第一节 磁的奥秘（导学案）物理沪科版2024九年级全一册

该初中物理导学案聚焦“磁的奥秘”，涵盖磁体、磁极、磁化、磁场、磁感线及地磁场等核心知识点。通过条形磁铁吸引大头针、铁屑分布等实验导入，结合“磁体不接触为何相互作用”等问题，引导学生从磁现象到抽象磁场模型，再到地磁场应用，构建递进式学习支架。 资料突出科学探究与模型建构，设计多个动手实验培养观察分析能力，用磁感线模型具象化磁场（科学思维），播放信鸽洄游视频辅助理解地磁场意义（科学态度与责任）。习题覆盖选择、填空、作图，结合生活实例与历史（沈括发现磁偏角），助力学生形成物理观念，提升科学探究能力。

第一节 磁的奥秘 （导学案） 【学习目标】 了解磁体、磁极、磁化、磁场、磁感线和地磁场等概念；知道磁体的性质、磁极间相互作用规律，理解磁场的存在和磁感线的特点，认识地磁场的基本情况。 通过分析磁体间相互作用等现象，培养逻辑推理能力；从磁感线模型体会物理建模思想。 【学习重点】 通过实验观察，掌握磁体的基本性质及磁极间的相互作用规律。 结合铁屑分布实验，理解磁场的存在及其基本特征。 【学习难点】 通过磁感线模型，理解磁场方向与强弱分布的抽象概念。 结合地磁场实例，认识地球磁场的存在及其对生命的重要意义。 【自主预习】 （1）物体能够吸引 铁、钴、镍 等物质的性质叫 磁性 。具有 磁性 的物体叫磁体。 （2）条形磁体 两端 磁性最强，是磁体的两个磁极， 中间 磁性最弱。将一个磁体分成若干块后，每块磁体有 两个 （一个/两个/不确定几个）磁极。 （3）可在水平面自由转动的磁体，静止后指南的那个磁极叫 南极（S 极） ；指向北方的一端叫 北极（N 极） 。 （4）同名磁极相互 排斥 ，异名磁极相互 吸引 。 （5）我们把原来不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体的方式使其显出磁性的过程叫做 磁化 。能被磁化的物质叫做 磁性材料 ，如铁、钴、镍等。 2.阅读课本 （1）磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质，人们将其称为 磁场 。磁体间的相互作用正是通过 磁场 发生的。 （2）实验中的铁屑在不同磁体周围有不同的分布图像，是因为不同磁体周围的 磁场不同 。这些铁屑的分布图像显示了磁体周围的 磁场 分布状况。 3.阅读课本磁感线—一种描述磁场的方法”部分。 （1）磁感应线，简称磁感线，即带 箭头 的曲线来描述磁场的某些特征和性质。 （2）在磁体的外部，磁感线总是从磁体的 N 极发出，最后回到 S 极。磁感线上任何一点的 切线 方向，也是放在该点小磁针的 N极 指向，就是该点的 磁场方向 。 （3）磁感线分布越密的地方，其磁场 越强 ；磁感线分布越疏的地方，其磁场 越弱 。 4.阅读课本 （1） 地球本身就是一个大附体，其磁场形状跟 条形磁铁 的磁场类似。地磁场的N极在地球的 地理南极 附近，地磁场的S极位于地理 地理北极 附近。 （2）地理的两极跟地磁的两极之间的连线并不重合，而是有个夹角。我国宋代的学者 沈括 第一次明确指出了这个问题。 【课堂探究】 一、认识磁现象 1.磁现象 请同学们完成以下实验： 实验一：用条形磁铁靠近铁质大头针，观察现象； 实验二：将磁铁靠近未被磁化的铁钉，再用铁钉靠近铁屑； 实验三：将一块磁铁从中间断开，用断口分别靠近铁屑。 引导提问：磁铁能吸引哪些物体？被磁化的铁钉发生了什么变化？断开后的磁铁是否仍具有磁性？ 探讨分析 实验观察 实验一：磁铁能吸引铁质大头针，说明磁体具有吸引铁的性质； 实验二：被磁化的铁钉能吸引铁屑，说明铁钉获得了磁性； 实验三：断开后的磁铁仍能吸引铁屑，且每块都有两个磁极。 分析归纳 磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质 ； 磁化能使原来不具磁性的物体获得磁性； 磁体总是有两个磁极，且无法单独存在一个磁极。 磁极 磁体的两端 磁性最强，磁体上磁性最强的部分叫做 磁极。 能够自由转动的磁体，静止时指向南方的那个磁极叫做 南极或S极，指向北方的那个磁极叫做 北极或N极。 2.磁极间的相互作用 （1）做一做 ①将一根条形磁铁甲用细线悬挂起来，用另一根条形磁铁乙的N极分别去靠近甲的N极（图1）和S极（图2）； 再用乙的S极去靠近甲的S极（图3），观察现象，归纳结论。 ② 将两根条形磁铁的N、S极互相靠近时，感受之间的力； 将两根条形磁铁的N、N极互相靠近时，感受之间的力。 （2）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。 3.磁化 如图所示，用磁体吸引大头针，会发现被磁体吸引的大头针又能吸引其他大头针，这表明它们能表现出磁性。 . （1）磁化与铁磁性物质 把原来不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体等方式使其显出磁性的过程叫做 磁化。被磁化后，具有较强磁性的物质叫做铁磁性物质, 如铁、钴、镍等。 （2）每块磁体都有两个磁极 如图所示，将一块磁体分成若干块磁体， 发现不论分成多少块，每块磁体均有两个磁极。 （3）磁化的方法 ①将磁铁的一极靠近或接触磁性材料（图甲）； ②将磁铁的一极在磁性材料上沿同一方向重复摩擦几次（图乙所示）； ③利用充磁机对磁性材料充磁。钢被磁化后能长时间保持磁性，铁则不能。人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。 【例1】生活中许多“吸”的现象。