内容正文:
第1讲 磁体的磁场
知识点01 磁体和磁极
(一)磁性
吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
(二)磁体
(1)概念:具有磁性的物体叫做磁体。
(2)分类
①按照形状分:条形磁体、针形磁体、蹄形磁体等。
②按照来源分:天然磁体(铁矿石)和人造磁体。
③按照保持磁性时间长短分:硬磁体(又叫永磁体)和软磁体。
(三)磁极
(1)概念:磁体各部分的磁性强弱不同,磁体上磁性最强的部位叫做磁极。每个磁体都有两个磁极,分别为南极(S极)和北极(N极)。条形磁体的两端就是它的两个磁极,故条形磁体两端磁性最强,中间磁性最弱。
(2)位置:磁极一般位于磁体的两端。自然界中不存在只有单个磁极的磁体,磁极总是成对出现的,而且任何磁体都有两个磁极。
(3)磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
(4)判断物体是否具有磁性的方法
①根据磁体的吸铁性判断:将被测物体靠近铁类物质(如铁屑),若能够吸引铁类物质,说明该物体具有磁性,否则便没有磁性。
②根据磁体的指向性判断:将被测物体用细线吊起,使其能够在水平面内自由转动,若静止时总是指南北方向,说明该物体具有磁性,否则便没有磁性。
③根据磁极间的相互作用规律判断:将被测物体的一端分别靠近静止小磁针的两极,若发现有一端发生排斥现象,说明该物体具有磁性;若与小磁针的两极均表现为相互吸引,则说明该物体没有磁性。
④根据磁极的磁性最强判断:若有A、B两个外形完全相同的钢棒,已知一个有磁性,另一个没有磁性,区分它们的方法:将A的一端从B的左端向右移动,若在移动过程中发现吸引力的大小不变,则说明A有磁性;若发现吸引力由大变小再变大,则说明B有磁性。
【能力拓展】两物体相互排斥,能确定两物体都具有磁性, 且相互排斥的是两物体的同名磁极。
两物体相互吸引,不能确定两物体都具有磁性,但能确定至少有一个物体具有磁性。
【即学即练1】如图为磁体和磁极间磁场的分布情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【即学即练2】如图所示,条形磁铁放在水平地面上,在它上方用弹簧测力计挂着小磁体。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动时,小磁体的下端沿图示水平路线从A缓慢移动到B。则图中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是( )
A. B.
C. D.
知识点02 磁化
(一)概念
使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。
(二)磁性材料
(1)能被磁化的物质叫做磁性材料。如铁、钢等。
(2)不能被磁化的物质叫做非磁性材料。如铜、铝、玻璃等。
(三)对磁化的说明
(1)铁棒被磁化后,其磁性很容易消失,称为软磁体。钢棒被磁化后,其磁性能长期保持,称为硬磁体或永磁体。因为钢棒被磁化后有长期保持磁性的性质,所以永磁体常用钢来制作。
(2)任何磁体靠近没有磁性的铁棒或钢棒总是相互吸引,说明物体被磁化后,靠近磁体某一磁极的那端被磁化为异名磁极,远离磁体磁极的那端被磁化为同名磁极。
(3)并不是所有的物体都能被磁化。例如:磁体不能吸引铜、铝、玻璃等,说明这些物体不能被磁化,不是磁体。
【即学即练3】小敏将数枚硬币放在甲、乙两根平行的条形磁铁上,搭成一座漂亮的“硬币桥”,如图所示。下列分析正确的是( )
A.“硬币桥”中间磁性最强
B.两枚硬币相邻的部分是异名磁极
C.“硬币桥”两端的硬币没有磁性
D.甲、乙条形磁铁的上端是同名磁极
【即学即练4】小刚同学学习了电和磁的知识后,打算用磁铁、缝衣针、泡沫小球、水盆、水等材料制作一个指南针。他利用磁铁沿针孔向针尖方向摩擦几次,将缝衣针磁化制成了指南针,下列判断正确的是( )
A.若用磁铁的N极去摩擦缝衣针,则针尖为N极,针尖指向南方
B.若用磁铁的N极去摩擦缝衣针,则针尖为S极,针尖指向北方
C.若用磁铁的S极去摩擦缝衣针,则针尖为N极,针尖指向北方
D.若用磁铁的S极去摩擦缝衣针,则针尖为S极,针尖指向南方
知识点03 磁场和磁感线
(一)磁场
(1)定义:磁体周围存在着一种看不见、摸不着的特殊物质,叫做磁场。磁体间的相互作用就是通过磁体周围的磁场发生的。
(2)性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用,我们常用小磁针是否受到磁力的作用来检验小磁针的周围是否存在磁场。
(3)方向:科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。
(二)磁感线
(1)概念:仿照铁屑的排列情况,在磁场中画些带箭头的曲线,使曲线上任何一点的切线方向和放在该点的小磁针的北极所指的方向一致,这样的曲线就称为磁感线。
(2)方向:磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来,回到磁体的南极。
(3)强弱:磁场的强弱可以用磁感线的密疏来表示,磁感线密的地方磁场强,磁感线疏的地方磁场弱。
【即学即练5】关于磁场和磁感线,下列说法错误的是( )
A.磁场对放入其中的磁体有力的作用
B.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
C.磁体周围的磁感线是从磁体的北极出来,回到南极
D.磁场看不见、摸不到,但可以借助小磁针感知它的存在
【即学即练6】如图是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,b点的磁场比a点的磁场 (填“强”或“弱”);若在 b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其S极指向 (填“P”或“Q”)处。
知识点04 地磁场
1.概念:地球是一个大磁体,地球产生的磁场叫地磁场。
2.特点:地磁场与条形磁体的磁场相似,地磁场的北极在地理南极附近,地磁场的南极在地理北极附近。
3.磁偏角:地磁的南北极与地理的南北极并不重合,它们之间的夹角叫磁偏角。我国宋代学者沈括最早发现了这一现象。
【即学即练7】如图所示是一个自制的小指南针。用硬纸板和大头针制作指南针的底座,使缝衣针磁化后,穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上,当小指南针静止后,针尖指向北方。则下列说法中正确的是( )
A.针尖能指北,是受到磁感线的作用 B.针尖指的是地磁场的南极
C.针尾是指南针的N极 D.针尾所指方向,是该点地磁场的磁场方向
【即学即练8】指南针是我国古代的四大发明之一,如图所示是我国早期的指南针——司南。公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载,“司南之杓,投之于地,其柢指南”。这句话中“柢”和“南”分别指的是( )
A.指南针的南极,地磁的南极 B.指南针的北极,地磁的北极
C.指南针的北极,地理的北极 D.指南针的南极,地理的南极
考法01 磁场与磁感线
磁场虽然看不见、摸不着,但可以通过它对放入其中的小磁针产生力的作用来认识它,还可以用细铁屑在磁体周围的分布来认识它。所以磁场是一种客观存在的物质,而磁感线是用来描绘磁场特点而假想的一种曲线。
【典例1】下列关于磁场的叙述,其中不正确的是( )
A.在磁体周围放入小磁针,磁体产生磁场,取走小磁针,磁体周围的磁场就消失了
B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针静止时北极所指的方向
C.磁感线是有方向的,在磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到南极
D.磁场虽看不见,但是真实存在
【典例2】磁体的周围存在磁场,常用磁感线来描述。下列绘制的磁感线正确的是( )
