20.1 磁现象 磁场-2024-2025学年物理九年级全一册同步学案（人教版）

20.1 磁现象 磁场 学习目标 1．了解磁现象和相关的概念。 2．掌握磁极间的相互作用规律，能通过实验研究磁场的方向，进而会用磁感线描述磁场。 3．知道磁体周围存在磁场、磁场可用磁感线描述，知道磁感线方向的规定。 4．知道地磁场和磁偏角的存在。 知识重点 知识点1. 磁现象 1.磁性、磁体 （1）拿一块磁铁，分别让它去接触铁片、钢片、铜片、硬币、塑料片、纸片，发现磁铁可以吸引铁片、钢片、硬币。另外，磁铁还可以吸引金属钴。 （2）磁铁能吸引 铁、鈷、镍等物质，磁铁的这种性质叫磁性.具有磁性的物体叫做磁体. （3）磁体的分类： ① 磁体按形状分为：磁针磁铁、条形磁铁、蹄形磁铁等。 ②磁体按来源分为:天然磁体、 人造磁体。 ③依据磁性保持时间长短分为：永磁体、软磁体。 2.磁极 （1）磁体各个部分的磁性强弱不同，磁体两端的磁性最强，这两个部位叫磁极。 （2）磁体静止时一端指 北 一端指 南 。悬吊着的磁体，静止时指南的那个磁极叫做 南极,又叫 S极.静止时指北的那个磁极叫做北极,又叫 N 极。任何一个磁体都有 2 个磁极。 3.磁体间的作用规律：异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥。 4.磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性。这种现象叫做磁化。 知识点2. 磁场 1磁场：大量的科学研究表明，磁体的周围空间确实存在着一种物质，物理学中把这种物质命名为“磁场”。它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。 2.磁场的方向 （1）规定：小磁针在磁场中某点静止时，N极所指方向为该点磁场方向。 （2）磁感线：我们把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫做磁感线。 ； 磁感线的特点： a.磁感线只是帮助我们描述磁场,是假想的物理模型,实际并不存在； b.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极.磁感线越密集,磁性越强； C．任何两条磁感线都不能相交； d．磁感线是闭合曲线.磁感线布满磁体周围的整个空间； e．磁感线上任意一点的方向与该点的磁场方向相同。 知识点3. 地磁场 1. 地球周围存在着磁场——地磁场，小磁针指南北就是因为受到地磁场的作用。地球是一个巨大的磁体，地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近。  2.地理的两极和地磁场的两极不重合, 因此小磁针所指的南北方向与正南、正北 有一个偏差角度，称之为磁偏角，世界上最早准确记述这一现象的是我国宋代学者沈括。 考点一、磁场 [例题1] （2023秋•城关区期末）如图所示，两根完全相同的铁块A和B，如图甲所示放置时B被吸住掉不下来：如图乙所示放置时，A不能被吸住而掉下来此现象说明（　　） A．A、B都是磁体 B．A、B都不是磁体 C．A是磁体，B不是磁体 D．A不是磁体，B是磁体 [例题2] 如图中小磁针在蹄形磁铁的磁场中的指向，可以知道该蹄形磁铁的极性是（　　） A．A端是N极，B端是S极 B．A端是S极，B端是N极 C．A、B两端极性可能相同 D．不知磁感线，故无法断定 [例题3] （2023秋•高邮市期末）小芳想探究“磁铁的磁性强弱是否与温度有关”。她设计甲电路：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热。 （1）经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，从小芳的实验可得出的初步结论是 。 （2）根据这一结论，他大胆设计了一个温度报警器，装置如图乙所示，图中的弹簧开关材质应该选用 （选填“铜”、“铁”或“铝”）。 考点二、磁性材料应用 [例题4] （2023秋•瑶海区期末）磁在我们生活中应用非常广泛，如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的 （选填“铜”、“铝”或“铁”）。 [例题5] （2022秋•朔州期末）如图所示，一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了。实际上这张新钞票依然完好无损，这里应用了磁现象的有关知识。原来，这支笔的笔杆（纸币的下方）与笔头（纸币的上方）可以互相分离，笔杆与笔头相连的一端内部装有小磁铁，则笔头内的材料可能含有 （选填“铜”、“铁”或“塑料”）。若想探究笔头内材料是否有磁性，现提供下列器材：①铝棒、②大头针、③碎纸屑，其中可用来完成探究任务的有 （填序号）。 [例题6] 阅读下列短文，回答问题。 磁致冷 在古代，人们采用的是天然冰块来制冷保鲜。随着人类社会的不断发展，制冷手段也在不断进步，这同时也反映了人类在发展的过程中对高品质生活的追求。 19﹣20世纪，伴随着冰箱走入千家万户，人类的制冷材料和技术取得很大发展。出现了我们所熟知的氟利昂制冷。作为冰箱最常用的制冷剂——“氟利昂﹣12”对我们生存的环境带来了很大的破坏，是引起臭氧层空洞及臭氧层变薄的原因之一。 为了保护环境，科学家们一直在研究开发无害的新型制冷剂或其它制冷技术。20世纪二十年代末，科学家发现了磁性物质在磁场作用下温度升高的现象，称为磁热效应。磁致冷的基本原理就是借助磁性材料的磁热效应。当磁性材料等温磁化时，向外界放出热量；当磁性材料绝热退磁时，温度降低，并从外界吸取热量。