第18期 磁现象 磁场(答案见下期)-【数理报】2023-2024学年九年级(中考)物理学案（人教版）

书 指南针（如图１所示）是用以测定方向基准的仪 器．其主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的 磁针．指南针之所以能够指示方向，是因为地球本身存 在磁场，磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切 线方向上，磁针的Ｎ极指向地磁的南极．利用这一性能 可以辨别方向，常用于航海、地质测量、旅行及军事等 方面． 指南针的鼻祖“司南”约出现在战国时期．如图２ 所示，司南是用天然磁石制成的，外形像一把圆底汤 勺，可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡，且可以自 由旋转．当它静止的时候，勺柄就会指向南方． 到了宋代，劳动人民掌握了制造人工磁体的技术， 又制造了指南鱼．指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二 寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼像船一样能浮 在水面上．然后加热并沿子午线方向淬火使之被地磁 场磁化，如图３所示．这种人工传磁方法制成的指南鱼 （如图４所示）比使用司南方便多了，只要有一碗水， 把指南鱼放在水面上就能辨别方向．经过长期的改进， 人们又把钢针在天然磁体上摩擦，很容易就能使钢针 获得磁性．这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的 指南针了． 《梦溪笔谈》是沈括（１０３１－１０９５年）所著的有关 我国古代科学技术的著作，书中谈到磁学和指南针的 一些问题．关于指南针的装置和使用，沈括介绍了四种 方法： （１）水浮法——— 在磁针上穿几根灯心草浮在水 面，就可以指示方向． （２）碗唇旋定法———将磁针搁在碗口边缘，磁针 可以旋转，指示方向． （３）指甲旋定法———把磁针搁在手指甲上面，由 于指甲面光滑，磁针可以旋转自如，指示方向． （４）缕悬法———在磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕 丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了． 沈括还对四种方法做了比较，他指出，水浮法的最 大缺点是水面容易晃动影响测量结果，碗唇旋定法和 指甲旋定法，由于摩擦力小，转动很灵活，但容易掉落． 沈括比较推崇的是缕悬法，他认为这是比较理想而又 切实可行的方法．事实上沈括指出的四种方法已经归 纳了迄今为止指南针装置的两大体系 ——— 水针和 旱针． 指南针是古代劳动人民在长期的实践中对磁体和 磁性认识的结果，对整个人类社会的文明进程产生了巨 大的影响． ! ! ! " ! #! $ ! " ! !" #$% 书 我们知道磁体有南北两极，一个磁体被分割成若干 新磁体后，每个新磁体南北两极总是同时存在，磁单极 子迄今还尚未发现．一个完整的磁体被截断后，新磁体 的极性将如何分布，下面具体说明． 一、条形磁体截断后极性的分布 １．沿中性面把条形磁体截为两段（如图１所示）． 分析：如果把条形磁体从中性面截为两段，每一段 磁体仍具有两个磁极，原磁体Ｎ极所在段的另一端为 Ｓ 极，原磁体Ｓ极所在段的另一端为 Ｎ极，因此截断处新 形成的两磁极异名，相互吸引．此种情况可形象地认为 两磁体串联，首尾相接，总磁性得到加强． ２．沿Ｎ、Ｓ极方向把条形磁体截为两段（如图 ２ 所示）． 分析：条形磁体如果沿着 Ｎ、Ｓ极方向截成两段，每 一段仍是具有两个磁极的磁体，由于不是从磁体的中性 面截断的，原磁体上的 Ｎ、Ｓ极在两段磁体上平均分布， 使得原磁体的Ｎ极那一端仍为Ｎ极，原磁体的Ｓ极那一 端仍为Ｓ极，因此，新形成的两磁体靠近的极性相同，相 互排斥．此种情况可形象地认为两磁体并联，首首相接， 尾尾相接，总磁性也得到加强． 二、环形磁体截断后极性的分布 按厚度水平从中性面截成两段（如图３所示）． 分析：此时的环形磁体如果按厚度从中性面截成两 段，其情况同条形磁体，原磁体 Ｎ极所在段的另一端为 Ｓ极，则原磁体 Ｓ极所在段的另一端为 Ｎ极，新形成的 两磁体相邻的磁极异名，相互吸引，可形象地认为两磁 体串联，总磁性得到加强． 三、蹄形磁体截断后极性的分布 沿中性面截成两段（如图４所示）． 分析：蹄形磁体如果沿中性面截成两段，磁极分布 和条形磁体一样，原磁体的磁极不变，分开处异名磁极 相吸，相当于磁体串联，总磁性加强． 通过以上分析可以看出，磁体断开后新形成的磁体 的极性，取决于原磁体的极性． 书 【阅读短文】 铁磁性物质的结构与其他物质有所不同，它们本身 就是由很多已经磁化的小区域组成的，这些磁化的小区 域叫做“磁畴”．磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱 无章地混在一起，各个磁畴的作用在宏观上互相抵消， 物体对外不显磁性．磁化过程中，由于外磁场的影响，磁 畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强． 有些铁磁性材料在外磁场撤去以后，磁畴的方向仍 能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，这样的材料 叫做硬磁性材料．有的铁磁性材料在外磁场撤去以后， 磁畴的磁化方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁，这 样的材料叫做软磁性材料．永磁体要有很强的剩磁，所 以要用硬磁性材料制造．电磁铁要在通电时有磁性，断 电时失去磁性，所以要用软磁