第1节　磁现象和磁场
磁　场
磁场对大脑的影响
查尔斯·爱泼斯坦是佐治亚州亚特兰大E—mory大学的神经学专家，在一次晚宴上他表演了一个实验．查尔斯让他的同事拉赫大声地数数，而他将一个手机大小的磁线圈对准拉赫的前额，“一、二、三”，拉赫数着．但当爱泼斯坦把线圈开关打开后，拉赫很快就说不出话了，而是含混地重复着类似四的发音．爱泼斯坦把开关关上后，拉赫又“四、五、六”地数下去了．
爱泼斯坦的这个实验并不是一个戏法，实际上他是通过磁场刺激，影响拉赫的一部分大脑．他使用的就是穿颅磁力刺激法，简称为TMS.一个世纪以来科学家们一直致力于电磁场对大脑活动影响的研究，而现代的TMS只有15年的历史．
用TMS来刺激运动神经，从而测试受损的大脑和脊椎．在过去的10年中人们已经运用TMS来研究大脑如何控制其他行为，并用来治疗抑郁症．令科学家们兴奋不已的是TMS在短时间内改变了大脑的一部分活动，通过开关这种装置，它能减缓或暂时中止大脑活动，甚至能增强大脑的学习和接受能力．这一实验也为研究人员提供了第一个真正意义上的证据：大脑某个特定部位的活动决定了某一特定的感觉或行为，这是解开大脑运作和思维之谜的关键一步．TMS的工作原理很简单：8字形线圈内短暂电流在0.001 s内产生强磁场，强度是冰箱产生的磁场平均值的200倍．它在小范围内产生一个电场，作用于大脑表皮下几厘米的地方，从而使大脑的神经细胞反应异常．
1．磁场是一种物质吗？
磁场是磁体周围客观存在的一种物质，磁场和______________一样都属于场类物质，尽管人眼看不见，但它是自然界物质存在的一种形式．
2．磁场的基本特性是什么？
磁场的基本特性是：对放入磁场中的________或________以及运动电荷有力的作用．
答案：1．电场　2.磁体　电流
3．哪些物质产生磁场？
产生磁场的地方有：________的周围、________周围及变化电场的周围(我们以后将学到)均能产生磁场．
4．磁极间的相互作用规律：同名磁极相互________，异名磁极相互________．
5．地磁场的分布大致上就像一个________的磁场；地球表面上磁场的方向大致是从________到________．
答案：3.磁体　电流
4．排斥　吸引　
5.条形磁体　南　北
一、磁现象
1．磁性：物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性．
2．磁体：具有磁性的物体叫磁体．
3．磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极．任何磁体都有两个磁极，一个叫南极(又称S极)，另一个叫北极(又称N极)．
4．磁极间的相互作用
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
二、电流的磁效应
1．电流对小磁针的作用
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，导线通电后，其下方与导线平行的小磁针发生偏转，如右图所示．
2．磁铁对通电导线的作用
如右图所示，磁铁会
对通电导线产生力的作用，使导体棒偏转．
3．电流和电流间的相互作用
如下图所示，有互相平行而且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察到发生的现象是：同向电流相吸，异向电流相斥．

注意：在做奥斯特实验时，为排除地球磁场的影响，小磁针应南北放置，通电导线也应南北放置．
三、磁场
1．定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场．
2．磁场的基本性质：对放入其中的磁极或电流有力的作用．
3．磁场的产生：
(1)永磁体周围存在磁场；
(2)电流周围存在磁场——电流的磁效应．
4．五方面理解磁场
(1)磁场是一种物质，它是客观存在的．
(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用．
(3)磁体、电流和运动电荷周围都存在磁场．
(4)磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用是通过磁场发生的．
(5)磁场是有方向的，能自由转动的小磁针静止时N极的指向即为该处磁场的方向．
家用照明电路中的火线和零线是相互平行的，当用电器工作，火线和零线都有电流时，它们将(　　)
A．相互吸引　　　　　　　
B．相互排斥
C．一会吸引，一会排斥
D．彼此不发生相互作用
解析：火线与零线虽然都连接用电器，且相互平行，但是当用电器正常工作时，流过它们的电流方向相反，并且时刻相反，再根据电流产生磁场，磁场对电流有作用来判断．因通过火线和零线的电流方向总是相反的，根据平行导线中通一同向电流时相互吸引，通一反向电流时相互排斥的结论可以得出B选项正确．
答案：B
变式迁移
1．以下说法中正确的是(　　)
A．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的
B．电流与电流的相互作用是通过电场发生的
C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D．磁场和电场是同一种物质
A
四、地球的磁场
1．地磁两极与地理两极的关系
指南针在静止时沿地球南北方向取向，这表明地球是一个大磁体，如下图所示，地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近，但地磁两极与地理两极并不重合．
2．指南针指南的原因
地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场．地球的磁场很弱，其表面的磁场比一条小条形磁铁近旁的磁场弱得多．然而，能自由旋转的小磁针已能显示出地磁场对它的作用，指南针正是利用这一原理制成的．人们使用指南针以防止旅游、探险时迷路．
3．磁偏角
地磁的两极跟地理的两极并不重合，地磁轴和地球自转轴两者的夹角约为11°，因而水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角，这个交角叫做磁偏角．
中国古人在利用地磁场制造指南针的实践中，首次发现了磁偏角．
4．地磁场的三大特点：
(1)地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近．
(2)地磁场的磁感应强度B的水平分量(Bx)，总是从地球南极指向北极；而竖直分量(By)则南北半球相反，在南半球竖直向上，在北半球竖直向下．
(3)在赤道平面上，到地心等距离的各点，磁感应强度相等，且方向水平．
（双选）关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是(　　)
A．宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场
B．宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场
C．指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作
D．指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上正常工作
答案：AD
变式迁移
2．关于地磁场，下列叙述正确的是(　　)
A．地球的地磁两极和地理两极重合
B．我们用指南针确定方向，指南针指南的一极是指南针的北极
C．地磁的北极与地理的南极重合
D．地磁的北极在地理的南极附近
解析：地球是一个大磁体，其磁北极(N极)在地理南极附近，磁南极(S极)在地理北极附近，并不重合．指南针指南的一极应是磁针的南极(S极)．
答案：D
祝
您
学业有成