对磁性材料反复进行等温磁化和绝热退磁就可以获得低温，实现磁致冷（如图所示）。2002年世界上第一台能在室温下工作的磁冰箱被研制出来，之后汽车磁制冷空调也被研究出来。在中国科技馆“挑战与未来”展厅，就有关于磁致冷有两个展品：磁热效应演示器和磁冰箱模型。 与传统的气体制冷技术相比，磁致冷不会产生环境污染，是一种绿色制冷技术。目前，该技术已广泛应用于低温及超低温领域，室温磁致冷技术还有待于继续研究攻关。低温磁致冷装置具有小型化和高效率等独特优点，所以其在生产、生活、科技等众多领域都有很广阔的发展前景。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）磁制冷的基本原理就是借助 。 （2）在科技馆中磁热效应演示的展品中，当转动手轮使磁致冷材料进入磁场时，外界温度升高，离开磁场时，外界温度降低。请你根据观察到的现象提一个可探究的科学问题 。 （3）与传统的气体制冷技术相比，磁制冷技术的优势是 。 考点三、磁极间的作用 [例题7] （2023秋•朝阳区期末）如图所示，把条形磁体A悬挂起来，用条形磁体B靠近它，发现条形磁体A被推开。这是由于（　　） A．同名磁极相互吸引 B．同名磁极相互排斥 C．异名磁极相互吸引 D．异名磁极相互排斥 [例题8] （2022秋•开江县期末）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。以下对图中甲、乙两块磁体的磁极和它们的受力情况分析正确的是（　　） A．如果甲、乙两个磁体的左端均为N极，则桌面对甲、乙的 摩擦力方向相同 B．如果甲、乙两个磁体的左端均为S极，则桌面对甲、乙的摩擦力大小不同 C．如果甲、乙两个磁体相互吸引，则甲的右端一定为N极，乙的左端一定为S极 D．如果甲、乙两个磁体相互排斥，则甲的左端可能为N极，此时乙的左端为S极 [例题9] （2023秋•济宁期末）小明检到一块废弃的正方体磁铁，为了探测其磁极性，他将相邻的三面分别用A、B、C标记，然后放在透明的塑料袋里，用细线悬挂起来。第一次将磁铁按图甲所示放置在塑料袋中，确保C面向上，结果A、B面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是C面朝南。根据以上操作，请你帮助小明推断： （1）A、B、C三面中， 是磁极所在面； （2）该面对应的磁极性是 极； （3）为了进一步探究其磁极的性质，把正方体磁铁沿乙图中“虚线”水平方切割成两部分，则它们上下两部分之间将相互 （“吸引”或“排斥”）。 考点四、磁感线 [例题10] （2023秋•阜阳期末）如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线。下列说法正确的是（　　） A．由P到Q磁场越来越强 B．a点的磁场比b点的磁场强 C．a点与b点的磁性强弱相同 D．a点与b点的磁场方向相同 [例题11] （2023秋•周村区期末）小杜将条形磁体放在水平桌面上并在周围放置小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示。将小磁针拿掉，在条形磁体上放玻璃板并均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑的分布情况如图乙所示。图丙是根据图甲和图乙的现象，用磁感线描述的条形磁体的磁场情况。下列说法错误的是（　　） A．甲图中小磁针静止时，南极所指的方向为该点的磁场方向 B．甲图中小磁针受到力的作用，说明磁体周围有磁场 C．乙图探究的是条形磁体周围磁场的分布情况 D．丙图中的磁感线是为描述磁场引入的模型，不是真实存在的 [例题12] （2023秋•河东区期末）如图所示，由小磁针静止时的指向和磁感线的分布可知甲、乙两个磁极（　　） A．甲是S极，乙是N极 B．乙是S极，甲是N极 C．甲、乙都是S极 D．甲、乙都是N极 考点五、地磁场 [例题13] （2021秋•河东区期末）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．地磁场的S极在地理的南极附近 B．地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合 C．地球周围存在着很多条疏密不同的磁感线 D．可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向 [例题14] （2022秋•海淀区期末）指南针是我国的四大发明之一，其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”，下列说法正确的是（　　） A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用 B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极 C．“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的N极 D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极 [例题15] （2023秋•信宜市期末）如图是我国早期的指南针（司南），司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上，使其旋转，旋转后静止时，它的长柄（柢）总指向南方。下列有关司南和地磁场的说法正确的是（　　） A．司南只有一个磁极 B．司南可以指南北说明地球周围存在着磁场 C．如果地磁场消失，司南还能指示南北方向 D．