下列现象中的“吸”因为摩擦起电的是（　　） A．磁铁“吸”起铁钉 B．梳过头的梳子靠近纸屑时，纸屑能被吸引 C．两个光滑铅块压紧后“吸”住 D．将小纸条靠近水流，纸条会被水流“吸引” 【答案】B 【详解】A．磁体有吸引铁、钴等物质的性质，磁铁“吸”起铁钉是因为磁铁有磁性，故A不符合题意； B．带电体有吸引轻小物体的性质，梳过头的梳子带有静电，靠近纸屑时，轻小的纸屑能被吸引，故B符合题意； C．两个光滑铅块压紧后“吸”住，是因为分子间存在相互作用的引力，故C不符合题意； D．将小纸条靠近水流，水流的速度大，周围空气流速大，流体在流速大的地方压强小，在压强差的作用下纸条会被水流“吸引”，故D不符合题意。 故选B。 【例2】如图所示生活中蕴含着丰富的物理知识，下列分析正确的是（　　） A． 建筑工人在砌墙时利用铅垂线确定垂直方向 B．磁铁周围有磁场，磁场是有方向的 C．铁轨下面铺放枕木，通过减小受力面积增大压强 D．盆景自动供水装置是液体压强使水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中 【答案】B 【详解】A．铅垂线是利用了重力的方向总是竖直向下的原理制成的，建筑工人砌墙时，常用重垂线来检查墙壁是否竖直，而不是检查是否垂直，故A错误； B．磁铁周围有磁场，磁场是有方向的，磁体外部的磁场方向都是从N极指向S极，故B正确； C．铁轨下面铺放枕木，是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，故C错误； D．盆景自动供水装置中水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中是受到大气压的作用，故D错误。 故选B。 【例3】如图是磁悬浮陀螺，它由电磁底座和陀螺两部分组成，陀螺能“悬浮”在空中，利用了 的原理。 【答案】同名磁极相互排斥 【详解】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，陀螺能“悬浮”在空中是由于电磁底座相互排斥的结果，故是利用了同名磁极相互排斥的原理。 【例4】有两根大头针被磁体的一端吸引，悬在磁体下方，如图所示的四幅图能正确反映实际情况的有 。 【答案】乙、丁 【详解】观察甲乙两图，大头针被磁化后近N极端都为S极，远N极端都为N极，近S极端都为N极，远S极端都为S极，即两根大头针下端为异名磁极，由于异名磁极相互吸引，故乙符合实际情况。观察丙丁两图，大头针被磁化后近S极端都为N极，远S极端都为S极，因为同名磁极相互排斥，故丁符合实际情况。 二、磁场周围有什么 1.磁场 请同学们完成两个小实验： 实验一：用细绳悬挂条形磁体，用另一块磁体靠近它，观察未接触时的相互作用现象； 实验二：将铁屑均匀撒在玻璃板上，覆盖条形磁体后轻敲玻璃板，观察铁屑分布图案。 引导提问：为什么磁体不接触却能相互吸引或排斥？铁屑为什么会形成特定图案？这些现象说明磁体周围可能存在什么？ 将铁屑均匀撒在玻璃板上，再将玻璃板放置在条形磁体上方，然后轻轻敲打玻璃板，观察铁屑的分布，看看是否与如图甲所示的铁屑分布类似。 如图乙所示，再用两条形磁体试试，看看当两磁体的磁极相对时，如N极与S极相对，磁体周围的铁屑会呈现怎样的分布。 （1）磁场：从以上实验可知，磁体周围一定存在着某种物质。原来，磁体的周围存在着一种看不见、摸不着的物质，人们将其称为 磁场。 磁体之间的相互作用正是通过磁场发生的。 实验中的铁屑在不同磁体周围有不同的分布图像，这是因为不同磁体周围的磁场不同。铁屑在磁场中被磁化，一粒铁屑相当于一个小磁针，它们在磁场作用下形成了不同的分布图像，这些铁屑的分布图像显示了磁体周围的磁场分布状况。 图为蹄形磁体周围的铁屑分布图像。 2.磁感线 （1）磁感线：可以看到小铁屑排列成一条条有规律的曲线。将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，可观察到小磁针的N极指向沿着曲线方向。 如果按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，就可以形象地描述磁场。 为了形象直观地描述磁场，物理学中人为地引入了 磁感应线（简称磁感线），即用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质。 （2）磁场方向 如图所示，磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。磁感线上任何一点的切线方向，即放在该点的小磁针静止时的 N极指向，就是该点的磁场方向。 （3）磁感线描述磁场的强弱 磁感线分布越密的地方，其磁场 越强；磁感线分布越疏的地方，其磁场 越弱。 图（a）为两块条形磁体异名磁极附近的磁感线分布，图（b）为蹄形磁体磁极附近的磁感线分布，图中磁感线的疏密反映了磁场的强弱。 （4）五种常见磁场的磁感线描述 3.磁感线的特点 （1）磁感线是一种物理模型 磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上并不存在。 （2）磁感线是封闭的、立体的曲线 在磁体的外部，磁感线的方向是从N极指向S极，而在内部，是从S极指向N极。 （3）在同一磁场中，任何两根磁感线都不会相交 这是因为在同一磁场中任何一点的磁场方向只有一个确定的方向，如果在某一点有两条磁感线相交，就意味着该点有两个磁场方向，就与某点磁场方向的唯一性相悖。 【例1】下列说法中正确的是（   ） A．用磁感线可以描述磁场的强弱 B．