A. B.
C. D.
考法02 一枚小磁针静止时端指南一端指北就能说明地磁场的存在吗?
当一枚小磁针静止时一端指南端指北并不能说明地磁场的存在。因为小磁针受到的重力、摩擦力等外界因素对它的转动也会产生影响,有一定的偶然性。 但如果用多枚小磁针进行多次实验,使其悬挂起来,能够在水平面内自由转动,若小磁针静止时总是一端指南一端指北,那就能说明地磁场的存在。
【典例1】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.地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合 B.只有地球外部存在磁场,内部不存在磁场
C.地磁场的N极在地球的南极附近 D.北京地区的地磁场方向由北向南
考法03 判断物体是否具有磁性
磁体具有磁性,能够吸引铁、钴、镍等物质;而两个磁体的异名磁极靠近时也相互吸引。因此在判断物体有无磁性时,不能根据两个物体相互吸引来断定哪个物体具有磁性。只有当两个物体靠近时发生排斥现象,才可以断定两个物体均有磁性,且相互靠近端为同名磁极。
【典例1】A,B,C三根金属棒中,有两根是具有磁性的磁棒,另一根是铁棒,它们互相靠近时的情形如图所示,则铁棒是
课堂练习
1.如图所示,条形磁铁甲的N极吸住铁钉,将另一根完全相同的条形磁铁乙的A端平移接触磁铁甲的N极,以下说法正确的是( )
A.若A是N极,则铁钉会掉下 B.若A是S极,则铁钉会掉下
C.不论A是N极或S极,铁钉都会掉下 D.不论A是N极或S极,铁钉都不会掉下
2.如图所示,甲、乙是没有磁性且靠得较近的铁块,它们之间没有力的作用。若在它们下面放一个磁体,发现甲、乙还是静止不动,则甲和乙之间( )。
A.有力的作用,相互排斥 B.有力的作用,相互吸引
C.仍然没有力的作用 D.把甲、乙换成铜块可能实验现象会不一样
3.如图所示是地磁场的模型,下列说法正确的是( )
A.图中a点的磁场强度比b点弱 B.地磁场的分布与条形磁体相似
C.地磁场的南极在地理南极附近 D.磁感线是真实存在的
4.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,金属块能被磁铁吸引是因为可能含以下材料中的( )
A.铜 B.铁 C.铝 D.铅
5.小金发现撒在磁铁上方有机玻璃板上的铁屑能有序排列,如图所示。对此分析不正确的是( )
A.铁屑在磁铁周围的磁场中被磁化成小磁体
B.铁屑的排列显示出实际不存在的磁场
C.铁屑分布密的位置磁场强,分布疏的位置磁场弱
D.对比两种磁体周围铁屑的分布,说明磁场是有序的
6.小滨想探究一根钢棒是否有磁性,设计了如图三个实验,其中不能说明钢棒具有磁性的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.只有乙 D.乙和丙
7.为研究条形磁体周围磁场的分布规律,在条形磁体周围摆放若干个小磁针(如图所示),甲、乙两个小磁针静止后左端的磁极分别是( )
A.甲:N 乙:N B.甲:N 乙:S C.甲:S 乙:S D.甲:S 乙:N
8.如图是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是( )
A.磁感应线是为了研究方便引入的假想曲线 B.a处的磁场强度比处的磁场强
C.该条形磁体的左端为N极,右端为S极 D.置于a点的小磁针静止时南极指向左端
9.两个外形完全相同的条形铁条a、b.如图甲,用手拿住b,a掉不下来;如图乙,用手拿住a,b会掉下来,这个现象说明( )
A.a、b均是磁铁 B.b是磁铁,a不是 C.a是磁铁,b不是 D.a、b均不是磁铁
10.如图所示,拿一条形磁铁在铁棒AB上用图中所示的方式进行摩擦,使AB被磁化,下列说法正确的是( )
A.铁棒AB可换用铜棒
B.摩擦后只有B段有磁性
C.移开磁体,AB的磁性仍能长久保持
D.B端被磁化为S极
11.下列四个实验中,不能确定铁棒具有磁性的是( )
A.排斥小磁针 B.吸引通电螺线管
C.产生电流 D.示数有变化
12.为辨别钢棒是否有磁性,小明设计了以下方案进行探究。
(1)根据甲图实验现象, (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
(2)乙图实验中,悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南一端指北,由此判断钢棒 (填“一定”或“不一定”)具有磁性。
(3)根据丙图实验现象, (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
(4)丁图实验中,水平向右移动钢棒,弹簧测力计示数有变化, (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性,理由是 。
13.在图中画出磁感线的方向,并标出磁体磁极。
课后巩固
1.a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中P点处没有磁场
B.图中的磁感线是真实存在的
C.a、b对应的磁极分别为N极和S极
D.在Q点放置小磁针,静止后N极指向a
2.在一个玻璃瓶中装满食用油,并混入纯净的铁粉,将油和铁粉振荡混匀后,在瓶的一端贴紧一块磁铁,如图所示,瓶内铁粉被磁铁所吸引,排成一条条曲线,呈现出明显的放射状“磁感线”。下列关于磁场和磁感线说法正确的是( )
A.磁场对铁粉产生了力的作用
B.磁铁周围的磁场分布是均匀的
C.磁铁外部的磁感线是从磁铁的南极出来,回到北极
D.瓶中的铁粉排成一条条曲线,说明磁感线是真实存在的
3.巴克球是一种由多个带磁性的金属圆球组成的益智玩具,借助金属球超强的磁性,可组合出众多的造型,如图所示。下列说法正确的是( )
A.巴克球周围存在磁场,不存在磁感线
B.巴克球对放入其磁场中的金属有磁力的作用
C.巴克球周围磁场的方向都是向一个方向的
D.巴克球周围的磁场分布是均匀的
4.在战国时期,我国就已经开始利用天然磁石制作指南针,北宋时期,更是发展出了人工制造磁铁的技术,充分体现了人类对自然界的不断探索与认知。请回答下面小题。
北宋《武经总要》记载:把铁片剪成鱼形,放在火里烧红并趁热夹出,顺南北方向摆放,因受地磁场的作用,冷却后就做成了“指南鱼”,下列模型能表示“指南鱼”周围磁感线分布的是( )
