内容正文:
16.1 磁体与磁场
一、磁体
1.磁现象、磁体:
(1)磁性:物体能够 钢铁、钴、镍一类物质(吸铁性)的性质叫 。
(2)磁体:具有 的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和 性。
2.当悬挂的A、B、C三个钢棒互相靠近时,出现的现象如图所示,则( )
A.A、B棒有磁性,C棒没有磁性
B.A棒没有磁性,B,C棒有磁性
C.A棒可能有磁性也可能没有磁性,B、C棒有磁性
D.A、C棒有磁性,B棒可能有磁性也可能没有磁性
3.小强用实验探究“磁体间相互作用规律”,当甲磁体不动,乙磁体逐渐靠近甲磁体时,他观察到悬挂乙磁体的细线与竖直方向的夹角也随之变化,如图所示。请你根据实验现象,提出一个值得探究的科学问题 ;对于该问题,你的猜想是 。
4.小明利用如图所示的装置探究磁化的过程,图中容器内装的是一些铁屑,铁架台架上所夹的是一根软铁棒。
(1)比较甲、乙两图中的现象可知:当条形磁铁靠近软铁棒时,软铁棒由于 而显出磁性.
(2)小明从图乙中拿开条形磁铁,发现软铁棒下端的铁屑纷纷落下来,这说明软铁棒获得的磁性
(选填“能够”或“不能够”)保持。
二、磁场
5.磁场:
(1)磁感线:在磁场中画一些有 的 ,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致,这样的曲线叫做磁感线;
(2)对磁感线的认识:
①磁感线是在磁场中的一些假想曲线,本身 (选填“不存在”或“存在”);
②在磁体外部,磁感线都是从磁体的 出发,回到 ;在磁体内部正好相反;
③磁感线的疏密可以反映磁场的 ,磁性越强的地方,磁感线越 ,磁性越弱的地方,磁感线越稀疏;
④磁感线在空间内______相交(选填“不可能”或“可能”)。
6.如图所示,在一根条形磁铁上面放一块玻璃板,在玻璃板上撒一层铁屑,轻轻敲打玻璃板,铁屑被条形磁铁 ,相当于一个个小磁针有规则地排列起来,显示出条形磁铁周围磁场的分布情况。请你写出用一个标有N、S极的小磁针,标记出条形磁铁上方A点处的磁场方向的方法: 。
7.下图能正确表示条形磁铁磁场的磁感线的是( )
A B C D
8.作图题
(1)小磁针静止时指的方向(小磁针红端为N极)如图所示,请画出图中磁感线的方向,并标出磁体的N、S极。
第(1)题图 第(2)题图
(2)磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示。请在括号中标出磁体左端的磁极并画出通过小磁针中心的一条磁感线。
三、地磁场
9.地磁场:
(1)小磁针能够指南北是因为受到了 的作用;
(2)地理的两极和地磁的两极并 ,磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有 ,世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者 。(《梦溪笔谈》)
10.用橡皮和大头针制作底座,把两根缝衣针磁化后,穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,制成一个指南针。指南针能指南北是因为受到 的作用;若静止时针尖指向南方,则针尖是指南针的 极;此实验中缝衣针所用的材料最好是 (填“铝”、“钢”或“铜”)。
11. 物理学是美的,许多物理现象都具有对称美、平衡美和曲线美。下列优美的曲线中,用磁感线描述磁体外部磁场正确的是( )
A B C D
12.如图所示,将一枚小磁针放在两个磁极间,磁极间磁感线分布和小磁针静止时的指向如图所示,则下列关于a、b两个磁极的判断正确的是( )
A.a、b都是S极 B.a是S极,b是N极
C.a是N极,b是S极 D.a、b都是N极
13.某同学用图乙所示的天然磁石仿制图甲所示的司南,他以该磁石的D端为勺柄打磨成司南,再用细线将其悬挂,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.天然磁石的D端是S极
B.天然磁石的B端是S极
C.天然磁石B、D两端磁性最弱
D.图丙司南静止时,勺柄指向地球的北方
14.磁在日常生活的应用无处不在。如图所示,是一款磁吸式数据线,线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接,达到一线多头的使用效果,线体和磁性充电头吸附的原理是 ;指南针的工作原理与此相同,当指针静止时,指向地理南极的是指针的 极。