静止时指示南北方向，是因为司南具有惯性 知识升华 1. 画磁感线时应注意的问题 ①任何两条磁感线都不能相交； ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱； ③磁感线可以用虚线画，也可以用实线画，但必须有方向。如图所示是两种常见磁体的磁场分布图。 巩固提高 1. 在物理学习的过程中，对物理知识的正确认识是非常重要的。以下说法中正确的是（　　） A．磁体周围空间中不同点的磁场方向可能相同 B．指南针是一个小磁针，它的N极指向地理的南极 C．磁体周围的磁场和磁感线都是真实存在的一种物质 D．地球本身是一个磁体，地磁场的N极在地理北极附近 2. （2022秋•通州区期末）关于条形磁铁，下列描述不正确的是（　　） A．条形磁铁的周围存在磁场 B．条形磁铁的两端磁性最弱 C．条形磁铁可以吸引含有金属镍制造的硬币 D．条形磁铁可以使原本无磁性的铁钉具有磁性 3. （2022秋•南开区校级期末）如图所示，是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（　　） A．该条形磁体的左端为S极，右端为N极 B．a、b、c、d四个点处的磁场强弱相同 C．置于a点的小磁针，静止时南极指向右侧 D．磁场是为了分析小磁针的偏转情况假想出来的 4. （2023秋•简阳市期末）沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”他是世界上最早记述这一现象的人，比西方早了400多年。下列说法不正确的是（　　） A．针锋是磁体的南极 B．地磁场的北极在地理的南极附近 C．指南针的南极指的是地理的北极 D．“然常微偏东，不全南也。”说明地理的两极和地磁场的两极不完全重合 5. （2023秋•路南区期末）对下列四幅图解释错误的是（　　） A．图甲司南的杓柄一端指南，说明磁体具有指向性 B．图乙两个磁极靠近时有排斥作用，说明同名磁极相互排斥 C．图丙将小磁针放在磁体周围的不同位置，小磁针N极指向一定不变 D．图丁中地磁场的南极在地理北极的附近 6. （2023秋•八步区期末）如图所示，用钢棒去接近磁针时，下列说法正确的是（　　） A．两者相互排斥，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 B．两者相互吸引，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 C．两者相互排斥，说明钢棒一定不具有磁性 D．两者相互吸引，说明钢棒一定具有磁性 7. （2023秋•宿迁期末）关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．地球本身是一个巨大的磁体，周围存在磁感线 B．地磁场的磁感线从S极出发，回到N极 C．地磁场的磁极与地理两极稍微有点偏离，最早发现这一现象的人是宋代学者沈括 D．位于地球表面的能在水平面内自由转动的小磁针静止时，其N极指向地磁北极 8. （2023秋•宝丰县期末）通过实验探究磁体周围的磁场特点。 （1）在条形磁铁四周放置的小磁针静止时指向如图甲所示，图中小磁针涂黑的一端为N极。由此可以判断出条形磁铁的B端是 （选填“N”或“S”）极。 （2）小美用铁屑探究磁体周围的磁场如图乙所示。 ①在蹄形磁铁上面放一块透明有机玻璃，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，可以看到小铁屑有规则地排列起来。这是因为撒在磁体周围的每个小铁屑都被 ，磁场的分布情况也被形象地显示出来。 ②再在玻璃板上放一些小磁针，记录这些小磁针静止时N极的指向。 ③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向，画出一些带箭头的曲线形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 ，并且在磁体外部都是从 极出发的。 （3）小阳利用图乙情景构建一个物理模型如图丙所示。在A点的磁场强度 B点的磁场强度。（选填“大于”、“等于”或“小于”） 9. （2023秋•昌黎县期末）【细心观察，勤于思考】 （1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得 性。此时，小铁钉相当于一个 ，钉尖是 极。如图乙所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与 有关。 （2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板 （选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生 。 10. （1）如图1，为地磁场示意图，请在图中标出地磁的S极和小磁针的N极。 （2）在图2虚线框中填入电池和电表的符号，使电路成为并联电路。 （3）图3为某学校宿舍楼的一盏螺纹灯及控制电路示意图，要求周一到周五的夜里彻夜通明，周末的夜里则不需要接通，按要求将电路图连接完整（光控开关在天黑时自动闭合，天亮时自动断开，手动开关要人手控制） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 20.1 磁现象 磁场 学习目标 1．了解磁现象和相关的概念。 2．掌握磁极间的相互作用规律，能通过实验研究磁场的方向，进而会用磁感线描述磁场。 3．知道磁体周围存在磁场、磁场可用磁感线描述，知道磁感线方向的规定。 4．知道地磁场和磁偏角的存在。 知识重点 知识点1. 磁现象 1.