一、磁体与磁场（高效培优讲义）物理苏科版九年级下册

一、磁体与磁场 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 磁体、磁性与磁极 1 题型2 磁化现象及其应用 4 题型3 磁场与磁感线 9 题型4 地球的磁场 12 【能力培优练】 17 【链接中考】 21 【重难题型讲解】 题型1 磁体、磁性与磁极 1. 认识磁体 物理学中将能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，而具有磁性的物体被称为磁体。 中国是世界上最早研究磁现象的国家，早在公元前4世纪的《管子》中就有关于磁现象的记载，后来的司南、指南针都是磁体的伟大应用。 【注意】①磁体具有吸铁性，能够吸引铁、钴、镍等物质，但并不是所有金属（如铜、铝）都会被吸引。 ②磁体具有指向性，在水平面内自由转动静止后，总是一端指南、一端指北。 ③与电荷间相互作用不同，磁性是吸引特定物质的能力，并不是吸引所有轻小物体。 2. 磁体的基本性质与磁极 概念 定义及其解释 关键点 磁性 物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。 只有铁钴镍等物质会被磁铁吸引，其他金属不会，同时磁体也不具有吸引轻小物体的性质。 磁体 具有磁性的物体。 分为天然磁体（如磁石）和人造磁体（如条形磁铁）。 磁极 磁体上磁性最强的部分。 每个磁体都有两个磁极，且无论分成多少段，每一段仍然有两个磁极。 N（S）极 自由悬挂静止后，指北的一端叫北极（N极），指南的一端叫南极（S极）。 注意：N极指北，S极指南，这是规定，不能记反。 磁极间的相互作用 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 这是判断磁极性质的基本规律，也是磁悬浮技术的基础。 ★特别提醒 磁极不可分割：一个条形磁铁不慎从中间断为两段，不会出现一段只有N极、一段只有S极的情况，而是每一段都成为一个独立的新磁体，各自都有N极和S极。 磁性分布不均：磁体的两端（磁极）磁性最强，中间磁性最弱，几乎没有磁性。这一特点在判断物体是否具有磁性时非常重要。 3. 判断物体是否具有磁性的方法 判断方法 操作与现象 原理 一、吸引铁磁性物质法 用待测物体靠近铁钉、大头针等铁磁性物质。若能够吸引，则物体具有磁性。 磁体的基本性质是能够吸引铁、钴、镍等物质。 二、指向性法 将物体用细线悬挂并在水平面内自由转动，静止时观察是否总指向南北方向。 磁体具有指向性，非磁体没有固定指向。 三、磁极间的相互作用 将物体靠近已知磁极的小磁针，观察相互作用。 ①若与小磁针排斥，则物体一定有磁性（因为只有磁体之间才能发生排斥）； ②若与小磁针吸引，则物体可能有磁性，也可能没有磁性（因为磁体可以吸引非磁体，非磁体也可被磁体吸引）。 【典例1-1】如图所示，是一款由磁吸头和普通充电线组成的新型充电线。使用时将磁吸头插入手机，当充电线头靠近磁吸头时，会自动吸附在一起对手机进行充电。下列有关分析正确的是（　　） A．自动吸附利用了同名磁极相互吸引 B．充电线头内一定有磁性材料或磁体 C．磁吸头内的磁体周围存在磁感线 D．磁吸头内的磁体只有一个磁极 【跟踪训练1】将两根完全相同的条形磁体A的N极和条形磁体B的S极靠近铁屑的上方，两磁极未紧靠在一起时吸附一定量的铁屑，如图所示。若将两磁极紧靠在一起，则连接处吸附的铁屑会 （选填“增加”“不变”或“减少”），理由是 。 【跟踪训练2】将一根金属棒的一端靠近磁针的N、S极都被吸引，则它（　　） A．一定是磁体 B．可能是不带磁性的铁棒 C．可能是铜棒 D．无法判断 【典例1-2】实验室有一根钢棒，下列做法中，能确定该钢棒原来就具有磁性的是（　　） A．用钢棒的一端去吸引铜块，不能吸引 B．用钢棒的一端去吸引铁屑，能吸引 C．用钢棒的一端靠近小磁针，小磁针转动 D．将钢棒的一端吸在条形磁体上，用钢棒的另一端去吸引铁屑，能吸引 【跟踪训练1】将钢条甲、乙的一端分别靠近小磁针的N极（或S极）。当钢条甲靠近时，小磁针自动远离；当钢条乙靠近时，小磁针自动靠近。由此可知（　　） A．钢条甲、乙均有磁性 B．钢条甲、乙均无磁性 C．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性 D．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性 【跟踪训练2】将A、B、C三块钢块（可能具有磁性）悬挂起来，它们彼此靠近时的情形如下图所示。下列判断正确的是（　　） A．若A、C靠近，可能会相互排斥 B．若A、C靠近，一定会相互排斥 C．因为A、B相互吸引，B、C相互排斥，所以只有B是磁体 D．因为A、B相互吸引，B、C相互排斥，所以A、B、C都是磁体 题型2 磁化现象及其应用 1. 