磁感线是磁场中客观存在的线 C．磁体外部的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极 D．磁体周围不画磁感线的地方一定不存在磁场 【答案】A 【详解】A．磁感线的疏密可以描述磁场的强弱，故A正确； B．磁感线是为了形象描述磁场而假想的线，不是客观存在的，故B错误； C．磁体外部的磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极，故C错误； D．磁体周围即使不画磁感线，也存在磁场，磁感线只是描述磁场的一种方式，故D错误。 故选 A。 【例2】军事著作《武经总要》中记载的“指南鱼”在静止漂浮时，其鱼头始终指向北方，如图所示。将两条完全相同的“指南鱼”靠近摆放，画出磁感线，其中标注磁场方向正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】已知 “指南鱼” 静止漂浮时鱼头始终指向北方，根据磁体的性质，磁体静止时指向北方的一端为 N 极，所以鱼头为 N 极，鱼尾为 S 极。在磁体外部，磁感线是从 N 极出发，回到 S 极的。 A．两条 “指南鱼” 鱼头（N 极）相对，此时磁感线应从 N 极出发，而图中磁感线方向是指向鱼头，不符合 “磁感线从 N 极出发” 的规律，故 A 错误； B．两条 “指南鱼” 鱼尾（S 极）相对，磁感线应回到 S 极，图中磁感线方向是指向鱼尾，不符合 “磁感线回到 S 极” 的规律，故 B 错误； C．左侧 “指南鱼” 鱼尾（S 极）与右侧 “指南鱼” 鱼头（N 极）相对，磁感线从 N 极（右侧鱼头）出发，回到 S 极（左侧鱼尾），符合 “磁体外部磁感线从 N 极出发，回到 S 极” 的规律，故C正确； D．左侧 “指南鱼” 鱼头（N 极）与右侧 “指南鱼” 鱼尾（S 极）相对，磁感线从 N 极（左侧鱼头）出发，回到 S 极（右侧鱼尾），但图中磁感线方向是从 S 极指向 N 极，不符合规律，故D错误。 故选 C。 【例3】下列说法正确的是（　　） A．利用磁感线只能描述磁场方向，不能描述磁场强弱 B．利用撒在磁体周围铁屑的分布情况可以判断磁体周围各点的磁场强弱 C．可水平转动的小磁针在地磁场作用下，静止时N极指向地理的南极附近 D．条形磁体外部的磁感线方向由磁体的S极指向N极 【答案】B 【详解】A．利用磁感线既可以描述磁场的方向，也可以通过观察磁感线的密集程度，表示磁场的强弱，故A错误； B．磁场越强，吸引的铁屑越多，因此可利用撒在磁体周围铁屑的分布密集程度，判断磁体周围各点的磁场强弱，故B正确； C．已知地磁场的地理位置的北极，对应地磁的S极，因此静止时N极指向地理的北极附近，故C错误； D．条形磁体外部的磁感线方向由磁体的N极指向S极，故D错误。 故选B。 【例4】磁感线 (1)概念：为了形象地描述磁场，人们就把铁屑在磁场中的排列情况，用一些带箭头的曲线来表示，这样的曲线叫作 ； (2)方向：在磁体的外部，磁感线总是从磁体的 出发，最后回到 ； (3)特点 ① 真实存在的，是为了形象地描述磁场而 的一些曲线； ②是闭合的曲线，且任意两条磁感线绝 相交； ③分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体两极处磁感线最密，表示其两极处磁场 ； ④磁感线是立体的。 【答案】(1)磁感线 (2) N极 S极 (3) 不是 假想 不 最强 【详解】（1）为了形象地描述磁场，用一些带箭头的曲线来表示，这样的曲线叫作磁感线。 （2） [1][2]在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极（北极） 出发，最后回到S极（南极）。 （3）[1][2][3][4][5]磁感线不是真实存在的，是为了形象地描述磁场而画出的一些假想的曲线。其是闭合的曲线，且任意两条磁感线不会相交。磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁体两极处磁感线最密，表示磁体两极处磁场最强。 【例5】磁体周围存在 ，同名磁极相互 。 【答案】 磁场 排斥 【详解】[1]磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。 [2]磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 【例6】一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静止。某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场，磁感线如图所示，请在O点画出小磁针N极在磁场刚出现时受到该磁场力F的示意图。 【答案】 【详解】根据磁场方向的规定，磁场中某点小磁针N极的受力方向与该点磁场方向、磁感线的方向一致。已知小磁针所在区域出现水平向右的磁场，所以小磁针N极受到的磁场力F方向水平向右。如图所示： 【例7】如图所示，根据磁感线的方向，请将小磁针的N极涂黑。 【答案】。 【详解】根据题图可知：图中是两个同名的S极之间的磁场，磁感线的方向是指向S极的，小磁针的N极应该是竖直向下的，如图所示： 三、地磁场 展示指南针实物，让学生观察静止时指针的指向。提问：为什么指南针总是指向南北方向？指针周围并没有看到磁铁呀？ 播放信鸽归巢、海龟洄游的视频片段，提问：动物为什么能跨越千里不迷路？这与指南针的原理有什么联系？ 1. 地磁场 （1）地磁场 地球周围空间存在的磁场称为 地磁场。 