋼鐵物體，與磁鐵接觸后就會顯示出磁性，我們把鋼性材料與磁鐵接觸后顯示出磁性的現(xiàn)象稱之為磁化。 原來有磁性的物體，經(jīng)過高溫、劇烈震動或者逐漸減弱的交變磁場的作用，就會失去磁性，這種現(xiàn)象叫做退磁。 鐵、鈷、鎳以及它們的合金還有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物質(zhì)強得多，這些物質(zhì)叫做鐵磁性物質(zhì)，也叫強磁性物質(zhì)。有些鐵磁性材料，在外磁場撤去以后，各磁疇的方向仍能很好地保持一致，物體具有很強的剩磁這樣的材料叫做硬磁性材料。有的鐵磁性材料，外磁場撤去以后，磁疇的磁化的方向又變得雜亂，物體沒有明顯的剩磁，這樣的材料叫做軟磁性材料?！締栴}2】使物體帶磁的方法：磁化；退磁的方法：高溫、劇烈震動、逐漸減弱的交變磁場。為了保護磁卡或帶有磁條的存折上的信息，應避免強磁場和高溫的環(huán)境；還應注意不要破壞磁條上的保護膜，以免損壞磁記錄介質(zhì)?！締栴}3】科學技術人員把磁性材料即鐵氧體主要成分氧化鐵研磨成非常細的粉末，使它的大小與磁疇的大小差不多，所以這些小顆粒都具有“自發(fā)”的磁性。在外磁場的作用下，這些小顆粒的磁化趨向一致，在這時加壓燒結(jié)，就可以獲得磁性很強的永磁性材料?！締栴}4】銀行、郵政、公交及其他許多機構發(fā)行的磁卡，其背面的磁條里記錄持卡人的賬號等信息。錄音機和錄象機上用的磁帶、電子計算機上用的磁盤，都含有磁記錄用的磁性材料，可以保存大量信息，并在需要的時候讀出這些信息。信用卡的磁條里記錄著持卡人的帳號等信息。使用信用卡購物時，只要把信用卡在計算機網(wǎng)絡的終端上擦一下，磁條中的信息即被機器讀取并被傳到銀行，銀行的計算機查驗后在主人的帳戶中減去消費的金額，交易即完成?！締栴}5】科學家推測，地球磁場的強度和方向隨著時間的推移在不斷改變，地殼下面的熔巖由于地球內(nèi)部的壓力，從板塊之間的縫隙向上涌動，在接近地表時變冷變硬，形成巖石。后來形成的巖石把早年形成的巖石向裂縫的兩側(cè)推移，因此越是靠近板塊間的裂縫的巖石就越“年輕”。熔巖冷卻變硬形成巖石的同時，其中鐵磁性物質(zhì)中的磁疇按照地球磁場的方向排列，并被固定下來。因此，巖石忠實記錄了它形成時的地球磁場的方向。通過研究巖石的極性和磁化強度、根據(jù)地球磁場的強度和方向隨時間變化的規(guī)律就可以判斷巖石形成年代。合作探究【問題1】螺絲刀被磁化，可以吸引鐵、鈷、鎳等磁性物質(zhì)。鐵磁性物質(zhì)的結(jié)構與其他物質(zhì)有所不同，物質(zhì)是由原子構成的，原子是由原子核和電子構成。電子繞核旋轉(zhuǎn)，這就相當于一個小磁體，稱之為磁疇。磁化前，各個磁疇的磁化方向不同，雜亂無章地混在一起，各個磁疇的作用在宏觀上互相抵消，物體對外不顯磁性。磁化過程中，由于外磁場的影響，磁疇的磁化方向有規(guī)律地排列起來，使得磁場大大加強。有的鐵磁性材料，外磁場撤去以后，磁疇的磁化的方向又變得雜亂，物體沒有明顯的剩磁，這樣的材料叫做軟磁性材料。永磁體要有很強的剩磁，所以要用硬磁性材料制造電磁鐵要在通電時有磁性，斷電時失去磁性，所以要用軟磁性材料制造?！締栴}2】曲別針不受磁鐵的吸引，細線回到豎直方向。