磁化现象 磁化是指使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。中国西晋时期，人们就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，利用地磁场进行磁化，制成了“指南鱼”。 【注意】 ①不是所有物体都能被磁化，只有磁性物质（铁、钴、镍及其合金）才能被磁化。 ②磁化后的物体，其磁性保持时间取决于材料的性质。 2. 磁化现象的分类与应用（拓展认识） 类别 特点 常见材料 应用与实例 软磁化 容易被磁化，但磁性也容易消失（去磁） 铁棒、软铁 电磁铁的铁芯、变压器铁芯——需要磁性时存在，不需要时磁性迅速消失。 硬磁化 被磁化后，磁性能够长期保持 钢棒 制作永磁体、指南针、扬声器磁铁。 磁化方式 ①靠近或接触磁体；②用磁体沿同一方向摩擦；③通电流（电磁铁原理） 用磁铁摩擦钢针制作指南针 磁化的方向性：用磁体摩擦钢针时，摩擦的方向决定了钢针磁极的极性。通常最后离开钢针的那一端，其极性与摩擦用的磁极相反。 一元硬币能被磁铁吸引：因为我国的一元硬币中含有镍等铁磁性材料，靠近磁铁时被磁化，从而被吸引，不代表硬币是“铁”做的。 ★特别提醒 使磁体失去磁性的方法：高温加热、剧烈敲击、放入交变磁场中。 指南鱼制作中“加热后快速冷却”的过程，实际上是利用高温退磁后再在地磁场中重新磁化定向。 【典例2-1】【细心观察，勤于思考】 (1)如图甲所示，将小铁钉靠近磁体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，给磁体加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁体的磁性可能与 有关。 (2)如图丙所示，用一个磁性很强的磁体球靠近一块铝板，铝板 （选填“能”或“不能”）被吸引。 【跟踪训练1】如图所示，用条形磁体使回形针竖直静止在空中，细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是（　　） A．回形针上端被磁化成S极 B．回形针受到磁体的吸引力与自身的重力是一对平衡力 C．回形针对磁体没有吸引力 D．剪断细线，回形针将向上运动 【跟踪训练2】磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与他们的探究并解决一些问题。 (1)如图（a）所示，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，显示磁体对铁钉吸引力的大小。铁钉的放置有图（b）中的甲、乙两种方法，依据 的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中 的方法。 (2)选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同、材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中、 磁体与纸片之间放入的物体 不放物体 铁板 镍板 铝板 陶瓷板 玻璃板 塑料板 吸引铁钉数量/个 4 1 1 3 3 3 3 ①分析数据可以得出，在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引铁钉的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响 ，即对磁性屏蔽效果明显。 ②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是 。 ③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同。据此，你提出一个值得探究的问题： 。 (3)他们在纸片上分别放入形状和 相同、面积不同的铁板，发现铁板面积越大，吸住的铁钉数量越少。 【典例2-2】磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究“磁体对回形针吸引力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关”，请你参与探究并解决一些问题： (1)如图甲所示，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同物体时，通过比较纸片下面能吸附的回形针数量，显示磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有乙、丙两种方法，依据 的原理，回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中 的方法； (2)选择正确方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的回形针个数，多次实验后将数据记录在下表中： 磁体与纸片之间放入的物体 不放物体 铁板 镍板 铝板 陶瓷板 玻璃板 塑料板 吸引回形针数量/个 4 1 1 3 3 3 3 ①分析数据，可以得出：在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量 ，说明铁板和镍板对吸引力的影响 ，即对磁性屏蔽效果明显； ②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是 。 (3)他们在纸片上分别放入形状和 相同、面积不同的铁板。发现铁板面积越大，吸住的回形针数量越少。 【跟踪训练1】古籍《武经总要》中记载，将空腔鱼形铁烧红后，让铁鱼头尾指向南北放入水中冷却，随后使之漂浮在水中，就制成了“指南鱼”（如图所示）。下列与磁现象相关的说法错误的是（　　） A．指南鱼静止时总是有一端指向南极附近，这是因为地磁场的北极在地理南极附近 B．用一个条形磁体靠近指南鱼，指南鱼会被吸引或排斥，这表明磁体间的相互作用是通过磁场发生的 C．指南鱼被磁化后，磁性不会消失，属于永磁体 D．若将指南鱼放在通电直导线附近，当导线中有电流通过时，指南鱼可能会发生偏转，这是电流的磁效应造成的 【跟踪训练2】阅读下面短文回答问题 磁化与磁记录 一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫磁化（magnetization）。 铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁，当磁体靠近它或者与它接触时，便有了吸引钢铁的性质，这就是被磁化了。软铁磁化后磁性很容易消失，称为软磁性材料；钢等物质在磁化后，磁性能够保持，称为硬磁性材料.硬磁性材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息。 录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。 录音时，声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场，磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同的磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。 放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经过放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。 随着技术的不断进步，磁记录与人们的关系越来越密切.录音带，录像带，电脑中的磁盘，打电话的磁卡，银行的信用卡，还有磁卡式车票等等，都是用磁来记录信息的.磁记录技术提高了工作效率，给生活带来了很大的方便。 通过阅读上述材料，回答下面的问题： （1）电磁起重机的主要部件之一是电磁铁，电磁铁适合用 （选填“软”或“硬”）磁性材料制成； （2）两根缝衣针，一个按扣，一只大头针和一块橡皮，就可以做一个指南针。用橡皮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个孔，放在底座的针尖上，这就是一个小指南针，如图所示。如果图中指南针静止下来后，针尖指南，那说明针尖被磁化成了 极（选填“N”或“S”）； （3）录音机在把声信号变成磁信号的过程中，要先把声音转变成 ； （4）通过磁化实现的磁记录给我们的生活带来了方便，但有时也会带来麻烦，如彩色电视机显象管磁化后色彩失真。结合生活经验再列举一个磁化会带来麻烦的事例，并说出避免措施。 事例： ； 措施： 。 题型3 磁场与磁感线 1. 磁场——看不见摸不着的特殊物质 磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质，叫做磁场。磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。 【注意】 ①磁场是真实存在的，它对放入其中的磁体产生磁力的作用。 ②磁场有方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁场方向。 2. 磁感线——描述磁场的假想曲线 磁场是真实存在的物质，但磁场看不见也摸不着，为了方便描述磁场。我们人为定义了磁感线这一概念。磁感线是人为画出的假想曲线，实际并不存在。 磁感线的方向：磁感线是一些闭合的曲线，磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向。磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极；内部从S极回到N极，形成闭合曲线。（与电流方向类似，电源外部正极流向负极，电源内部负极流向正极）。 