地球是一个磁体，地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。 （2）地磁场的特点 地磁两极与地理两极相反。地磁北极在 地理南极附近，地磁南极在 地理北极附近。 2. 磁偏角 地球这个巨大的磁体有两个磁极，分别称为地磁的南极（S）和地磁的北极（N），地磁的两极和地理的两极并不重合。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，它们之间有一个偏差角度，我们称为 磁偏角。 沈括（1031—1095），中国宋代著名学者，他在其著作《梦溪笔谈》中最早提及磁偏角：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。沈括—第一个发现磁偏角的学者。 3. 地磁场的应用 （1）地磁场对人类的生产、生活都有重要意义 我们就处在地球这个大磁体所产生的磁场中。地磁场对人类的生产、生活都有重要意义。例如，行军、航海需要利用地磁场对指南针的作用来定向。再者，海龟的洄游、信鸽的飞翔也是依靠地磁场来定向。 （2）地磁场被称为地球生命的“保护伞” 因为，假如没有地磁场，来自宇宙空间的高速带电粒子流将直射地球，威胁生命。另外，在高能粒子的轰击下，地球周围的大气成分也可能发生改变，使得生命无法生存。所以，地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。 4. 指南针 中国是世界上最早有人开始研究磁现象的国家。约公元前4世纪，在《管子》一书中就有关于磁现象的记载。 我国古人很早就发现了磁石的指向性。公元4世纪的西晋时代，人们将剪成鱼形的薄铁皮加热到通红，鱼头朝南、鱼尾朝北放入水中快速冷却，经地磁场磁化后，制成了指南鱼。后来，人们又找到了用天然磁石摩擦钢针使其磁化的方法，制作了指南针。 指南针是我国古代的四大发明之一。我国古代就利用司南来辨别方向，司南是现代所用的指南针的始祖。指南针这一伟大发明，在航海、探险、军事方面都具有重要的实用价值。 【例1】最早准确记载了地理两极与地磁两极并不重合的科学家是（    ） A．欧姆 B．墨子 C．法拉第 D．沈括 【答案】D 【详解】地球是一个巨大的磁体，地磁的南极在地理的北极附近，但不完全重合，最早准确记载了地理两极与地磁两极并不重合的科学家是沈括，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【例2】指南针能指南北，是因为指南针受到了 的作用，它的南极指向地磁的 方。 【答案】 地磁场 北 【详解】[1]地球是一个巨大的磁体，它对放入其中的磁体产生磁力作用，“指南针”是我国的四大发明之一，指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用。 [2]指南针静止时南极指向地磁北方，在地理南极附近。 【例3】我国民族英雄文天祥，在《扬子江》一诗中著下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句。这里磁针石指向南北方向是因为它受到地磁场的作用，磁针石的南极指向地理位置的 方，也就是地磁场的 极。 【答案】 南 北 【解析】【小题1】[1] 磁针石的南极受地磁场作用，指向地理南方。 [2]地理南方对应地磁场的北极（磁感线在地球内部由地磁南极指向北极，故磁针南极指向地磁北极）。 【例4】地磁场两极：地磁北极在地理 极附近，地磁南极在地理 极附近。地磁场的磁感线从地磁 极出发到地磁 极。 【答案】 南 北 北 南 【详解】[1][2]地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在地磁场，地磁场的磁感线分布与条形磁体相似，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。 [3][4]地磁场的磁感线是从地磁北极出来，回到地磁南极，即从地理南极出来，回到地理北极。 【归纳整理】 第一节 磁的奥秘 【课堂练习】 一、单选题 1．下列物体能被磁体吸引的是（　　） A．大头针 B．橡皮 C．铜钥匙 D．塑料尺 【答案】A 【详解】橡皮、大头针、塑料尺、铜钥匙这些物品中，只有大头针是磁性材料铁制成的，能被磁铁吸引。橡皮、塑料尺、铜钥匙是非磁性材料制成的，不能被磁铁吸引，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．“司南之杓，投之于地，其柢指南。”我国古代就利用司南指向来辨别方向，如图所示，使用时用手拨动勺柄使它转动，理想情况下，勺子停下来后，勺柄指向（    ） A．地磁北极 B．地理北极 C．地磁南极 D．地理南极 【答案】D 【详解】“司南”静止时总指南北是因为受到地磁场的作用，且“司南”静止时勺柄是S极，即勺柄指向的是地球的南极，地磁的N极，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．我国是世界上最早使用指南针的国家，东汉学者王充在《论衡》中记载到：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。那么司南的“柢”相当于条形磁体的（   ） A．极 B．极 C．极或极 D．中间 【答案】B 【详解】司南是磁体，司南和地磁场相互作用，S（南）极指南，N（北）极指北；司南之杓，投之于地，其柢指南，司南的“柢”相当于条形磁体的S（南）极，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．