A. B.
C. D.
5.科学研究中常引入符号和模型。模型可用来表达研究对象的特征信息,符号能简单明了地表示事物。一根条形磁铁断裂成二段(如图所示),则①、②处对应的磁极及磁感线是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,条形磁铁固定在水平地面上,用沿水平方向的拉力F把重为G的小铁块从条形磁铁的N极匀速拉到S极,对此过程中拉力F的大小,下列说法正确的是( )
A.始终不变 B.由大变小
C.由小变大 D.先变小再变大
7.如图所示,小磁针在条形磁体作用下处于静止状态。
(1)请标出小磁针的N极。
(2)用箭头标出条形磁体磁感线的方向。
8.磁场越强的地方,磁感线分布越 (填“密”或“疏”)。磁感线上任意一点的 方向表示该点的磁场方向。
9.教室里自由悬挂的小磁针能指南北方向,是因为地球周围存在磁场。
(1)小磁针的北极指向地理北方,是因为地磁场的________极在地理的北极附近。
(2)据科学家推断,地球的磁场方向会随时间发生改变,下列哪些现象支持科学家的推断 。
A.不同时期海底熔岩冷却形成的岩石中铁磁性物质的磁场方向不同;
B.科学家每隔一段时间对地磁场的磁极位置进行测量,发现地磁北极和地理南极间的距离会发生变化;
C.自由悬挂的小磁针在赤道上静止时指向南北方向,在地磁北极上空静止时接近竖直方向。
10.小明学习了“电与磁”后进行了如下两图的实验。请回答下列问题:
(1)甲图实验中,悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南,一端指北,由此判断钢棒________(选填“一定有”或“可能有”)磁性。
(2)乙图实验中,弹簧测力计下挂一条形磁铁,沿着另一条形磁铁自左向右水平方向移动时,弹簧测力计的示数将 。(选填字母)
A.不变 B.逐渐增大 C.先增大后减小 D.先减小后增大
11.小宇参加了学校的研究性学习小组,探究了“磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下:将一条形磁体的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁体加热,如图甲所示,经过一段时间后,当磁体被烧红时,发现铁钉纷纷落下。
(1)从小宇的实验可得出的初步结论是 。
(2)根据这一结论,小宇大胆设计了一个温度报警器,如图乙所示,请简述它的工作原理:当温度逐渐升高时,磁体的 减弱直至消失,无法 (填“排斥”或“吸引”)弹簧开关,弹簧开关向下恢复原状,下面的电路被接通,电铃报警。
(3)根据这一现象,你认为生活中要保持磁体的磁性不减弱,应注意什么?
12.在项目化学习中,小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针,指南针制作过程如下:
步骤Ⅰ:取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦缝衣针10余次(如图甲),使缝衣针磁化。
步骤Ⅱ:将1张硬壳卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧,如图乙所示,用1块橡皮和1枚大头针做成支座,将插有缝衣针的卡纸水平支起。
步骤Ⅲ:用当地的地图确定简易指南针所指的方向。
步骤Ⅳ:在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表(节选)
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
指针磁性强,且能自
由转动
指针磁性强,不能自
由转动
指针磁性弱,不能自
由转动
指标二
能准确指示南北方
向,能保持平衡
能指示南北方向,不
能保持平衡
不能指示南北方向,
不能保持平衡
(1)将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖位置应标为 极。
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,应如何操作 。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平,请你对该指南针提出合理的改进建议: 。
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第1讲 磁体的磁场
知识点01 磁体和磁极
(一)磁性
吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
(二)磁体
(1)概念:具有磁性的物体叫做磁体。
(2)分类
①按照形状分:条形磁体、针形磁体、蹄形磁体等。
②按照来源分:天然磁体(铁矿石)和人造磁体。
③按照保持磁性时间长短分:硬磁体(又叫永磁体)和软磁体。
(三)磁极
(1)概念:磁体各部分的磁性强弱不同,磁体上磁性最强的部位叫做磁极。每个磁体都有两个磁极,分别为南极(S极)和北极(N极)。条形磁体的两端就是它的两个磁极,故条形磁体两端磁性最强,中间磁性最弱。
(2)位置:磁极一般位于磁体的两端。自然界中不存在只有单个磁极的磁体,磁极总是成对出现的,而且任何磁体都有两个磁极。
(3)磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
(4)判断物体是否具有磁性的方法
①根据磁体的吸铁性判断:将被测物体靠近铁类物质(如铁屑),若能够吸引铁类物质,说明该物体具有磁性,否则便没有磁性。
②根据磁体的指向性判断:将被测物体用细线吊起,使其能够在水平面内自由转动,若静止时总是指南北方向,说明该物体具有磁性,否则便没有磁性。
③根据磁极间的相互作用规律判断:将被测物体的一端分别靠近静止小磁针的两极,若发现有一端发生排斥现象,说明该物体具有磁性;若与小磁针的两极均表现为相互吸引,则说明该物体没有磁性。
④根据磁极的磁性最强判断:若有A、B两个外形完全相同的钢棒,已知一个有磁性,另一个没有磁性,区分它们的方法:将A的一端从B的左端向右移动,若在移动过程中发现吸引力的大小不变,则说明A有磁性;若发现吸引力由大变小再变大,则说明B有磁性。
【能力拓展】两物体相互排斥,能确定两物体都具有磁性, 且相互排斥的是两物体的同名磁极。
两物体相互吸引,不能确定两物体都具有磁性,但能确定至少有一个物体具有磁性。
【即学即练1】如图为磁体和磁极间磁场的分布情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】在磁体的外部,磁感线总是从磁体的N极出来,然后回到磁体的S极,故A正确,B、C、D错误。