磁性、磁体 （1）拿一块磁铁，分别让它去接触铁片、钢片、铜片、硬币、塑料片、纸片，发现磁铁可以吸引铁片、钢片、硬币。另外，磁铁还可以吸引金属钴。 （2）磁铁能吸引 铁、鈷、镍等物质，磁铁的这种性质叫磁性.具有磁性的物体叫做磁体. （3）磁体的分类： ① 磁体按形状分为：磁针磁铁、条形磁铁、蹄形磁铁等。 ②磁体按来源分为:天然磁体、 人造磁体。 ③依据磁性保持时间长短分为：永磁体、软磁体。 2.磁极 （1）磁体各个部分的磁性强弱不同，磁体两端的磁性最强，这两个部位叫磁极。 （2）磁体静止时一端指 北 一端指 南 。悬吊着的磁体，静止时指南的那个磁极叫做 南极,又叫 S极.静止时指北的那个磁极叫做北极,又叫 N 极。任何一个磁体都有 2 个磁极。 3.磁体间的作用规律：异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥。 4.磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性。这种现象叫做磁化。 知识点2. 磁场 1磁场：大量的科学研究表明，磁体的周围空间确实存在着一种物质，物理学中把这种物质命名为“磁场”。它的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。 2.磁场的方向 （1）规定：小磁针在磁场中某点静止时，N极所指方向为该点磁场方向。 （2）磁感线：我们把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫做磁感线。 ； 磁感线的特点： a.磁感线只是帮助我们描述磁场,是假想的物理模型,实际并不存在； b.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极.磁感线越密集,磁性越强； C．任何两条磁感线都不能相交； d．磁感线是闭合曲线.磁感线布满磁体周围的整个空间； e．磁感线上任意一点的方向与该点的磁场方向相同。 知识点3. 地磁场 1. 地球周围存在着磁场——地磁场，小磁针指南北就是因为受到地磁场的作用。地球是一个巨大的磁体，地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近。  2.地理的两极和地磁场的两极不重合, 因此小磁针所指的南北方向与正南、正北 有一个偏差角度，称之为磁偏角，世界上最早准确记述这一现象的是我国宋代学者沈括。 考点一、磁场 [例题1] （2023秋•城关区期末）如图所示，两根完全相同的铁块A和B，如图甲所示放置时B被吸住掉不下来：如图乙所示放置时，A不能被吸住而掉下来此现象说明（　　） A．A、B都是磁体 B．A、B都不是磁体 C．A是磁体，B不是磁体 D．A不是磁体，B是磁体 【解答】解：磁体上磁性最强的部分叫磁极，位于磁体的两端，磁性最弱的部分在磁体的中间，这个位置几乎没有磁性； 用B的一端靠近A的中间部分时，B被吸起，由此可以确定铁棒B有磁性，不能确定A磁性的有无；若A有磁性，当用A的一端即磁性最强的部位去靠近B的中间部分时，应该吸引B，而实际上没有吸引，说明了铁棒A没有磁性。 故选：D。 [例题2] 如图中小磁针在蹄形磁铁的磁场中的指向，可以知道该蹄形磁铁的极性是（　　） A．A端是N极，B端是S极 B．A端是S极，B端是N极 C．A、B两端极性可能相同 D．不知磁感线，故无法断定 【解答】解：小磁针在蹄形磁体中静止，小磁针N极对着蹄形磁体的A端，所以蹄形磁铁的A端是S极，B端是N极。故ACD错误，B正确； 故选：B。 [例题3] （2023秋•高邮市期末）小芳想探究“磁铁的磁性强弱是否与温度有关”。她设计甲电路：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热。 （1）经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，从小芳的实验可得出的初步结论是 。 （2）根据这一结论，他大胆设计了一个温度报警器，装置如图乙所示，图中的弹簧开关材质应该选用 （选填“铜”、“铁”或“铝”）。 【解答】解：（1）磁体的磁性强弱不直观，转化为看得到的现象﹣﹣铁钉被吸引，磁性越强，吸引铁钉越多，开始铁钉较多，给磁铁加热温度升高后，铁钉减少，磁性减弱，说明磁铁的温度越高，磁性减弱； （2）磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，所以弹簧开关材质应该选用铁； 故答案为：（1）磁体的温度越高，磁性越弱；（2）铁。 考点二、磁性材料应用 [例题4] （2023秋•瑶海区期末）磁在我们生活中应用非常广泛，如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的 （选填“铜”、“铝”或“铁”）。 【解答】解：铁、钴、镍等物质容易被磁铁吸引，而铜、铝都不会被磁铁吸引，所以用来固定房门的“门吸”含有铁。 故答案为：铁。 [例题5] （2022秋•朔州期末）如图所示，一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了。实际上这张新钞票依然完好无损，这里应用了磁现象的有关知识。原来，这支笔的笔杆（纸币的下方）与笔头（纸币的上方）可以互相分离，笔杆与笔头相连的一端内部装有小磁铁，则笔头内的材料可能含有 （选填“铜”、“铁”或“塑料”）。若想探究笔头内材料是否有磁性，现提供下列器材：①铝棒、②大头针、③碎纸屑，其中可用来完成探究任务的有 （填序号）。 