下列关于磁场的说法错误的是（　　） A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，是一种真实存在的物质 B．磁体通过磁场对放入其中的小磁针产生力的作用 C．磁体周围铁屑的排列情况反映了磁场的分布情况 D．磁体周围没有小磁针、铁屑时，磁场就不存在 【答案】D 【详解】AB．磁体周围的磁场看不见、摸不着，但磁场对放入其中的磁体有力的作用，因此在磁场中放入小磁针，磁场对放入其中的小磁针产生力的作用，说明磁场是一种真实存在的物质，故AB正确，不符合题意； C．磁体周围铁屑被磁化后相当于小磁针，铁屑的排列情况反映了磁场的分布情况，故C正确，不符合题意； D．磁场是真实存在，磁体周围没有小磁针、铁屑时，磁场也存在，故D错误，符合题意。 故选D。 5．最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮制成指南鱼，图中是它静止时的指向。则下列说法中正确的是（　　） A．指南鱼周围产生磁感线 B．指南鱼的腹部磁性最强 C．磁化后的指南鱼就不再会被其他磁体吸引 D．指南鱼的鱼头应标注“N”极 【答案】D 【详解】A．磁感线是人们为了形象地描述磁场而假想出来的线，实际并不存在，指南鱼周围存在磁场，但不会产生磁感线，故A错误； B．磁体上磁性最强的部分叫磁极，指南鱼静止时指向南北，说明它的鱼头和鱼尾是磁极，磁性最强，腹部磁性较弱，故B错误； C．磁化后的指南鱼本身具有磁性，而磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，所以它仍然会被其他磁体吸引，故C错误； D．指南鱼静止时，鱼头指向北方，根据磁体静止时指向北方的一端是 N 极，可知指南鱼的鱼头应标注“N”极，故D正确。 故选 D。 6．趋磁细菌是指能够在体内合成具有磁性物质的一类细菌（如图），将磁铁置于细菌附近，细菌会向磁铁的N极运动。海洋中，这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为（　　） A．由西向东 B．由东向西 C．由南向北 D．由北向南 【答案】D 【详解】因为地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场，且地磁场的N极在地理南极附近，细菌会向地磁场的N极运动，所以地磁场将驱使这种细菌运动的方向是由北向南。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 7．沈括在《梦溪笔谈》中描述：“方家，以磁石磨针锋，则能指南；然常微偏东，不全南也”。下列说法正确的是（　　） A．地磁场北极在地理北极附近 B．指南的“针锋”是磁体的北极 C．指南的“针锋”指向地理南极的正方向 D．地磁场的两极和地理的两极不完全重合 【答案】D 【详解】A．地磁场的北极与地理北极并不重合，且方向相反。地磁场的北极实际上在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，故A错误； B．磁体具有同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的性质。指南针能指南，是因为“针锋”受到地磁场北极的吸引，地磁场北极在地理南极附近，故“针锋”应为磁体的南极，故B错误； C．指南针的“针锋”并非指向地理南极的正方向，而是存在一定的偏角，即磁偏角，故C错误； D．由“常微偏东，不全南”可知，地磁场的两极与地理的两极并不完全重合，这种偏差称为磁偏角，这是沈括最早记录的重要现象，故D正确。 故选D。 二、填空题 8．我国古代民间有一种指南鱼，如图。用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。鱼首指向南方，则鱼首为磁体的 极。世界上最早记录磁偏角现象的是我国宋代学者 。 【答案】 南 沈括 【详解】[1]地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近。指南鱼磁化后浮在水面能指南北，鱼首指向南方，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，鱼首为磁体的S（南）极。 [2]世界上最早记录磁偏角现象的是我国宋代学者沈括。 9．地磁场：地球是一个巨大的磁体，它的周围存在地磁场。地磁北极在地理 极附近，地磁南极在地理 极附近。 【答案】 南 北 【详解】[1][2]地球本身是一个巨大的磁体，地磁南北极与地理南北极存在一定夹角，且地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近。 10．在“探究磁体周围的磁场分布”实验中，小丁同学正确描绘出某蹄形磁体磁极附近的磁感线分布如图所示，则该蹄形磁体下端的磁极是 极。 【答案】S 【详解】磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，根据图中磁感线方向可知该蹄形磁体下端的磁极是S极。 三、作图题 11．如图所示为磁悬浮地球仪，工作时球体悬浮于空气中，请在右侧O点画出此时地球仪受到的力。 【答案】 【详解】地球仪静止在空中时受两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的底座对它的斥力；而且这两个力的大小相等，方向又相反，是一对平衡力，地球仪受力示意图如图： 12．