【即学即练2】如图所示,条形磁铁放在水平地面上,在它上方用弹簧测力计挂着小磁体。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动时,小磁体的下端沿图示水平路线从A缓慢移动到B。则图中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】首先根据磁极之间的相互作用规律确定悬挂的磁体受到的磁力的方向,再根据二力平衡的知识,结合磁力的大小变化,对弹簧测力计的示数进行分析判断。
【解答】(1)小磁铁从A到达中间时,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁铁受到竖直向下的吸引力,则弹簧测力计的示数F=G+F吸引。随着吸引力的逐渐减小,那么弹簧测力计的示数逐渐减小;
(2)小磁铁从中间到达B端时,根据“同名磁极相互排斥”可知,小磁铁受到竖直向上的排斥力,则弹簧测力计的示数F=G-F排斥。随着排斥力的逐渐增大,那么弹簧测力计的示数逐渐减小。故C正确,而A、B、D不合题意。
知识点02 磁化
(一)概念
使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化。
(二)磁性材料
(1)能被磁化的物质叫做磁性材料。如铁、钢等。
(2)不能被磁化的物质叫做非磁性材料。如铜、铝、玻璃等。
(三)对磁化的说明
(1)铁棒被磁化后,其磁性很容易消失,称为软磁体。钢棒被磁化后,其磁性能长期保持,称为硬磁体或永磁体。因为钢棒被磁化后有长期保持磁性的性质,所以永磁体常用钢来制作。
(2)任何磁体靠近没有磁性的铁棒或钢棒总是相互吸引,说明物体被磁化后,靠近磁体某一磁极的那端被磁化为异名磁极,远离磁体磁极的那端被磁化为同名磁极。
(3)并不是所有的物体都能被磁化。例如:磁体不能吸引铜、铝、玻璃等,说明这些物体不能被磁化,不是磁体。
【即学即练3】小敏将数枚硬币放在甲、乙两根平行的条形磁铁上,搭成一座漂亮的“硬币桥”,如图所示。下列分析正确的是( )
A.“硬币桥”中间磁性最强
B.两枚硬币相邻的部分是异名磁极
C.“硬币桥”两端的硬币没有磁性
D.甲、乙条形磁铁的上端是同名磁极
【答案】B
【解答】解:A.“硬币桥”被磁体磁化后相当于条形磁体,中间磁性最弱,两端磁性较强;
B.因为硬币被磁化后相互吸引搭成“硬币桥”,根据磁极间相互作用规律,异名磁极相互吸引,所以两枚硬币相邻的部分是异名磁极,B 正确;
C.“硬币桥”被磁体磁化后相当于条形磁体,两端磁性最强,不符合题意;
D.因为甲、乙条形磁铁的上端分别与“硬币桥”的两个不同磁极吸引,所以甲、乙条形磁铁的上端是异名磁极,不符合题意。
【即学即练4】小刚同学学习了电和磁的知识后,打算用磁铁、缝衣针、泡沫小球、水盆、水等材料制作一个指南针。他利用磁铁沿针孔向针尖方向摩擦几次,将缝衣针磁化制成了指南针,下列判断正确的是( )
A.若用磁铁的N极去摩擦缝衣针,则针尖为N极,针尖指向南方
B.若用磁铁的N极去摩擦缝衣针,则针尖为S极,针尖指向北方
C.若用磁铁的S极去摩擦缝衣针,则针尖为N极,针尖指向北方
D.若用磁铁的S极去摩擦缝衣针,则针尖为S极,针尖指向南方
【答案】C
【解析】磁体都有指南北的性质,当磁体自由转动后静止下来时,指南的一端为南极,指北的一端为北极,根据磁化和磁极的知识分析判断即可。
【解答】若用磁铁的N极去摩擦缝衣针,则针尖为S极,针尖指向南方,故A、B错误;
若用磁铁的S极去摩擦缝衣针,则针尖为N极,针尖指向北方,故C正确,D错误。
知识点03 磁场和磁感线
(一)磁场
(1)定义:磁体周围存在着一种看不见、摸不着的特殊物质,叫做磁场。磁体间的相互作用就是通过磁体周围的磁场发生的。
(2)性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用,我们常用小磁针是否受到磁力的作用来检验小磁针的周围是否存在磁场。
(3)方向:科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。
(二)磁感线
(1)概念:仿照铁屑的排列情况,在磁场中画些带箭头的曲线,使曲线上任何一点的切线方向和放在该点的小磁针的北极所指的方向一致,这样的曲线就称为磁感线。
(2)方向:磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来,回到磁体的南极。
(3)强弱:磁场的强弱可以用磁感线的密疏来表示,磁感线密的地方磁场强,磁感线疏的地方磁场弱。
【即学即练5】关于磁场和磁感线,下列说法错误的是( )
A.磁场对放入其中的磁体有力的作用
B.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
C.磁体周围的磁感线是从磁体的北极出来,回到南极
D.磁场看不见、摸不到,但可以借助小磁针感知它的存在
【答案】B
【解析】A.磁场对放入其中的磁体有力的作用,故A正确不合题意;
B. 磁感线是人为引入的曲线,用于描述磁场的分布规律,本身并不存在,故B错误符合题意;
C. 磁体周围的磁感线是从磁体的北极出来,回到南极,故C正确不合题意;
D. 磁场看不见、摸不到,但可以借助小磁针感知它的存在,故D正确不合题意。
【即学即练6】如图是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,b点的磁场比a点的磁场 (填“强”或“弱”);若在 b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其S极指向 (填“P”或“Q”)处。
【答案】强;P
【解析】(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱,即磁感线越稠密,磁场越强;磁感线越稀疏,磁场越弱;
(2)在磁场中,当小磁针静止下来时,N极所指的方向就是该点的磁场方向,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,b点的磁感线比a点的磁感线稠密,则b点的磁场比a点的磁场强;
(2)根据磁场方向的定义可知,b点的小磁针静止下来时,N极指向Q点,而S极指向p点。
知识点04 地磁场
1.概念:地球是一个大磁体,地球产生的磁场叫地磁场。
2.特点:地磁场与条形磁体的磁场相似,地磁场的北极在地理南极附近,地磁场的南极在地理北极附近。
3.磁偏角:地磁的南北极与地理的南北极并不重合,它们之间的夹角叫磁偏角。我国宋代学者沈括最早发现了这一现象。