15. 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,图中小磁针涂红的一端为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磁感线。磁体外部的磁感线都是从 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”或“小于”)
16.作图题
(1)(2023·江苏无锡·统考中考真题)磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图中磁感线的方向。
(2)(2022·江苏常州·统考中考真题)条形磁体的磁感线如图所示,小磁针处于静止状态.请在图中标出:①磁感线点处的磁场方向;②小磁针的N极。
17. (2023·江苏泰州·统考中考真题)关于地磁场,下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极
D.指南针是我国古代四大发明之一,它能指南北是因为受到地磁场的作用
18.(2024·江苏常州·中考真题)美国《发现》网站于2023年10月报道:“牛能感知地球磁场,吃草、休息时,其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行(如图所示)”。为求证真伪,同学们设计如下实验方案:在四周无明显差异的草地上,多次观察牛吃草、休息时的身体朝向,若报道真实,则牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的( )
A.①和② B.③和④ C.①和③ D.②和④
19.(2023·江苏泰州·中考真题)关于地磁场,下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极
D.指南针是我国古代四大发明之一,它能指南北是因为受到地磁场的作用
20.(2022·江苏苏州·中考真题)三个相同的磁环a、b、c(质量均为m)套在有木质底座的光滑木杆上,由于磁极间的相互作用,上面两个磁环都悬在空中,如图所示。下列说法正确的是( )
A.a对b的磁力和a的重力是平衡力
B.b对c的磁力小于c对b的磁力
C.c受到b的磁力大小为2mg
D.c对底座的压力大小为mg
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16.1 磁体与磁场
一、磁体
1.磁现象、磁体:
(1)磁性:物体能够 钢铁、钴、镍一类物质(吸铁性)的性质叫 。
(2)磁体:具有 的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和 性。
【答案】(1)吸引,磁性;(2)磁性,指向。
【详解】(1)有些物体,能够吸引钢铁、钴、镊等物质,这种性质叫磁性。
(2)凡是具有磁性的物体叫做磁体,分为天然磁体和人造磁体。磁体不但具有磁性,而且具有指示南北的指向性,根据这一性质,制成了指南针。
2.当悬挂的A、B、C三个钢棒互相靠近时,出现的现象如图所示,则( )
A.A、B棒有磁性,C棒没有磁性
B.A棒没有磁性,B,C棒有磁性
C.A棒可能有磁性也可能没有磁性,B、C棒有磁性
D.A、C棒有磁性,B棒可能有磁性也可能没有磁性
【答案】C
【详解】如图,B、C棒相互排斥,B、C棒都有磁性,且磁性相同,A、B棒相互吸引,A棒可能是铁棒,无磁性,也可能有磁性,与B棒磁性不同;故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
3.小强用实验探究“磁体间相互作用规律”,当甲磁体不动,乙磁体逐渐靠近甲磁体时,他观察到悬挂乙磁体的细线与竖直方向的夹角也随之变化,如图所示。请你根据实验现象,提出一个值得探究的科学问题 ;对于该问题,你的猜想是 。
【答案】见解析。
【详解】联想到磁体间的相互作用规律,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故研究甲、乙两块磁铁相互吸引时,磁体间作用力与距离的关系;由图中实验现象,可得到即:磁体间的距离越近,作用力越大。
4.小明利用如图所示的装置探究磁化的过程,图中容器内装的是一些铁屑,铁架台架上所夹的是一根软铁棒。
(1)比较甲、乙两图中的现象可知:当条形磁铁靠近软铁棒时,软铁棒由于 而显出磁性.