图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称，并画出B点的小磁针静止时N极所指的方向。 【答案】 【详解】根据磁体外部，磁感线的方向是由磁铁的N极出发回到磁铁的S极；则两图中磁极均为N极；某点磁场的方向实际就是小磁针静止时N极所指的方向；由此可知，小磁针静止时N极所指的方向是向下，如图所示： 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 磁的奥秘 （导学案） 【学习目标】 了解磁体、磁极、磁化、磁场、磁感线和地磁场等概念；知道磁体的性质、磁极间相互作用规律，理解磁场的存在和磁感线的特点，认识地磁场的基本情况。 通过分析磁体间相互作用等现象，培养逻辑推理能力；从磁感线模型体会物理建模思想。 【学习重点】 通过实验观察，掌握磁体的基本性质及磁极间的相互作用规律。 结合铁屑分布实验，理解磁场的存在及其基本特征。 【学习难点】 通过磁感线模型，理解磁场方向与强弱分布的抽象概念。 结合地磁场实例，认识地球磁场的存在及其对生命的重要意义。 【自主预习】 （1）物体能够吸引 等物质的性质叫 。具有 的物体叫磁体。 （2）条形磁体 磁性最强，是磁体的两个磁极， 磁性最弱。将一个磁体分成若干块后，每块磁体有 （一个/两个/不确定几个）磁极。 （3）可在水平面自由转动的磁体，静止后指南的那个磁极叫 ；指向北方的一端叫 。 （4）同名磁极相互 ，异名磁极相互 。 （5）我们把原来不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体的方式使其显出磁性的过程叫做 。能被磁化的物质叫做 ，如铁、钴、镍等。 2.阅读课本 （1）磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质，人们将其称为 。磁体间的相互作用正是通过 发生的。 （2）实验中的铁屑在不同磁体周围有不同的分布图像，是因为不同磁体周围的 。这些铁屑的分布图像显示了磁体周围的 分布状况。 3.阅读课本磁感线—一种描述磁场的方法”部分。 （1）磁感应线，简称磁感线，即带 的曲线来描述磁场的某些特征和性质。 （2）在磁体的外部，磁感线总是从磁体的 极发出，最后回到 极。磁感线上任何一点的 方向，也是放在该点小磁针的 指向，就是该点的 。 （3）磁感线分布越密的地方，其磁场 ；磁感线分布越疏的地方，其磁场 。 4.阅读课本 （1） 地球本身就是一个大附体，其磁场形状跟 的磁场类似。地磁场的N极在地球的 附近，地磁场的S极位于地理 附近。 （2）地理的两极跟地磁的两极之间的连线并不重合，而是有个夹角。我国宋代的学者 第一次明确指出了这个问题。 【课堂探究】 一、认识磁现象 1.磁现象 请同学们完成以下实验： 实验一：用条形磁铁靠近铁质大头针，观察现象； 实验二：将磁铁靠近未被磁化的铁钉，再用铁钉靠近铁屑； 实验三：将一块磁铁从中间断开，用断口分别靠近铁屑。 引导提问：磁铁能吸引哪些物体？被磁化的铁钉发生了什么变化？断开后的磁铁是否仍具有磁性？ 探讨分析 实验观察 实验一：磁铁能吸引铁质大头针，说明磁体具有吸引铁的性质； 实验二：被磁化的铁钉能吸引铁屑，说明铁钉获得了磁性； 实验三：断开后的磁铁仍能吸引铁屑，且每块都有两个磁极。 分析归纳 磁体具有 ； 磁化能使原来不具磁性的物体获得磁性； 磁体总是有两个磁极，且无法单独存在一个磁极。 磁极 磁体的两端 磁性最强，磁体上磁性最强的部分叫做 。 能够自由转动的磁体，静止时指向南方的那个磁极叫做 ，指向北方的那个磁极叫做 。 2.磁极间的相互作用 （1）做一做 ①将一根条形磁铁甲用细线悬挂起来，用另一根条形磁铁乙的N极分别去靠近甲的N极（图1）和S极（图2）； 再用乙的S极去靠近甲的S极（图3），观察现象，归纳结论。 ② 将两根条形磁铁的N、S极互相靠近时，感受之间的力； 将两根条形磁铁的N、N极互相靠近时，感受之间的力。 （2）磁极间相互作用的规律 3.磁化 如图所示，用磁体吸引大头针，会发现被磁体吸引的大头针又能吸引其他大头针，这表明它们能表现出磁性。 . （1）磁化与铁磁性物质 把原来不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体等方式使其显出磁性的过程叫做 。被磁化后，具有较强磁性的物质叫做铁磁性物质, 如铁、钴、镍等。 （2）每块磁体都有两个磁极 如图所示，将一块磁体分成若干块磁体， 发现不论分成多少块，每块磁体均有两个磁极。 （3）磁化的方法 ①将磁铁的一极靠近或接触磁性材料（图甲）； ②将磁铁的一极在磁性材料上沿同一方向重复摩擦几次（图乙所示）； ③利用充磁机对磁性材料充磁。钢被磁化后能长时间保持磁性，铁则不能。人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。 【例1】生活中许多“吸”的现象。下列现象中的“吸”因为摩擦起电的是（　　） A．磁铁“吸”起铁钉 B．梳过头的梳子靠近纸屑时，纸屑能被吸引 C．两个光滑铅块压紧后“吸”住 D．将小纸条靠近水流，纸条会被水流“吸引” 【例2】如图所示生活中蕴含着丰富的物理知识，下列分析正确的是（　　） A． 建筑工人在砌墙时利用铅垂线确定垂直方向 B．磁铁周围有磁场，磁场是有方向的 C．铁轨下面铺放枕木，通过减小受力面积增大压强 D．