【即学即练7】如图所示是一个自制的小指南针。用硬纸板和大头针制作指南针的底座,使缝衣针磁化后,穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上,当小指南针静止后,针尖指向北方。则下列说法中正确的是( )
A.针尖能指北,是受到磁感线的作用 B.针尖指的是地磁场的南极
C.针尾是指南针的N极 D.针尾所指方向,是该点地磁场的磁场方向
【答案】B
【解析】(1)根据磁极之间的相互作用规律判断;
(2)(3)当小磁针静止下来时,指南的一端为南极,指北的一端为北极。
(4)在磁场中,当小磁针静止下来时,北极所指的方向就是该点的磁场方向。
【解答】地球就是一个巨大的磁体,它的北极在地理南极附近,南极在地理北极附近。磁化后的缝衣针也是一个磁体,由于受到地磁场的作用,因此针尖会指向北方,故A错误;
针尖指的是地理的北方,其实是地磁场的南极,故B正确;
针尾指向地理的南方,是指南针的南极(S极),故C错误;
针尖是指南针的北极,因此针尖所指的方向,是该点地磁场的磁场方向,故D错误。
【即学即练8】指南针是我国古代的四大发明之一,如图所示是我国早期的指南针——司南。公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载,“司南之杓,投之于地,其柢指南”。这句话中“柢”和“南”分别指的是( )
A.指南针的南极,地磁的南极 B.指南针的北极,地磁的北极
C.指南针的北极,地理的北极 D.指南针的南极,地理的南极
【答案】D
【解析】所有的磁体都有指南北的性质,指南的一端为南极,指北的一端为北极,据此分析判断。
【解答】根据“司南之杓,投之于地,其柢指南”可知,“南”为地理南极,因为“柢”指南,所以“柢”为指南针的南极,故D正确,而A、B、C错误。
考法01 磁场与磁感线
磁场虽然看不见、摸不着,但可以通过它对放入其中的小磁针产生力的作用来认识它,还可以用细铁屑在磁体周围的分布来认识它。所以磁场是一种客观存在的物质,而磁感线是用来描绘磁场特点而假想的一种曲线。
【典例1】下列关于磁场的叙述,其中不正确的是( )
A.在磁体周围放入小磁针,磁体产生磁场,取走小磁针,磁体周围的磁场就消失了
B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针静止时北极所指的方向
C.磁感线是有方向的,在磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到南极
D.磁场虽看不见,但是真实存在
【答案】A
【解析】A.虽然磁场看不见摸不到,但是它是客观存在的,即使取走小磁针,磁场也不会消失,故A错误符合题意;
B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针静止时北极所指的方向,故B正确不合题意;
C.磁感线是有方向的,在磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到南极,故C正确不合题意;
D.磁场虽看不见,但是真实存在的,故D正确不合题意。
【典例2】磁体的周围存在磁场,常用磁感线来描述。下列绘制的磁感线正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:A.在磁体外部,磁感线应从N极出发回到S极,而A图中磁感线的方向画反了,故A错误;
B.此图中磁感线从N极出发回到S极,符合磁体外部磁感线的分布规律,故B正确;
C.同名磁极相互排斥,磁感线应该是从N极出发,相互排斥向外发散,而此图磁感线的方向错误,故C错误;
D.蹄形磁体的磁感线应该是从N极出发回到S极,此图磁感线方向错误,故D错误。
考法02 一枚小磁针静止时端指南一端指北就能说明地磁场的存在吗?
当一枚小磁针静止时一端指南端指北并不能说明地磁场的存在。因为小磁针受到的重力、摩擦力等外界因素对它的转动也会产生影响,有一定的偶然性。 但如果用多枚小磁针进行多次实验,使其悬挂起来,能够在水平面内自由转动,若小磁针静止时总是一端指南一端指北,那就能说明地磁场的存在。
【典例1】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.地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合 B.只有地球外部存在磁场,内部不存在磁场
C.地磁场的N极在地球的南极附近 D.北京地区的地磁场方向由北向南
【答案】C
【解析】A.地理两极和地磁两极交错分布,且成一定角度,二者并不重合,故A错误;
B.地球内部和外部同时存在磁场,故B错误;
C.地磁场的N极在地理的南极附近,地磁场的S极在地理的北极附近,故C正确;
D.北京地区的北方是地磁的南极,南方是地磁的北极,因此地磁场方向从南向北,故D错误。
考法03 判断物体是否具有磁性
磁体具有磁性,能够吸引铁、钴、镍等物质;而两个磁体的异名磁极靠近时也相互吸引。因此在判断物体有无磁性时,不能根据两个物体相互吸引来断定哪个物体具有磁性。只有当两个物体靠近时发生排斥现象,才可以断定两个物体均有磁性,且相互靠近端为同名磁极。
【典例1】A,B,C三根金属棒中,有两根是具有磁性的磁棒,另一根是铁棒,它们互相靠近时的情形如图所示,则铁棒是
【答案】C
【解析】(1)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(2)磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质,磁铁的这种性质叫做磁性,具有磁性的物体叫做磁体。
【解答】由图可知,A与B相互排斥,同名磁极相互排斥,那么A、B两根金属棒一定具有磁性,并且磁体可以吸引没有磁性的磁性材料,因此C为铁棒。
课堂练习
1.如图所示,条形磁铁甲的N极吸住铁钉,将另一根完全相同的条形磁铁乙的A端平移接触磁铁甲的N极,以下说法正确的是( )
A.若A是N极,则铁钉会掉下 B.若A是S极,则铁钉会掉下
C.不论A是N极或S极,铁钉都会掉下 D.不论A是N极或S极,铁钉都不会掉下
【答案】B
【解析】若A是N极,则甲和乙相互排斥,对甲的磁场没有影响,因此铁钉不会下落,故A错误;
若A是S极,此时甲和乙相互吸引,二者可以看作一个变长的条形磁体。而条形磁体中间的磁场最弱,那么铁钉会落下来,故B正确,C、D错误。
2.如图所示,甲、乙是没有磁性且靠得较近的铁块,它们之间没有力的作用。若在它们下面放一个磁体,发现甲、乙还是静止不动,则甲和乙之间( )。
A.有力的作用,相互排斥 B.有力的作用,相互吸引
C.仍然没有力的作用 D.把甲、乙换成铜块可能实验现象会不一样
【答案】B