(2)小明从图乙中拿开条形磁铁,发现软铁棒下端的铁屑纷纷落下来,这说明软铁棒获得的磁性
(选填“能够”或“不能够”)保持。
【答案】(1)被磁化;(2)不能够.
【详解】(1)软铁棒被磁体磁化后具有了吸引铁屑的性质,所以具有磁性;
(2)磁体离开软铁棒后,它就不具有吸铁屑的性质了,所以磁性不能够保持.
二、磁场
5.磁场:
(1)磁感线:在磁场中画一些有 的 ,任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致,这样的曲线叫做磁感线;
(2)对磁感线的认识:
①磁感线是在磁场中的一些假想曲线,本身 (选填“不存在”或“存在”);
②在磁体外部,磁感线都是从磁体的 出发,回到 ;在磁体内部正好相反;
③磁感线的疏密可以反映磁场的 ,磁性越强的地方,磁感线越 ,磁性越弱的地方,磁感线越稀疏;
④磁感线在空间内______相交(选填“不可能”或“可能”)。
【答案】(1)方向,曲线;(2)不存在;N极,S极;强弱,密集;不可能。
【详解】(1)为方便、形象的描述磁场,在磁场中画一些带有箭头的曲线,这样的曲线叫磁感线,箭头表示磁场的方向,而任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。
(2)①磁感线是人们为形象描述磁场而假想的曲线,实际不存在,是一种模型法,作图时用虚线表示。
②根据磁场方向的规定可知,在磁体的外部,磁感线是从磁体的N极出发,最后回到磁体的S极;而磁体内部正好相反,磁感线是从S极到N极,磁感线是封闭的曲线。
③磁感线的疏密程度反应了磁场的强弱,磁性越强的地方,磁感线越密集;而磁性越弱的地方,磁感线越稀疏。
④磁感线在空间内不可能相交,如果相交意味着该点磁场方向有多个,这是违背事实的。
6.如图所示,在一根条形磁铁上面放一块玻璃板,在玻璃板上撒一层铁屑,轻轻敲打玻璃板,铁屑被条形磁铁 ,相当于一个个小磁针有规则地排列起来,显示出条形磁铁周围磁场的分布情况。请你写出用一个标有N、S极的小磁针,标记出条形磁铁上方A点处的磁场方向的方法: 。
【答案】磁化,见解析。
【详解】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。
将小磁针放置在A点处,小磁针静止时N极的指向标记为该点的磁场方向。
7.下图能正确表示条形磁铁磁场的磁感线的是( )
A B C D
【答案】C
【详解】因为磁感线在磁体的周围是从N极出来,回到S极,故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
8.作图题
(1)小磁针静止时指的方向(小磁针红端为N极)如图所示,请画出图中磁感线的方向,并标出磁体的N、S极。
【答案】见右图。
【详解】小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向,磁感线从磁体的N极出来回到S极的,则磁体的右端为N极,左端为S极,如图所示。
(2)磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示。请在括号中标出磁体左端的磁极并画出通过小磁针中心的一条磁感线。
【答案】
【详解】图中小磁针静止时其N极向左,说明该点的磁场方向向左,即通过小磁针中心的磁感线向左;因磁体周围的磁感线从N极发出,回到S极,故磁体的左侧为S极,右侧为N极;如图所示.