盆景自动供水装置是液体压强使水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中 【例3】如图是磁悬浮陀螺，它由电磁底座和陀螺两部分组成，陀螺能“悬浮”在空中，利用了 的原理。 【例4】有两根大头针被磁体的一端吸引，悬在磁体下方，如图所示的四幅图能正确反映实际情况的有 。 二、磁场周围有什么 1.磁场 请同学们完成两个小实验： 实验一：用细绳悬挂条形磁体，用另一块磁体靠近它，观察未接触时的相互作用现象； 实验二：将铁屑均匀撒在玻璃板上，覆盖条形磁体后轻敲玻璃板，观察铁屑分布图案。 引导提问：为什么磁体不接触却能相互吸引或排斥？铁屑为什么会形成特定图案？这些现象说明磁体周围可能存在什么？ 将铁屑均匀撒在玻璃板上，再将玻璃板放置在条形磁体上方，然后轻轻敲打玻璃板，观察铁屑的分布，看看是否与如图甲所示的铁屑分布类似。 如图乙所示，再用两条形磁体试试，看看当两磁体的磁极相对时，如N极与S极相对，磁体周围的铁屑会呈现怎样的分布。 （1）磁场：从以上实验可知，磁体周围一定存在着某种物质。原来，磁体的周围存在着一种看不见、摸不着的物质，人们将其称为 。 磁体之间的相互作用正是通过磁场发生的。 实验中的铁屑在不同磁体周围有不同的分布图像，这是因为不同磁体周围的磁场不同。铁屑在磁场中被磁化，一粒铁屑相当于一个小磁针，它们在磁场作用下形成了不同的分布图像，这些铁屑的分布图像显示了磁体周围的磁场分布状况。 图为蹄形磁体周围的铁屑分布图像。 2.磁感线 （1）磁感线：可以看到小铁屑排列成一条条有规律的曲线。将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，可观察到小磁针的N极指向沿着曲线方向。 如果按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 的曲线，就可以形象地描述磁场。 为了形象直观地描述磁场，物理学中人为地引入了 （简称磁感线），即用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质。 （2）磁场方向 如图所示，磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。磁感线上任何一点的切线方向，即放在该点的小磁针静止时的 ，就是该点的磁场方向。 （3）磁感线描述磁场的强弱 磁感线分布越密的地方，其磁场 ；磁感线分布越疏的地方，其磁场 。 图（a）为两块条形磁体异名磁极附近的磁感线分布，图（b）为蹄形磁体磁极附近的磁感线分布，图中磁感线的疏密反映了磁场的强弱。 （4）五种常见磁场的磁感线描述 3.磁感线的特点 （1）磁感线是一种物理模型 磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上并不存在。 （2）磁感线是封闭的、立体的曲线 在磁体的外部，磁感线的方向是从N极指向S极，而在内部，是从S极指向N极。 （3）在同一磁场中，任何两根磁感线都不会相交 这是因为在同一磁场中任何一点的磁场方向只有一个确定的方向，如果在某一点有两条磁感线相交，就意味着该点有两个磁场方向，就与某点磁场方向的唯一性相悖。 【例1】下列说法中正确的是（   ） A．用磁感线可以描述磁场的强弱 B．磁感线是磁场中客观存在的线 C．磁体外部的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极 D．磁体周围不画磁感线的地方一定不存在磁场 【例2】军事著作《武经总要》中记载的“指南鱼”在静止漂浮时，其鱼头始终指向北方，如图所示。将两条完全相同的“指南鱼”靠近摆放，画出磁感线，其中标注磁场方向正确的是（    ） A． B． C． D． 【例3】下列说法正确的是（　　） A．利用磁感线只能描述磁场方向，不能描述磁场强弱 B．利用撒在磁体周围铁屑的分布情况可以判断磁体周围各点的磁场强弱 C．可水平转动的小磁针在地磁场作用下，静止时N极指向地理的南极附近 D．条形磁体外部的磁感线方向由磁体的S极指向N极 【例4】磁感线 (1)概念：为了形象地描述磁场，人们就把铁屑在磁场中的排列情况，用一些带箭头的曲线来表示，这样的曲线叫作 ； (2)方向：在磁体的外部，磁感线总是从磁体的 出发，最后回到 ； (3)特点 ① 真实存在的，是为了形象地描述磁场而 的一些曲线； ②是闭合的曲线，且任意两条磁感线绝 相交； ③分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体两极处磁感线最密，表示其两极处磁场 ； ④磁感线是立体的。 【例5】磁体周围存在 ，同名磁极相互 。 【例6】一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静止。某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场，磁感线如图所示，请在O点画出小磁针N极在磁场刚出现时受到该磁场力F的示意图。 【例7】如图所示，根据磁感线的方向，请将小磁针的N极涂黑。 三、地磁场 展示指南针实物，让学生观察静止时指针的指向。提问：为什么指南针总是指向南北方向？指针周围并没有看到磁铁呀？ 播放信鸽归巢、海龟洄游的视频片段，提问：动物为什么能跨越千里不迷路？这与指南针的原理有什么联系？ 1. 地磁场 （1）地磁场 地球周围空间存在的磁场称为 。 地球是一个磁体，地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。 （2）地磁场的特点 地磁两极与地理两极相反。