【解析】本题考查磁极间的作用,同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
【解答】甲的左端靠近条形磁铁的S极,所以磁化后,甲的左端被磁化成N极,则甲的右端为S极;同理可以确定乙的左端为N极。异名磁极相互吸引,所以甲和乙之间有力的作用,并且相互吸引。
3.如图所示是地磁场的模型,下列说法正确的是( )
A.图中a点的磁场强度比b点弱 B.地磁场的分布与条形磁体相似
C.地磁场的南极在地理南极附近 D.磁感线是真实存在的
【答案】B
【解析】A.图中a点的磁感线比b点的磁感线更密集,因此磁场强度更大,故A错误;
B.地磁场的分布与条形磁铁的分布十分相似,故B正确;
C.地磁两极和地理两极交错分布,即地磁场的南极在地理北极附近,故C错误;
D.磁感线本身并不存在,而是人为引入的,故D错误。
4.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,金属块能被磁铁吸引是因为可能含以下材料中的( )
A.铜 B.铁 C.铝 D.铅
【答案】B
【解析】能够被磁铁吸引的物质叫铁磁性物质,主要包括铁、钴和镍等,据此分析判断。
【解答】铜、铝、铅,都不是铁磁性物质,只有铁是铁磁性物质,故B正确,而A、C、D错误。
5.小金发现撒在磁铁上方有机玻璃板上的铁屑能有序排列,如图所示。对此分析不正确的是( )
A.铁屑在磁铁周围的磁场中被磁化成小磁体
B.铁屑的排列显示出实际不存在的磁场
C.铁屑分布密的位置磁场强,分布疏的位置磁场弱
D.对比两种磁体周围铁屑的分布,说明磁场是有序的
【答案】B
【解析】A.铁屑在磁铁周围的磁场中被磁化成小磁体,故A正确不合题意;
B磁场是客观存在的,只是看不到摸不着,可以借助铁屑的分布形象的认识磁场,故B错误符合题意;
C.铁屑分布密的位置磁场强,分布疏的位置磁场弱,故C正确不合题意;
D.对比两种磁体周围铁屑的分布,说明磁场是有序的,故D正确不合题意。
6.小滨想探究一根钢棒是否有磁性,设计了如图三个实验,其中不能说明钢棒具有磁性的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.只有乙 D.乙和丙
【答案】C
【解析】甲:钢棒吸引小铁钉,能说明钢棒有磁性;
乙:对于磁体而言,两极的磁性是最强的,钢棒靠近磁体时,没有磁性的钢棒能被吸引,不能说明钢棒具有磁性;
丙:钢棒靠近小磁针时相互排斥,根据“同名磁极相互排斥”可知,钢棒肯定有磁性。
则不能说明钢棒有磁性的是乙。
7.为研究条形磁体周围磁场的分布规律,在条形磁体周围摆放若干个小磁针(如图所示),甲、乙两个小磁针静止后左端的磁极分别是( )
A.甲:N 乙:N B.甲:N 乙:S C.甲:S 乙:S D.甲:S 乙:N
【答案】B
【解析】根据磁极之间的相互作用规律分析判断。
【解答】①条形磁铁左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,甲的右端为S极,左端为N极。
②条形磁铁左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,乙的左端为S极,故B正确,而A、C、D错误。
8.如图是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是( )
A.磁感应线是为了研究方便引入的假想曲线 B.a处的磁场强度比处的磁场强
C.该条形磁体的左端为N极,右端为S极 D.置于a点的小磁针静止时南极指向左端
【答案】A
【解析】A.磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线,不是真实存在的,故A正确;
B.磁体周围,越靠近两极的位置其磁感线越密集,磁场越强,b处的磁场和a处无法比较,故B错误;
C.由于在磁体的外部,磁感线都是从N极出发,回到S极,所以该条形磁体的右端为N极,左端为S极,故C错误;
D.小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向,所以将一小磁针置于a点,其静止时南极指向右侧,故D错误。
9.两个外形完全相同的条形铁条a、b.如图甲,用手拿住b,a掉不下来;如图乙,用手拿住a,b会掉下来,这个现象说明( )
A.a、b均是磁铁 B.b是磁铁,a不是 C.a是磁铁,b不是 D.a、b均不是磁铁
【答案】B
【解析】条形磁铁的两极磁性最强,而中间磁性最弱,据此分析判断。
【解答】甲:用手拿住b,a不掉下来,说明b的一端和a的中间之间有吸引力。如果b为磁铁a不是磁铁,满足要求;如果b没有磁性,而a是磁铁,那么a的中间没有磁性,a肯定会掉下来;
乙:如果b为磁铁,a没有磁性,由于b的中间没有磁性,所以b会倒下来。
则b是磁铁,而a不是磁铁。
10.如图所示,拿一条形磁铁在铁棒AB上用图中所示的方式进行摩擦,使AB被磁化,下列说法正确的是( )
A.铁棒AB可换用铜棒
B.摩擦后只有B段有磁性
C.移开磁体,AB的磁性仍能长久保持
D.B端被磁化为S极
【答案】D
【解答】解:A、铜不是磁性材料,其原子结构中所有电子都成对配对,没有未成对电子,无法被磁化,所以不能用铜棒代替铁棒,故A错误。
B、用条形磁铁摩擦铁棒使其磁化后,整个铁棒都会被磁化,不是只有一端有磁性,故B错误。
C、铁棒属于软磁材料,被磁化后,磁性容易消失,移开磁体后,AB的磁性不能长久保持,故C错误。
D、根据磁化原理,用条形磁铁的N极在铁棒AB上沿图中方向摩擦,B端与磁铁的N极接触,根据异名磁极相互吸引,B端会被磁化为S极,故D正确。
11.下列四个实验中,不能确定铁棒具有磁性的是( )
A.排斥小磁针 B.吸引通电螺线管
C.产生电流 D.示数有变化
【答案】B
【解答】解:A.铁棒排斥小磁针,说明是同名磁极相对,能确定铁棒有磁性,故A不符合题意;
B.通电螺线管有磁场,可以和没磁性的铁棒相互吸引,因此不能确定铁棒具有磁性,故B符合题意;
C.铁棒向下运动,切割磁感线,产生电流是电磁感应现象,此时铁棒具有磁性,故C不符合题意;
D.铁棒水平向左运动过程中,弹簧测力计的示数有变化是由于铁棒具有磁性对铁块吸引的结果,故D不符合题意。
12.为辨别钢棒是否有磁性,小明设计了以下方案进行探究。
(1)根据甲图实验现象, (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
(2)乙图实验中,悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南一端指北,由此判断钢棒 (填“一定”或“不一定”)具有磁性。