三、地磁场
9.地磁场:
(1)小磁针能够指南北是因为受到了 的作用;
(2)地理的两极和地磁的两极并 ,磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有 ,世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者 。(《梦溪笔谈》)
【答案】(1)地磁场;(2)不重合,偏离,沈括。
【详解】(1)地球本身是个大磁体,小磁针指南北是受到地磁场的作用。
(2)地理的南北两极与地磁的南北两极并不重合,稍有偏差;我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中记载“以磁石磨针,则能指南,然常微偏东,不全南也”。
10.用橡皮和大头针制作底座,把两根缝衣针磁化后,穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,制成一个指南针。指南针能指南北是因为受到 的作用;若静止时针尖指向南方,则针尖是指南针的 极;此实验中缝衣针所用的材料最好是 (填“铝”、“钢”或“铜”)。
【答案】地磁场,S,钢。
【详解】指南针能指南北是因为受到地磁场的作用;若静止时针尖指向南方,则针尖是指南针的S极;此实验中缝衣针所用的材料应为磁性材料,所以最好是钢,因为铝和铜都不能被磁化。
11. 物理学是美的,许多物理现象都具有对称美、平衡美和曲线美。下列优美的曲线中,用磁感线描述磁体外部磁场正确的是( )
A B C D
【答案】A
【详解】A.磁感线是为了描述空间磁场假想的一些闭合曲线,在磁体的外部磁感线是从磁体的N极出来回到S极的,故A正确;
B.U形磁体周围磁感线一样是从N极出来回到S极,图中磁感线方向画反了,故B错误;
CD.对于相互靠近的两个磁极,如果是异名磁极,磁感线是从N极出来进入S极的,箭头指向S极,故CD错误。
故选A。
12.如图所示,将一枚小磁针放在两个磁极间,磁极间磁感线分布和小磁针静止时的指向如图所示,则下列关于a、b两个磁极的判断正确的是( )
A.a、b都是S极 B.a是S极,b是N极
C.a是N极,b是S极 D.a、b都是N极
【答案】D
【详解】由图中磁感线分布可知,两个磁极相互排斥,由同名磁极相排斥可知,两个磁极是同名磁极,由小磁针的N极指向可知,磁感线从磁极发出,由于磁感线的方向是从N极指向S极,所以两个磁极都是N极,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
13.某同学用图乙所示的天然磁石仿制图甲所示的司南,他以该磁石的D端为勺柄打磨成司南,再用细线将其悬挂,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.天然磁石的D端是S极
B.天然磁石的B端是S极
C.天然磁石B、D两端磁性最弱
D.图丙司南静止时,勺柄指向地球的北方
【答案】A
【详解】AB.磁体周围的磁感线,总是从磁体的N极出发,最后回到S极,由图乙可知,天然磁石的D端是S极,故A正确,B错误;
C.磁体的磁极部分磁性最强,天然磁石B、D两端磁性最强,C错误;
D.地球是一个大磁场,地磁南极在地理北极附近,图丙中,勺柄是S极,根据磁极间相互作用规律,司南静止时,勺柄指向地磁的北极即地球的南方,D错误。
故选A。
14.磁在日常生活的应用无处不在。如图所示,是一款磁吸式数据线,线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接,达到一线多头的使用效果,线体和磁性充电头吸附的原理是 ;指南针的工作原理与此相同,当指针静止时,指向地理南极的是指针的 极。
【答案】 异名磁极相互吸引 S
【详解】异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥。线体与充电头通过磁性吸附对接,说明二者之间是相互吸引的,利用了异名磁极相互吸引的规律。
地磁场的北极在地理南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近。指针静止时,因异名磁极相互吸引,地理南极是地磁场北极,故指向地理南极的是指针的S极。
15. 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,图中小磁针涂红的一端为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磁感线。磁体外部的磁感线都是从 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”或“小于”)
【答案】(1)S;(2)磁化,N;(3)小于.