曲別針溫度升高磁疇被破壞，因此，不受磁鐵的吸引?！締栴}3】 錄音時，是把與聲音變化相對應的電流，經(jīng)過放大后，送到錄音磁頭的線圈內(nèi)，使磁頭鐵芯的縫隙中產(chǎn)生集中的磁場。隨著線圈電流的變化，磁場的方向和強度也作相應的變化。當磁帶勻速地通過磁頭縫隙時，磁場就穿過磁帶并使它磁化。由于磁帶離開磁頭后留有相應的剩磁，其極性和強度與原來的聲音相對應。磁帶不斷移動，聲音也就不斷地被記錄在磁帶上。放音時，將已錄音的磁帶以錄音時同樣的速度緊貼著放音磁頭縫隙進行。磁帶上所錄的音頻剩磁通，容易通過磁頭鐵芯而形成回路。磁帶上的剩磁通在放音磁頭線圈中產(chǎn)生電流，再經(jīng)過放音放大器放大后，送去推動揚聲器，磁帶上所錄下的音頻信號便還原成原來的聲音。錄音的效果取決于靈敏度和信噪比。剛才錄制的聲音沒有了。磁帶被重新被磁化?！締栴}4】軟磁性材料硬磁性材料硬磁性材料軟磁性材料【問題5】在我們的日常生活中，磁性材料無處不在，發(fā)電機、電動機、電報、電話、儀表制造。電動機，需要大量的永磁材料作為定子，軟磁材料作為轉(zhuǎn)子；幾乎所有的家用電器都要使用變壓器，變壓器就是一個軟磁材料做的鐵芯上套著兩組銅線圈；錄音機和錄像機的磁頭和磁帶、電話磁卡和信用卡，計算機硬盤和軟盤等磁記錄材料存儲信息；電冰箱門的四周，有一種帶磁性的塑料，可以將電冰箱和金屬門框吸在一起，有利于密封和保溫。走進現(xiàn)代化的超級市場和書店時，在出入口經(jīng)?？吹狡嫘喂譅畹拈T，這實際上是商品防盜系統(tǒng)的檢測器。原來，這些商場的商品內(nèi)部或包裝上貼有一種含特殊磁性材料的標簽，顧客購買商品之后，售貨員要對商品中隱藏的磁性材料進行消磁處理，如果攜帶未進行消磁處理的商品經(jīng)過出口時，檢測器周圍的電磁場就會因這種磁性材料而發(fā)生異常，從而發(fā)出報警。NSNS圖2.5-3磁性材料對我們的健康也有不小的幫助，可以幫助診斷和治療疾病。對人體某一部位施加特殊的磁場，然后探測某種原子在磁場中的狀態(tài)變化，輔以計算機圖像分析技術，便可以獲得人體組織的信息，幫助確定病變部位，這就是核磁共振成像技術。此外，人們熟知的磁療就是利用恒定磁場或者脈沖磁場作用于病處或穴位，用于某些疾病的輔助治療。課堂檢測1磁化、相同；2如圖2.5-3；3B；4D；5C；6一只信鴿，即使你把它帶到千里之外的陌生的地方，它也能把信帶回家。在鴿子頭頂和脖子上繞幾匝線圈，以小電池供電，鴿子頭部就會產(chǎn)生一個均勻的附加磁場。當電流順時針方向流動時，在陰天放飛的鴿就會向四面八方亂飛。這表明：鴿子是靠地磁導航的。那么鴿子又是如何靠地磁導航呢？ 有人把鴿子看作是電阻1000歐的半導體，它在地球磁場中振翅飛行時，翅膀切割磁力線，因而在兩翅之間產(chǎn)生感生電動勢（即感應電壓）。鴿子按不同方向飛行，因為切割磁力線方向不同，所以產(chǎn)生電動勢的大小就可以辨別方向。但是試驗表明晴天放飛時，附加磁場并不影響它的飛行，這說明地磁并不是它的唯一的羅盤。原來，鴿子能檢測偏振光，在晴天它能根據(jù)太陽的位置選擇飛行方向，并由體內(nèi)生物鐘對太陽的移動進行相應的校正。必須說明一點的是，當電流逆時針流動時，不管是晴天還是陰天，它都能飛回家。