磁场的强弱：可以通过磁感线的疏密程度反应。磁感线分布越密的地方，磁场越强；越疏的地方，磁场越弱。且任何两条磁感线都不会相交，因为每一处的磁场是唯一的。 3. 常见磁场的磁感线分布 磁场类型 磁感线分布特点 图示 条形磁铁 外部：从N极出发，回到S极，呈弧线分布；两端密，中间疏 蹄形磁铁 形状像U形，外部磁感线从一极（N）到另一极（S），在开口处较分散 同名磁极间 磁感线从N极指向S极，相互连接，分布较均匀 异名磁极间 磁感线相互排斥、不相连，呈相斥状 ★特别提醒 磁场方向即该处磁感线方向即小磁针N极指向：这三个概念是统一的——磁场中某点的方向，就是该点磁感线的切线方向，也就是小磁针静止时N极所指的方向。 磁感线是闭合曲线：很多同学误以为磁感线只从N到S就结束了，实际上在磁体内部，磁感线是从S指向N的，形成闭合曲线。 【典例3-1】如图所示，将大的条形磁铁中间挖去一块，放入一个可以自由转动的小磁针。当小磁针静止时，它的N极应指向（　　） A．左边a B．右边c C．上边b或下边d D．不能确定 【跟踪训练1】下列说法中正确的是 A．磁场中不同点的磁场方向一定不同 B．磁感线可以是直线，也可以是曲线，但任意的两条磁感线都不会相交 C．磁感线总是从N极指向S极 D．不同的小磁针在磁场中的某一固定点，静止时N极指向可能不同 【跟踪训练2】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．指南鱼的磁感线真实存在 B．指南鱼的腹部磁性最强 C．指南鱼不会被其他磁体吸引 D．指南鱼的鱼头应标注“N”极 【典例3-2】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”。如图，“柢”即握柄，是磁体的 极，小丽在探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向时，先将小磁针放在条形磁体周围，小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。接下来，小丽换用铁屑进一步探究，铁屑静止时其分布情况如图乙所示。只用铁屑 （选填“能”或“不能”）探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向。 【跟踪训练1】外形相同的甲、乙两钢棒按照图-1所示位置放置，发现两棒相互吸引，说明 一定有磁性；图-2中，圆环内有一条形磁体，环外是小磁针静止时的情景，则条形磁体的N极在 （选填“A”“B”“C”或“D”）点附近。 【跟踪训练2】(1)请在图中标出右边磁体的磁极和磁场的磁感线方向。 (2)下图是放在磁体周围小磁针静止时的示意图，请在图中标出磁感线的方向，并标出磁体的N、S极。 题型4 地球的磁场 1. 地球是一个大磁体 指南针能指示南北的原因是地球本身是一个巨大的磁铁，并在其周围空间中形成磁场，我们将地球形成的磁场叫做地磁场。 关于地磁场的相关说明： ①地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。 ②地理的南北极与地磁场的南北极并不相同，地磁南极在地理北极附近，同理地磁北极在地理南极附近，且并不重合，存在一个夹角，这个角被称为磁偏角。 2. 地磁场的特点及应用 内容 关键注意事项 地磁极位置 地磁N极位于地理南极附近，地磁S极位于地理北极附近。 注意颠倒：地理北极附近是地磁S极，地理南极附近是地磁N极。 指南针原理 指南针（磁体）静止时N极指北、S极指南，是因为受到地磁场的作用。 磁针的N极指向地理北极，是因为它被地磁S极吸引。 磁偏角 地磁南北极与地理南北极并不重合，存在夹角，称为磁偏角。 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了磁偏角。 生物导航 信鸽候鸟等生物能够利用地磁场进行导航和定向。 若在信鸽身上绑一块磁体，会干扰其对地磁场的感知，使其迷失方向。 地磁场的保护作用：地磁场能够阻挡来自太阳的带电粒子流（太阳风），保护地球上的生命。当这些带电粒子进入地磁场时，会在地球两极附近产生美丽的极光。 【典例4-1】中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东。”下列说法正确的是（　　） A．地磁场的极在地球上地理的北极附近 B．铁针具有磁性是磁石将磁性传递给了它 C．小磁针指南北方向是因为受地磁场作用 D．“微偏东”是因东半球磁性比西半球强 【跟踪训练1】若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（   ） A． B． C． D． 