(3)根据丙图实验现象, (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性。
(4)丁图实验中,水平向右移动钢棒,弹簧测力计示数有变化, (填“能”或“不能”)判断钢棒一定具有磁性,理由是 。
【答案】(1)不能 (2)不一定 (3)不能 (4)能;磁体两端磁性最强,中间最弱
【解析】(1)根据甲图可知,钢棒将大头针吸引起来。如果钢棒没有磁性,而大头针有磁性,那么也会出现这样的情形,则甲图实验不能判断钢棒有磁性。
(2)悬挂的钢棒只进行了一次转动,那么它静止下来的指向具有一定的偶然性,由此判断钢棒不一定具有磁性。
(3)根据丙图可知,钢棒吸引小磁针。小磁针本身有磁性,如果钢棒没有磁性,那么也会出现这样的情况,则无法判断钢棒有磁性。
(4)根据丁图可知,当悬挂的铁块水平向右移动时,弹簧测力计的示数发生改变,说明下面的钢棒肯定对铁块产生了力的作用,且大小不断变化,可以判断钢棒有磁性,理由是:磁体两端磁性最强,中间最弱。
13.在图中画出磁感线的方向,并标出磁体磁极。
【答案】。
课后巩固
1.a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中P点处没有磁场
B.图中的磁感线是真实存在的
C.a、b对应的磁极分别为N极和S极
D.在Q点放置小磁针,静止后N极指向a
【答案】C
【解答】解:
A、磁体的周围存在磁场,a点有磁场,故A错误;
B、为了描述磁场的性质而引入了磁感线的概念,可形象地表示磁场的性质,磁感应线不是磁场中真实存在的,故B错误;
C、磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,由图可知,a是N极,b是S极,故C正确;
D、因为磁感线上的任何一点的切线方向放在该点的小磁针的北极指向一致,所以在Q点放置小磁针,静止后N极指向b,故D错误。
2.在一个玻璃瓶中装满食用油,并混入纯净的铁粉,将油和铁粉振荡混匀后,在瓶的一端贴紧一块磁铁,如图所示,瓶内铁粉被磁铁所吸引,排成一条条曲线,呈现出明显的放射状“磁感线”。下列关于磁场和磁感线说法正确的是( )
A.磁场对铁粉产生了力的作用
B.磁铁周围的磁场分布是均匀的
C.磁铁外部的磁感线是从磁铁的南极出来,回到北极
D.瓶中的铁粉排成一条条曲线,说明磁感线是真实存在的
【答案】A
【解答】解:A、磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,磁体周围存在磁场,所以磁场对铁粉产生了力的作用,故A正确;
B、D、磁感线是为了描述(或研究)磁场方便而建立的物理模型,磁体周围的磁场分布不均匀,靠近磁体磁场强,远离磁体磁场弱,故BD错误;
C、磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来,回到南极,故C错误。
3.巴克球是一种由多个带磁性的金属圆球组成的益智玩具,借助金属球超强的磁性,可组合出众多的造型,如图所示。下列说法正确的是( )
A.巴克球周围存在磁场,不存在磁感线
B.巴克球对放入其磁场中的金属有磁力的作用
C.巴克球周围磁场的方向都是向一个方向的
D.巴克球周围的磁场分布是均匀的
【答案】A
【解答】解:A.磁感线是人为规定的,不是客观存在的。巴克球周围存在磁场,不存在磁感线,故A正确,符合题意;
B.巴克球对放入其中的铁钴镍等磁性材料有力的作用,故B错误,不符合题意;
C.巴克球周围各点的磁场方向是不同的,因为是各点的切线方向,故C错误,不符合题意;
D.磁性金属球的磁场疏密不同,所以分布是不均匀的,故D错误,不符合题意。
4.在战国时期,我国就已经开始利用天然磁石制作指南针,北宋时期,更是发展出了人工制造磁铁的技术,充分体现了人类对自然界的不断探索与认知。请回答下面小题。
北宋《武经总要》记载:把铁片剪成鱼形,放在火里烧红并趁热夹出,顺南北方向摆放,因受地磁场的作用,冷却后就做成了“指南鱼”,下列模型能表示“指南鱼”周围磁感线分布的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:根据课本知识可知,磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的,故B正确,ACD错误。
5.科学研究中常引入符号和模型。模型可用来表达研究对象的特征信息,符号能简单明了地表示事物。一根条形磁铁断裂成二段(如图所示),则①、②处对应的磁极及磁感线是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:任意磁铁均有两个磁极,一个为N极,另一个为S极,断开后,每一段均有两个磁极,由此可以判断分别①、②处对应的磁极为S和N极,且在磁体外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,由此可判断只有D正确,ABC错误。
6.如图所示,条形磁铁固定在水平地面上,用沿水平方向的拉力F把重为G的小铁块从条形磁铁的N极匀速拉到S极,对此过程中拉力F的大小,下列说法正确的是( )
A.始终不变 B.由大变小
C.由小变大 D.先变小再变大
【答案】D
【解答】解:当小铁块从磁铁一端匀速滑到另一端的过程中,因为条形磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱,因此磁铁对小铁块的吸引是先变小再变大。那么,小铁块对磁铁的压力相应的也是先减小再变大。而压力又影响到摩擦力的大小,所以摩擦力也是先变小再变大。又因为是匀速运动,拉力F和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以拉力F和摩擦力一样也是先减小后增大。
7.如图所示,小磁针在条形磁体作用下处于静止状态。
(1)请标出小磁针的N极。
(2)用箭头标出条形磁体磁感线的方向。
【答案】条形磁体的左端为N极,右端为S极,则小磁针的左端为S极,右端为N极,在磁体外部磁感线从N极流向S极,故磁感线方向如图所示:
8.磁场越强的地方,磁感线分布越 (填“密”或“疏”)。磁感线上任意一点的 方向表示该点的磁场方向。
【答案】密;切线
【解析】根据对磁感线特点的理解分析解答。
【解答】磁场越强的地方,磁感线分布越密。磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向。
9.教室里自由悬挂的小磁针能指南北方向,是因为地球周围存在磁场。
(1)小磁针的北极指向地理北方,是因为地磁场的________极在地理的北极附近。
(2)据科学家推断,地球的磁场方向会随时间发生改变,下列哪些现象支持科学家的推断 。