地磁北极在 附近，地磁南极在 附近。 2. 磁偏角 地球这个巨大的磁体有两个磁极，分别称为地磁的南极（S）和地磁的北极（N），地磁的两极和地理的两极并不重合。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，它们之间有一个偏差角度，我们称为 。 （1031—1095），中国宋代著名学者，他在其著作《梦溪笔谈》中最早提及磁偏角：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。沈括—第一个发现磁偏角的学者。 3. 地磁场的应用 （1）地磁场对人类的生产、生活都有重要意义 我们就处在地球这个大磁体所产生的磁场中。地磁场对人类的生产、生活都有重要意义。例如，行军、航海需要利用地磁场对指南针的作用来定向。再者，海龟的洄游、信鸽的飞翔也是依靠地磁场来定向。 （2）地磁场被称为地球生命的“保护伞” 因为，假如没有地磁场，来自宇宙空间的高速带电粒子流将直射地球，威胁生命。另外，在高能粒子的轰击下，地球周围的大气成分也可能发生改变，使得生命无法生存。所以，地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。 4. 指南针 中国是世界上最早有人开始研究磁现象的国家。约公元前4世纪，在《管子》一书中就有关于磁现象的记载。 我国古人很早就发现了磁石的指向性。公元4世纪的西晋时代，人们将剪成鱼形的薄铁皮加热到通红，鱼头朝南、鱼尾朝北放入水中快速冷却，经地磁场磁化后，制成了指南鱼。后来，人们又找到了用天然磁石摩擦钢针使其磁化的方法，制作了指南针。 指南针是我国古代的四大发明之一。我国古代就利用司南来辨别方向，司南是现代所用的指南针的始祖。指南针这一伟大发明，在航海、探险、军事方面都具有重要的实用价值。 【例1】最早准确记载了地理两极与地磁两极并不重合的科学家是（    ） A．欧姆 B．墨子 C．法拉第 D．沈括 【例2】指南针能指南北，是因为指南针受到了 的作用，它的南极指向地磁的 方。 【例3】我国民族英雄文天祥，在《扬子江》一诗中著下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句。这里磁针石指向南北方向是因为它受到地磁场的作用，磁针石的南极指向地理位置的 方，也就是地磁场的 极。 【例4】地磁场两极：地磁北极在地理 极附近，地磁南极在地理 极附近。地磁场的磁感线从地磁 极出发到地磁 极。 【归纳整理】 第一节 磁的奥秘 【课堂练习】 一、单选题 1．下列物体能被磁体吸引的是（　　） A．大头针 B．橡皮 C．铜钥匙 D．塑料尺 2．“司南之杓，投之于地，其柢指南。”我国古代就利用司南指向来辨别方向，如图所示，使用时用手拨动勺柄使它转动，理想情况下，勺子停下来后，勺柄指向（    ） A．地磁北极 B．地理北极 C．地磁南极 D．地理南极 3．我国是世界上最早使用指南针的国家，东汉学者王充在《论衡》中记载到：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。那么司南的“柢”相当于条形磁体的（   ） A．极 B．极 C．极或极 D．中间 4．下列关于磁场的说法错误的是（　　） A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，是一种真实存在的物质 B．磁体通过磁场对放入其中的小磁针产生力的作用 C．磁体周围铁屑的排列情况反映了磁场的分布情况 D．磁体周围没有小磁针、铁屑时，磁场就不存在 5．最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮制成指南鱼，图中是它静止时的指向。则下列说法中正确的是（　　） A．指南鱼周围产生磁感线 B．指南鱼的腹部磁性最强 C．磁化后的指南鱼就不再会被其他磁体吸引 D．指南鱼的鱼头应标注“N”极 6．趋磁细菌是指能够在体内合成具有磁性物质的一类细菌（如图），将磁铁置于细菌附近，细菌会向磁铁的N极运动。海洋中，这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为（　　） A．由西向东 B．由东向西 C．由南向北 D．由北向南 7．沈括在《梦溪笔谈》中描述：“方家，以磁石磨针锋，则能指南；然常微偏东，不全南也”。下列说法正确的是（　　） A．地磁场北极在地理北极附近 B．指南的“针锋”是磁体的北极 C．指南的“针锋”指向地理南极的正方向 D．地磁场的两极和地理的两极不完全重合 二、填空题 8．我国古代民间有一种指南鱼，如图。用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。鱼首指向南方，则鱼首为磁体的 极。世界上最早记录磁偏角现象的是我国宋代学者 。 9．地磁场：地球是一个巨大的磁体，它的周围存在地磁场。地磁北极在地理 极附近，地磁南极在地理 极附近。 10．在“探究磁体周围的磁场分布”实验中，小丁同学正确描绘出某蹄形磁体磁极附近的磁感线分布如图所示，则该蹄形磁体下端的磁极是 极。 三、作图题 11．如图所示为磁悬浮地球仪，工作时球体悬浮于空气中，请在右侧O点画出此时地球仪受到的力。 12．图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称，并画出B点的小磁针静止时N极所指的方向。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $