課程名稱： 磁鐵與磁場 編授教師： 中興國中 楊秉鈞  磁鐵簡史 磁鐵礦（天然磁石）  磁鐵礦發現：西元前 800 年 古希臘人已發現某些礦石具有吸引鐵器的性質  可以吸引鐵器的物體，稱為 磁鐵 。 Fe3O4  古希臘人在今美索尼西亞（Magnesia）古城發現磁石 磁鐵礦  magnetite 磁  magnet.

Download Report

Transcript 課程名稱： 磁鐵與磁場 編授教師： 中興國中 楊秉鈞  磁鐵簡史 磁鐵礦（天然磁石）  磁鐵礦發現：西元前 800 年 古希臘人已發現某些礦石具有吸引鐵器的性質  可以吸引鐵器的物體，稱為 磁鐵 。 Fe3O4  古希臘人在今美索尼西亞（Magnesia）古城發現磁石 磁鐵礦  magnetite 磁  magnet. 

課程名稱：
磁鐵與磁場
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
 磁鐵簡史
磁鐵礦（天然磁石）
 磁鐵礦發現：西元前 800 年
古希臘人已發現某些礦石具有吸引鐵器的性質
 可以吸引鐵器的物體，稱為 磁鐵 。
Fe3O4
 古希臘人在今美索尼西亞（Magnesia）古城發現磁石
磁鐵礦  magnetite 磁  magnet
戰國時期 司南
北方
磁勺是用天然磁石磨成，勺頭為 N，勺尾為 S
 靜止時，勺體指向南北向，勺尾指向南方
南方
北宋初期 指南魚
北宋時期 指南魚
薄的鋼片剪成魚形，長約兩寸，寬約兩分，磁化後
浮在水碗中，便可指示方向
北宋末期 指南針
南北向
生活中的指南針
南北向
（羅盤，指北針）
 磁鐵性質
N 極與 S 極
南 South
北 North
N
S
南北向
 磁鐵的兩極：細繩懸掛磁鐵
磁鐵指向北方的一端，稱為 指北 極或 N 極
磁鐵指向南方的一端，稱為 指南 極或 S 極
同極相斥 異極相吸
 磁鐵性質：磁鐵磁性  同極相斥、異極相吸
異極相吸
同極相斥
磁場強度
 磁鐵磁場強度：
以 兩極（ N 及 S 極） 最強， 中央區 最弱
（媒體：1）
兩極磁場強度最強
磁極能否單獨存在
破裂
排斥？
？
吸引？
磁極能否單獨存在 討論
N
N
N
S
S
S
橫切
縱切
 磁鐵分割  N、S 極必 成對出現
。
1.向 N、S 連線縱切  會 產生新磁極
2.向 N、S 連線橫切  不會 產生新磁極
N 極與 S 極 成對出現
 從斷裂面直接靠近，兩磁鐵會互相 吸引
。
N 極與 S 極 成對出現
N
 從斷裂面直接靠近，兩磁鐵會互相 吸引
。
N 極與 S 極 成對出現
S
S
N
N
S
 從斷裂面直接靠近，兩磁鐵會互相 排斥
N
。
磁性物質與磁化
鐵質迴紋針為何能被磁鐵吸引？
？物質
磁鐵
我們會說….
1.迴紋針能被磁化
2.迴紋針屬於磁性物質
3.含有鐵、鈷、鎳元素者均可被磁化
4.磁性物質：含有鐵、鈷、鎳元素的物質
磁化現象
磁鐵
磁性物質
磁鐵磁化磁性物質時
磁性物質
磁性物質未磁化前
 磁化：
磁鐵吸引磁性物質，是使磁性物質近端
生成 異名極 ，遠端生成 同名極 的現象。
磁性物質 分類
磁性保存短
Fe、Co、Ni
磁性物質
軟磁鐵
磁化
暫時磁鐵；鐵材
硬磁鐵
物質
非磁性物質
磁性保存永久
永久磁鐵；鋼材
（媒體：1，59’ ；2，2’04” ；3）
1.永久磁鐵（硬磁鐵）：鋼釘（鋼）  不易磁化，但磁化後磁性不消失。
2.暫時磁鐵（軟磁鐵）：鐵釘（熟鐵） 易磁化，但磁化後磁性即刻消失。
磁鐵的性質
 磁極：自由轉動的磁針，指向南北向
 N、S 極
 磁性：1. 磁力（超距力）
2.兩極磁力比中間部分強
3.同名磁極相斥，異名磁極相吸
4.N、S二極必成對出現
 磁化：1.磁性物質：含有鐵、鈷、鎳元素
2.軟磁鐵與硬磁鐵
3.暫時磁鐵與永久磁鐵
範例解說
1.兩根形狀、大小、長短均相同，而且沒有任何標記的金屬棒。
大雄不藉其他工具，判斷這兩根金屬棒是否具有磁性，並能分辨
出來，他的方法如下：
 將兩根金屬棒貼標籤，標明甲、乙。
 將兩根金屬棒互相靠近，發現兩棒僅能互相吸引，但不能互
相排斥。  一為磁鐵、一為金屬棒
 將兩棒排成如（a），可互相吸引而不脫落。
 將兩棒排成如（b）， 則不能相吸而脫落。  甲不是磁鐵
乙
則甲、乙兩棒何者具有磁性？
。
甲
乙
（b）
甲
（a） 乙
範例解說
2. 圓盤形磁鐵如圖甲，今將其縱切如圖乙和橫切如圖丙；則：
（1）縱切後的兩塊磁鐵：
A 為 S 極，B N 極，C S 極，D N 極。
（2）若將縱切的兩塊磁鐵再重合時，會互相 吸引 。
（3）橫切後的兩塊磁鐵：
A 為 S 極，B為 N 極，C為 S 極，D為 N 極。
（4）若把橫切後的兩塊磁鐵再重合，會互相 排斥 。
S N
S N
S
N
S
N
範例解說
3. 一磁鐵將鐵釘甲、乙吸引，如圖，則：
（1）乙鐵釘的尖端為 S
極。
（2）若將磁鐵移除，鐵釘甲或乙，何者仍有磁性？ 均無
N
S
N
S
。
 磁場與磁力線
磁場
 場的意義：
 超距力作用的空間；磁場、電場、重力場。
 磁場：
 磁場形成  有磁性者在其周圍建立磁場
 距離近，磁場 強 （F 與 r2 反比）。
 磁場影響： 磁性物質進入磁場中受其影響
鐵粉在磁場中的分佈觀察
 磁棒上墊壓克力板，以鐵粉灑在其上，輕敲後圖形顯現
鐵粉在磁場中的分佈 討論一
N
N
S
S
鐵粉在磁場中的分佈 討論二
S
N
N
S
S
N
S
N
描繪磁力線
 磁力線：
1.磁場中的鐵粉受磁力作用而串連的曲線，稱 磁力線 。
2.磁場中的鐵粉相當於一個小磁針。
3.以磁針 N 極指向 ，定義為磁場之方向。
A
B
C
磁針所受磁場的方向
 磁場的方向：
 磁針在磁場中的 N 極指向 為其受力方向
 磁力線上任一點的磁場方向為其 切線 方向
 由磁鐵 N 極指向S 極（磁鐵內部由 S 極指向 N 極）
F
 磁力線：
磁力線示意圖
由磁鐵 N 極出發經外部回到磁鐵 S 極，再由Ｓ極經磁鐵內
部回到Ｎ極，形成一封閉平滑的曲線，彼此絕不相交
（媒體：1；2，01’56”；3，01’42”；4，07’16”）
磁針在磁場中任ㄧ位置的指向
 磁場中的磁針指向：（1） 投影磁力線
；（2） 順向作切線
。
●
●
●
●
S
N
●
●
●
●
●
●
（ 藍點位置放置磁針 ）
磁力線立體圖
Fig. from：Virginia Polytechnic Institute and State University
http://www.phys.vt.edu/~demo/demos/e42.html
磁鐵的保存
丙
甲
（媒體：1 ，10’05”）
硬磁鐵的簡易磁化法
磁鐵
磁鐵
S
N
硬磁鐵
S
N
硬磁鐵
磁力線的性質
 磁力線性質：
1.磁力線的疏密程度，可判斷該處磁場的強弱。
 在兩極處，磁力線最密集；離兩極越遠，磁力線越疏鬆。
2.磁鐵所形成的磁場，範圍為周圍的三度空間，而不只一平面上。
3.可以磁力線了解磁針在磁場中的受力情形。
4.磁針在磁場中所受磁力的方向，定義為磁針 N 極所指的方向，
為該點磁場的方向。
5.磁力線由磁鐵Ｎ極出發經外部回到磁鐵Ｓ極再由Ｓ極經磁鐵內部
回到Ｎ極，形成一封閉平滑的曲線。
範例解說
4. （ C ）附圖為一直線上之兩磁棒所繪製成的磁力線圖樣，
下列有關各磁極的磁性，何者正確？
(A) A為S極 (B) B為N極 (C) C為S極 (D) D為S極。
N
S
S
N
5. （ D ）一支鐵釘放在二支條形磁鐵附近，A、B與C、D分別為兩
磁鐵的磁極，箭頭表示磁力線的方向，如附圖所示。若於
此情況下，鐵釘的E端會吸引指南針的S極，則下列敘述
何者正確？ (A) A端為N極、C端為N極 (B) B端為N
極、C端為N極 (C) A端為S極、D端為N極 (D) B端為S
極、D端為N極。
N
S
N S
S
N
範例解說
6. （ D ）如圖所示為三條磁鐵及磁力線的分布情形，則
下列敘述何者正確？
(Ａ) B端為S極 (Ｂ) C端為N極
(Ｃ) D端為N極 (Ｄ) E端為N極。
S
N
S
N
S
7. （ A ）如圖中，磁針受磁場的作用向逆時鐘方向轉動，則下列敘
述何者正確？ (Ａ)甲為磁針的S極，乙為N極 (Ｂ)甲為磁針
的N極，乙為S極 (Ｃ)甲、乙皆為磁針的 S極(Ｄ)甲、乙皆為
磁針的N極。
S
甲
N
乙
範例解說
8. 如圖棒形磁鐵的四周有四個位置甲、乙、丙、丁，若置放小磁針時，
則其指針偏向如何？
●
甲
●
N
S
乙●
甲位置
丁
乙位置
●
丙
丙位置
丁位置
 地球磁場
磁針為何指向南北向
S
N
磁力線
N
 磁針能指向南北方向的原因：
 磁針受 地球 磁場（ 地磁 ）的影響
地理北極
地
球
磁
場
假
想
圖
磁北極
S
N
磁南極
地理南極
自
轉
軸
磁
軸
（媒體：1 ）
 地球磁場所形成的磁力線，由 南 半球指向 北 半球
磁學之父 吉爾伯特
十七世紀，首先發現地球具有磁性
William Gilbert
英國人 吉爾伯特
西元 1544-1603
極光
（媒體：1 ，10’05”）
課程結束