A.不同时期海底熔岩冷却形成的岩石中铁磁性物质的磁场方向不同;
B.科学家每隔一段时间对地磁场的磁极位置进行测量,发现地磁北极和地理南极间的距离会发生变化;
C.自由悬挂的小磁针在赤道上静止时指向南北方向,在地磁北极上空静止时接近竖直方向。
【答案】(1)南(或S) (2)A,B
【解析】(1)根据磁极之间的相互作用规律判断;(2)分析各个选项中描述的现象是否与地磁场的方向改变有关即可。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的北极肯定与地磁南极相互吸引。因为小磁针的北极指向地理北方,所以地磁场的南极在地理北极附近。
(2)A.不同时期海底熔岩冷却形成的岩石中铁磁性物质的磁场方向不同,即地磁场方向发生改变,故A符合题意;
B.科学家每隔一段时间对地磁场的磁极位置进行测量,发现地磁北极和地理南极间的距离会发生变化,即地磁场的方向发生改变,故B符合题意;
C.自由悬挂的小磁针在赤道上静止时指向南北方向,在地磁北极上空静止时接近竖直方向,只能说明地磁场的方向,而不能说明它们在发生改变,故C不合题意。
10.小明学习了“电与磁”后进行了如下两图的实验。请回答下列问题:
(1)甲图实验中,悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南,一端指北,由此判断钢棒________(选填“一定有”或“可能有”)磁性。
(2)乙图实验中,弹簧测力计下挂一条形磁铁,沿着另一条形磁铁自左向右水平方向移动时,弹簧测力计的示数将 。(选填字母)
A.不变 B.逐渐增大 C.先增大后减小 D.先减小后增大
【答案】(1)可能有 (2)B
【解析】(1)所有的磁体都有指南北的性质;
(2)磁体的两端磁性最强,中间磁性最弱。首先根据磁极之间的相互作用规律判断悬挂的条形磁铁受到的磁力方向,然后根据二力平衡分析测力计的示数变化。
【解答】(1)甲图实验中,悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南,一端指北。由于没有经过多次确认它是否一直指南北,由此判断钢棒可能有磁性。
(2)悬挂的磁铁从左端到中间的过程中,它受到向上的排斥力,且排斥力越来越小,根据F拉=G-F排斥可知,测力计的示数逐渐增大。
悬挂的磁铁从中间到右端的过程中,它受到向下的吸引力,且吸引力越来越大,根据F拉=G+F吸引可知,测力计的示数增大。
则在悬挂的测力计移动的过程中,测力计的示数将逐渐增大。故选B。
11.小宇参加了学校的研究性学习小组,探究了“磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下:将一条形磁体的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁体加热,如图甲所示,经过一段时间后,当磁体被烧红时,发现铁钉纷纷落下。
(1)从小宇的实验可得出的初步结论是 。
(2)根据这一结论,小宇大胆设计了一个温度报警器,如图乙所示,请简述它的工作原理:当温度逐渐升高时,磁体的 减弱直至消失,无法 (填“排斥”或“吸引”)弹簧开关,弹簧开关向下恢复原状,下面的电路被接通,电铃报警。
(3)根据这一现象,你认为生活中要保持磁体的磁性不减弱,应注意什么?
【答案】(1)温度越高,磁体的磁性越弱
(2)磁性;吸引
(3)不让磁体靠近高温热源
【解析】(1)根据吸引铁钉的数量判断磁场的强弱,从而得到磁体的磁性与温度的变化规律。
(2)根据图乙可知,正常情况下,弹簧开关被上面的磁铁吸引,从而将下面电铃所在的电路断开。当温度升高后,确定磁场强弱变化,进而确定弹簧开关的位置变化,根据电路的状态说明电铃是否能够发声报警即可。
【解答】(1)根据“经过一段时间后,当磁体被烧红时,发现铁钉纷纷落下”可知:温度越高,磁体的磁性越弱。
(2)根据这一结论,小宇大胆设计了一个温度报警器,如图乙所示,请简述它的工作原理:当温度逐渐升高时,磁体的磁性减弱直至消失,无法吸引弹簧开关,弹簧开关向下恢复原状,下面的电路被接通,电铃报警。
(3)磁铁遇到高温磁性会减弱,因此应该注意:不让磁体靠近高温热源。
12.在项目化学习中,小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针,指南针制作过程如下:
步骤Ⅰ:取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦缝衣针10余次(如图甲),使缝衣针磁化。
步骤Ⅱ:将1张硬壳卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧,如图乙所示,用1块橡皮和1枚大头针做成支座,将插有缝衣针的卡纸水平支起。
步骤Ⅲ:用当地的地图确定简易指南针所指的方向。
步骤Ⅳ:在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表(节选)
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
指针磁性强,且能自
由转动
指针磁性强,不能自
由转动
指针磁性弱,不能自
由转动
指标二
能准确指示南北方
向,能保持平衡
能指示南北方向,不
能保持平衡
不能指示南北方向,
不能保持平衡
(1)将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖位置应标为 极。
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,应如何操作 。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平,请你对该指南针提出合理的改进建议: 。
【答案】(1)S;(2)可以将自制的指南针放在水平支架上,静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较;(3)调整指南针的重心位置。
【解答】解:(1)将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖位置应标为S极。
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,可以将自制的指南针放在水平支架上,静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平,可以调整指南针的重心位置。
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