【详解】(1)由图可知,条形磁铁的B端右侧的小磁针静止时N极都指向B端,因异名磁极相互吸引,故可知条形磁铁的B端为S极,A端为N极。
(2)①在磁体上面放一块玻璃板,玻璃上撒一层铁屑,轻敲玻璃,可以看到小铁屑有规则地排列起来,这是因为铁是磁性材料,在外界磁场的作用下被磁化,称为新的磁体,相当于一个个小磁针。
②为了描述磁场的分别情况,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,在磁体的外部,磁感线从N极出发回到到S极。
③磁感线的疏密表示磁性强弱,B点的磁感线比A点磁感线密,B点的磁场强度比A点的磁场强度大。
16.作图题
(1)(2023·江苏无锡·统考中考真题)磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图中磁感线的方向。
【答案】见右图。
【详解】根据磁极之间的相互作用规律可知,小磁针左侧磁体为N极,右侧磁体为S极,磁感线从N极指向S极,如图所示。
(2)(2022·江苏常州·统考中考真题)条形磁体的磁感线如图所示,小磁针处于静止状态.请在图中标出:①磁感线点处的磁场方向;②小磁针的N极。
【答案】见右图。
【详解】在磁体外部,磁感线是从N极出发回到S极,故条形磁铁的磁感线由左侧指向右侧,A点处磁场方向指向S极;小磁针处于静止状态,根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理,小磁针的左端为S极,右端为N极,如图所示。
17. (2023·江苏泰州·统考中考真题)关于地磁场,下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极
D.指南针是我国古代四大发明之一,它能指南北是因为受到地磁场的作用
【答案】D
【详解】A.磁感线是为了描述磁场而引入的,不存在,故A错误;
B.磁体外部磁感线都是从N极出发,回到S极,地磁场的磁感线也一样,故B错误;
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针的磁场与地磁场相互作用,静止时,小磁针的N极指向地理北极,故C错误;
D.指南针是我国古代四大发明之一,指南针能够指南北,为我们辨别方向,是因为指南针的磁场和地磁场的相互作用,使指南针受到地磁场给的力的作用,静止时针尖指向地理南方,故D正确。
故选D。
18.(2024·江苏常州·中考真题)美国《发现》网站于2023年10月报道:“牛能感知地球磁场,吃草、休息时,其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行(如图所示)”。为求证真伪,同学们设计如下实验方案:在四周无明显差异的草地上,多次观察牛吃草、休息时的身体朝向,若报道真实,则牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的( )
A.①和② B.③和④ C.①和③ D.②和④
【答案】A
【详解】地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近;地磁场的磁感线从地磁的北极附近出来,回到地磁的南极附近,牛的身体朝向习惯性与地磁场磁感线平行,所以牛的身体朝向是南北方向,故①②符合题意。
故选A。
19.(2023·江苏泰州·中考真题)关于地磁场,下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极
D.指南针是我国古代四大发明之一,它能指南北是因为受到地磁场的作用
【答案】D
【详解】A.磁感线是为了描述磁场而引入的,不存在,故A错误;
B.磁体外部磁感线都是从N极出发,回到S极,地磁场的磁感线也一样,故B错误;
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针的磁场与地磁场相互作用,静止时,小磁针的N极指向地理北极,故C错误;
D.指南针是我国古代四大发明之一,指南针能够指南北,为我们辨别方向,是因为指南针的磁场和地磁场的相互作用,使指南针受到地磁场给的力的作用,静止时针尖指向地理南方,故D正确。
故选D。
20.(2022·江苏苏州·中考真题)三个相同的磁环a、b、c(质量均为m)套在有木质底座的光滑木杆上,由于磁极间的相互作用,上面两个磁环都悬在空中,如图所示。下列说法正确的是( )
A.a对b的磁力和a的重力是平衡力
B.b对c的磁力小于c对b的磁力
C.c受到b的磁力大小为2mg
D.c对底座的压力大小为mg
【答案】C
【详解】A.a对b的磁力和a的重力的方向相同,不是平衡力,故A错误;
B.b对c的磁力和c对b的磁力是相互作用力,两个力的大小相等,故B错误;
C.将a和b看成一个整体,ab处于静止状态,c对b的磁力和ab的总重力是平衡力,由二力平衡的条件可知c对b的磁力大小F=2mg
由力的作用相互性可知b对c的磁力大小和c对b的磁力大小相等,则c受到b的磁力大小为2mg,故C正确;
D.c对底座的压力大小等于c的重力和b对c的磁力大小之和,即
F压=mg+2mg=3mg,故D错误。
故选C。
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