【解答】解： （1）笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁，笔头内的材料会被小磁铁吸引，说明该材料为磁性材料，可能含有铁； （2）若想探究笔头内材料是否有磁性，可以用②大头针：将笔头靠近大头针，若出现相互吸引的情况，则说明笔头里面有磁体，具有磁性；可用来完成探究任务； 不能用：①铝棒和③碎纸屑，因为它们都属于非磁性材料，因此将笔头靠近铝棒或碎纸屑，不会出现相互吸引、相互排斥的情况，不能用来完成探究任务；所以可用来完成探究任务的有②，根据笔头能否吸引大头针的现象判断出笔头内的材料是否有磁性。 故答案为：铁；②。 [例题6] 阅读下列短文，回答问题。 磁致冷 在古代，人们采用的是天然冰块来制冷保鲜。随着人类社会的不断发展，制冷手段也在不断进步，这同时也反映了人类在发展的过程中对高品质生活的追求。 19﹣20世纪，伴随着冰箱走入千家万户，人类的制冷材料和技术取得很大发展。出现了我们所熟知的氟利昂制冷。作为冰箱最常用的制冷剂——“氟利昂﹣12”对我们生存的环境带来了很大的破坏，是引起臭氧层空洞及臭氧层变薄的原因之一。 为了保护环境，科学家们一直在研究开发无害的新型制冷剂或其它制冷技术。20世纪二十年代末，科学家发现了磁性物质在磁场作用下温度升高的现象，称为磁热效应。磁致冷的基本原理就是借助磁性材料的磁热效应。当磁性材料等温磁化时，向外界放出热量；当磁性材料绝热退磁时，温度降低，并从外界吸取热量。对磁性材料反复进行等温磁化和绝热退磁就可以获得低温，实现磁致冷（如图所示）。2002年世界上第一台能在室温下工作的磁冰箱被研制出来，之后汽车磁制冷空调也被研究出来。在中国科技馆“挑战与未来”展厅，就有关于磁致冷有两个展品：磁热效应演示器和磁冰箱模型。 与传统的气体制冷技术相比，磁致冷不会产生环境污染，是一种绿色制冷技术。目前，该技术已广泛应用于低温及超低温领域，室温磁致冷技术还有待于继续研究攻关。低温磁致冷装置具有小型化和高效率等独特优点，所以其在生产、生活、科技等众多领域都有很广阔的发展前景。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）磁制冷的基本原理就是借助 。 （2）在科技馆中磁热效应演示的展品中，当转动手轮使磁致冷材料进入磁场时，外界温度升高，离开磁场时，外界温度降低。请你根据观察到的现象提一个可探究的科学问题 。 （3）与传统的气体制冷技术相比，磁制冷技术的优势是 。 【解答】解：（1）根据阅读材料可知，磁致冷就是利用磁性材料所具有的磁热效应来致冷的； （2）当转动手轮使磁致冷材料进入磁场时，外界温度升高，离开磁场时，外界温度降低，可以提出问题：外界温度的变化与磁致冷材料是否进入磁场有关吗？ （3）磁制冷技术绿色环保，对环境无污染，磁致冷装置有小型化和高效率的优点。 故答案为：（1）磁热效应；（2）外界温度的变化与磁致冷材料是否进入磁场有关吗；（3）绿色环保，对环境无污染 考点三、磁极间的作用 [例题7] （2023秋•朝阳区期末）如图所示，把条形磁体A悬挂起来，用条形磁体B靠近它，发现条形磁体A被推开。这是由于（　　） A．同名磁极相互吸引 B．同名磁极相互排斥 C．异名磁极相互吸引 D．异名磁极相互排斥 【解答】解：用条形磁体B靠近它，发现条形磁体A被推开，说明同名磁极相互排斥。 故选：B。 [例题8] （2022秋•开江县期末）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。以下对图中甲、乙两块磁体的磁极和它们的受力情况分析正确的是（　　） A．如果甲、乙两个磁体的左端均为N极，则桌面对甲、乙的 摩擦力方向相同 B．如果甲、乙两个磁体的左端均为S极，则桌面对甲、乙的摩擦力大小不同 C．如果甲、乙两个磁体相互吸引，则甲的右端一定为N极，乙的左端一定为S极 D．如果甲、乙两个磁体相互排斥，则甲的左端可能为N极，此时乙的左端为S极 【解答】解：A、如果甲、乙两个磁体的左端均为N极，则甲磁体的右端为S极，甲磁体与乙磁体互相吸引，桌面对甲的摩擦力的方向向左，桌面对乙的摩擦力方向向右，故A错误； B、如果甲、乙两个磁体的左端均为S极，则甲磁体的右端为N极，甲磁体与乙磁体互相吸引，甲磁体对乙磁体的吸引力与乙磁体对甲磁体的吸引力是一对相互作用力，大小相等；甲磁体对乙磁体的吸引力与桌面对乙的摩擦力是一对平衡力，大小相等；乙磁体对甲磁体的吸引力与桌面对甲的摩擦力是一对平衡力，大小相等；因此桌面对甲、乙的摩擦力大小相等，故B错误； C、如果甲、乙两个磁体相互吸引，则甲的右端与乙的左端一定为异名磁极，可能甲的右端为N极，乙的左端为S极，也可能甲的右端为S极，乙的左端为N极，故C错误； D、如果甲、乙两个磁体相互排斥，则甲的右端与乙的左端一定为同名磁极，可能甲的左端为N极，乙的左端为S极，也可能甲的左端为S极，乙的左端为N极，故D正确。 故选：D。 [例题9] （2023秋•济宁期末）小明检到一块废弃的正方体磁铁，为了探测其磁极性，他将相邻的三面分别用A、B、C标记，然后放在透明的塑料袋里，用细线悬挂起来。第一次将磁铁按图甲所示放置在塑料袋中，确保C面向上，结果A、B面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是C面朝南。根据以上操作，请你帮助小明推断： （1）A、B、C三面中， 是磁极所在面； （2）该面对应的磁极性是 极； （3）为了进一步探究其磁极的性质，把正方体磁铁沿乙图中“虚线”水平方切割成两部分，则它们上下两部分之间将相互 （“吸引”或“排斥”）。 【解答】解：（1）从图中信息可知，C总是指南，故它是磁极； （2）指南的磁极是S极； （3）把正方体磁铁沿乙图中“虚线”水平方切割成两部分，根据磁极间相互作用的规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，则它们上下两部分之间将相互吸引。 故答案为：（1）C；（2）S；（3）吸引。 考点四、磁感线 [例题10] （2023秋•阜阳期末）如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线。下列说法正确的是（　　） A．由P到Q磁场越来越强 B．a点的磁场比b点的磁场强 C．a点与b点的磁性强弱相同 D．a点与b点的磁场方向相同 【解答】解： AB、从图中可以看出P点的磁感线比Q点的磁感线疏，故P点的磁场比Q点的磁场弱，由P到Q磁场越来越强，故A正确； BC、从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏，故a点的磁场比b点的磁场弱，故BC错误； D、磁感线上某点的磁场方向为该点的切线方向，由于a、b两点的切线方向不同，因此同一条磁感线上a、b两点的磁场方向不同，故D错误； 故选：A。 [例题11] （2023秋•周村区期末）小杜将条形磁体放在水平桌面上并在周围放置小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示。将小磁针拿掉，在条形磁体上放玻璃板并均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑的分布情况如图乙所示。图丙是根据图甲和图乙的现象，用磁感线描述的条形磁体的磁场情况。下列说法错误的是（　　） A．甲图中小磁针静止时，南极所指的方向为该点的磁场方向 B．甲图中小磁针受到力的作用，说明磁体周围有磁场 C．乙图探究的是条形磁体周围磁场的分布情况 D．丙图中的磁感线是为描述磁场引入的模型，不是真实存在的 【解答】解：A．甲图中小磁针静止时，N（北）极所指的方向为该点的磁场方向，故A错误； B．甲图中小磁针受到力的作用，根据磁场对放入其中的磁体产生力的作用，说明磁体周围有磁场，故B正确； C．乙图探究的是条形磁体周围磁场的分布情况，故C正确； D．丙图中的磁感线是为描述磁场引入的模型，不是真实存在的，故D正确。 故选：A。 [例题12] （2023秋•河东区期末）如图所示，由小磁针静止时的指向和磁感线的分布可知甲、乙两个磁极（　　） A．甲是S极，乙是N极 B．乙是S极，甲是N极 C．甲、乙都是S极 D．甲、乙都是N极 【解答】解：根据磁感线的形状知，两个磁极相互排斥，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，两磁极同名，而磁感线是进入磁极，说明是S极，因而均为S极，ABD错误。 故选：C。 考点五、地磁场 [例题13] （2021秋•河东区期末）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．地磁场的S极在地理的南极附近 B．地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合 C．地球周围存在着很多条疏密不同的磁感线 D．可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向 【解答】解：AB、地球周围存在地磁场，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，所以地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，故AB错误； C、磁感线并不存在，只是为了便于研究磁场而引入的物理模型，故C错误； D、根据磁场方向的规定可知，磁场中某点，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向，故D正确。 故选：D。 [例题14] （2022秋•海淀区期末）指南针是我国的四大发明之一，其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”，下列说法正确的是（　　） A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用 B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极 C．“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的N极 D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极 【解答】解：A、“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用，A正确； B、“指南鱼”被磁化后，都有两个磁极，B错误； C、“指南鱼”静止时鱼头指向南方，是地磁的北极，故鱼头为S极；C错误； D、“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极，故D错误； 故选：A。 [例题15] （2023秋•信宜市期末）如图是我国早期的指南针（司南），司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上，使其旋转，旋转后静止时，它的长柄（柢）总指向南方。下列有关司南和地磁场的说法正确的是（　　） A．司南只有一个磁极 B．司南可以指南北说明地球周围存在着磁场 C．如果地磁场消失，司南还能指示南北方向 D．静止时指示南北方向，是因为司南具有惯性 【解答】解：A、司南有两个磁极，故A错误； B、司南可以指南北说明地球周围存在着磁场，故B正确； C、如果地磁场消失，司南就不能指示南北方向了，故C错误； D、静止时指示南北方向，是因为司南受地磁作用，故D错误。 故选：B。 知识升华 1. 画磁感线时应注意的问题 ①任何两条磁感线都不能相交； ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱； ③磁感线可以用虚线画，也可以用实线画，但必须有方向。如图所示是两种常见磁体的磁场分布图。 巩固提高 1. 在物理学习的过程中，对物理知识的正确认识是非常重要的。以下说法中正确的是（　　） A．磁体周围空间中不同点的磁场方向可能相同 B．指南针是一个小磁针，它的N极指向地理的南极 C．磁体周围的磁场和磁感线都是真实存在的一种物质 D．地球本身是一个磁体，地磁场的N极在地理北极附近 【解答】解： A、磁体周围存在磁场，不同点的磁场方向可能相同，故A正确； B、指南针是一个小磁针，指南针静止时，N极指向地理的北极附近，故B错误； C、磁体周围存在磁场，磁极间的相互作用，就是通过磁场发生的，磁场是磁体周围存在的一种特殊的物质，它是看不见的，但它是真实的客观存在，磁感线是为了形象直观地描述磁场而画出来的，不是真实的存在，故C错误； D、地球周围存在地磁场，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，故D错误。 故选：A。 2. （2022秋•通州区期末）关于条形磁铁，下列描述不正确的是（　　） A．条形磁铁的周围存在磁场 B．条形磁铁的两端磁性最弱 C．条形磁铁可以吸引含有金属镍制造的硬币 D．条形磁铁可以使原本无磁性的铁钉具有磁性 【解答】解：A．磁体周围都存在着磁场，条形磁铁的周围也存在磁场，故A正确； B．磁体上磁性最强的部分叫磁极，条形磁铁两端的磁性最强，故B错误； C．磁体具有能吸引铁、钴、镍等物质的性质，条形磁铁可以吸引含有金属镍制造的硬币，故C正确； D．用磁铁的一个极沿着同一方向多次摩擦铁钉，可以使铁钉具有磁性，这种现象叫作磁化，故D正确。 故选：B。 3. （2022秋•南开区校级期末）如图所示，是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（　　） A．该条形磁体的左端为S极，右端为N极 B．a、b、c、d四个点处的磁场强弱相同 C．置于a点的小磁针，静止时南极指向右侧 D．磁场是为了分析小磁针的偏转情况假想出来的 【解答】解：A、磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线，由图可知该条形磁体的右端为S极，左端为N极，故A错误； B、磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故a处磁场比b处弱，故B错误。 C、小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁场方向一致，所以a处的小磁针静止时南极应指向右侧，故C正确； D、磁感线不是真实存在的，而是为了研究方便假想的线，这是模型法，故D错误。 故选：C。 4. （2023秋•简阳市期末）沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”他是世界上最早记述这一现象的人，比西方早了400多年。下列说法不正确的是（　　） A．针锋是磁体的南极 B．地磁场的北极在地理的南极附近 C．指南针的南极指的是地理的北极 D．“然常微偏东，不全南也。”说明地理的两极和地磁场的两极不完全重合 【解答】解：A、针锋能指南，是因为针锋受到地磁场的作用，因为“针锋”是磁体的南极，故A正确； B、针锋能指南，是因为针锋受到地磁场的作用，由异名磁极相互吸引可知，地磁场的北极在地理的南极附近，故B正确； C、指南针的南极指的是地理的南极，地磁的北极，故C错误； D、“然常微偏东，不全南也”，说明地理的两极和地磁场的两极并不是完全重合，存在磁偏角，故D正确。 故选：C。 5. （2023秋•路南区期末）对下列四幅图解释错误的是（　　） A．图甲司南的杓柄一端指南，说明磁体具有指向性 B．图乙两个磁极靠近时有排斥作用，说明同名磁极相互排斥 C．图丙将小磁针放在磁体周围的不同位置，小磁针N极指向一定不变 D．图丁中地磁场的南极在地理北极的附近 【解答】解：A、将条形磁体悬挂起来，静止时一端指北，说明磁体具有指向性，这是因为受到了地磁场的作用，故A正确； B、两个磁极靠近时有排斥作用，说明同名磁极相互排斥，故B正确； C、将小磁针放在磁体周围的不同位置，小磁针N极指向是改变的，其整体的趋势是从N极指向S极，故C错误； D、地磁场的南极在地理北极的附近，地磁场的北极在地理南极的附近，故D正确。 故选：C。 6. （2023秋•八步区期末）如图所示，用钢棒去接近磁针时，下列说法正确的是（　　） A．两者相互排斥，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 B．两者相互吸引，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 C．两者相互排斥，说明钢棒一定不具有磁性 D．两者相互吸引，说明钢棒一定具有磁性 【解答】解：小磁针对放在其附近的磁性材料有力的作用，所以如果钢棒无磁性或右端为S极，小磁针对钢棒有吸引力的作用，所以无法判断钢棒是否一定带磁性。只有钢棒的右端为N极时才相互排斥，所以如果相互排斥则钢棒一定带磁性的。 故选：B。 7. （2023秋•宿迁期末）关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．地球本身是一个巨大的磁体，周围存在磁感线 B．地磁场的磁感线从S极出发，回到N极 C．地磁场的磁极与地理两极稍微有点偏离，最早发现这一现象的人是宋代学者沈括 D．位于地球表面的能在水平面内自由转动的小磁针静止时，其N极指向地磁北极 【解答】解：A、地球本身是一个巨大的磁体，周围不存在磁感线，故A错误； B、在地磁外部，磁感线从N极出发，回到S极，故B错误； C、地磁场的磁极与地理两级稍微有点偏离，最早发现这一现象的人是宋代学者沈括，故C正确； D、位于地球表面的能在水平面内自由转动的小磁针静止时，其N极指向地磁南极，故D错误。 故选：C。 8. （2023秋•宝丰县期末）通过实验探究磁体周围的磁场特点。 （1）在条形磁铁四周放置的小磁针静止时指向如图甲所示，图中小磁针涂黑的一端为N极。由此可以判断出条形磁铁的B端是 （选填“N”或“S”）极。 （2）小美用铁屑探究磁体周围的磁场如图乙所示。 ①在蹄形磁铁上面放一块透明有机玻璃，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，可以看到小铁屑有规则地排列起来。这是因为撒在磁体周围的每个小铁屑都被 ，磁场的分布情况也被形象地显示出来。 ②再在玻璃板上放一些小磁针，记录这些小磁针静止时N极的指向。 ③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向，画出一些带箭头的曲线形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 ，并且在磁体外部都是从 极出发的。 （3）小阳利用图乙情景构建一个物理模型如图丙所示。在A点的磁场强度 B点的磁场强度。（选填“大于”、“等于”或“小于”） 【解答】解：（1）由图知，左侧的小磁针静止时S极都指向A端，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故可知条形磁铁的A端为N极，B端为S极； （2）①轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响，铁屑在磁场中会被磁体磁化，成为一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来； ③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向，画出一些带箭头的曲线形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作磁感线，在磁体的外部，磁感线是从N极出来，回到S极的； （3）由图可知，B处的磁感线比A处的磁感线要密集一些，所以A点的磁场强度小于B点的磁场强度。 故答案为：（1）S；（2）①磁化；③磁感线；N；（3）小于。 9. （2023秋•昌黎县期末）【细心观察，勤于思考】 （1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得 性。此时，小铁钉相当于一个 ，钉尖是 极。如图乙所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与 有关。 （2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板 （选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生 。 【解答】解：（1）将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得磁性，变成一个磁体（或小磁针，磁铁）；根据异名磁极相互吸引可知，此时钉尖是S极； 给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性减，甚至消失，说明磁铁的磁性可能与温度有关。 （2）磁铁球靠近铝板，铝板不能被吸引； 图丙中，把磁铁球做成单摆悬挂起来，在铝板上方来回摆动，当磁铁球靠近铝板时，相当于铝板在磁场中运动，铝板切割磁感线，产生感应电流（或磁场，力），铝板与小球之间产生相互作用的力，使摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。 故答案为：（1）磁；磁体（或小磁针，磁铁）；S（或南）；温度； （2）不能；电流（或磁场，力）。 10. （1）如图1，为地磁场示意图，请在图中标出地磁的S极和小磁针的N极。 （2）在图2虚线框中填入电池和电表的符号，使电路成为并联电路。 （3）图3为某学校宿舍楼的一盏螺纹灯及控制电路示意图，要求周一到周五的夜里彻夜通明，周末的夜里则不需要接通，按要求将电路图连接完整（光控开关在天黑时自动闭合，天亮时自动断开，手动开关要人手控制） 【解答】解： （1）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，小磁针静止时N极指向与该点地磁场的方向一致（即指向地磁南极），如下图所示： （2）电路要求为并联电路，因此电流有两条路径，分别经过灯和电阻，因此中间方框不能为电源，电源只能在左面，中间方框与灯串联，因此只能是电流表，如下图所示： （3）由题知，光控开关在天黑时自动闭合，天亮时自动断开，周一到周五的夜里彻夜通明，手动开关是闭合的；周末的夜里则不需要接通，手动开关是断开的，因此光控开关和手动开关是串联的，零线直接连接灯的螺纹，火线先进入手动开关，再经过这两个开关后连接到灯泡的顶端，据此连接各元件，如下图所示： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$