【跟踪训练2】小磁针静止时N极会自动转向地球的 （选填“北”或“南”）方，因为地球本身就相当于一个巨大的磁体，它的形状跟 的磁场相似，如图所示，是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，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N极指向 （选填“P”或“Q”）｡ 【典例4-2】地磁场的形状跟 （选填“蹄形”或“条形”）磁体的磁场相似。在水平桌面上横放一根条形磁体，用弹簧测力计悬挂一个铁块，置于磁体中间的上方，让铁块与磁体在相距一定距离的情况下保持平衡，如图所示。在弹簧测力计沿水平方向朝N极那端移动的过程中，它的示数变化情况是 （“变小”、“变大”或“先变小后变大”） 【跟踪训练1】如图，在弹簧测力计下悬挂一个小磁体，提着弹簧测力计向右缓慢移动，小磁体下端沿图示水平路线从点缓慢移到点。下列图像能反映弹簧测力计示数随位置变化情况的是（　　） A． B． C． D． 【跟踪训练2】磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题。 （1）如图甲，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的回形针数量，显示磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有乙、丙两种方法，依据二力平衡的原理，回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中 （填“乙”或“丙”）所示的方法。 （2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的回形针个数，多次实验后将数据记录在下表中。 磁体与纸片间放入的物体 吸引回形针数量/个 不放物体 4 铁板 1 镍板 1 铝板 3 陶瓷板 3 玻璃板 3 塑料板 3 分析数据，可以得出，在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量明显减少，说明铁板和镍板对吸引力的影响 （选填“较小”或“较大”），即对磁性屏蔽效果明显。 （3）铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是 。 （4）日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象。请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，写出一种保护磁卡磁性的方法 。 【能力培优练】 1．“创新”小组的同学们将一根缝衣针用条形磁铁磁化后，穿过一块塑料泡沫，放在水中漂浮在水面上，制成了一个“水浮式”指南针（如图所示）。下列说法正确的是（   ） A．指南针能够漂浮在水面上，是因为受到地磁场的作用 B．静止时指南针的针尖指向北方，则指南针的针尖为N极 C．指南针所在位置存在地球的磁感线，只不过肉眼看不见 D．缝衣针消磁后不再指向南北，其所处位置将不存在地磁场 2．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．磁针只有一个磁极 B．指南的“针锋”是磁针的S极 C．北京地区的地磁场方向大致由北向南 D．地磁场N极与地理南极完全重合 3．人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据古籍《武经总要》中记载，将空腔鱼形铁烧红后，让铁鱼头尾指向南北放入水中冷却，随后使之漂浮在水中，制成了“指南鱼”，如图所示。下列判断正确的是（  ） A．“指南鱼”周围存在磁感线 B．“指南鱼”是依靠地磁场获得磁性的 C．“指南鱼”不同位置磁性强弱不同，腹部磁性最强 D．“指南鱼”在水中静止时，鱼头指向地磁场的北极 4．如图所示，是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（　　） A．A有磁性、B没有磁性 B．A没有磁性、B有磁性 C．都有磁性 D．无法判断有没有磁性 5．如图所示，弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体从右至左匀速运动至其S极完全通过铁块下方的过程中，下列叙述正确的是（　　） A．弹簧测力计的示数先变小后变大 B．弹簧测力计的示数先变大后变小 C．弹簧测力计的示数一直变大 D．弹簧测力计的示数一直不变 6．有甲、乙两根外形、颜色都相同的钢棒，两端没有任何标记，其中有一根是永磁体。现将甲水平放置，手握乙从甲的一端移向另一端，如图所示，若移动过程中手感到受力均匀，则可以肯定 （选填“甲”或“乙”）是永磁体。 7．如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，P对Q的吸引力为 ，地面对Q的支持力为 。 8．如图所示为磁悬浮灯，灯座内有电磁铁，灯头内有磁体和线圈，接通电源后，灯泡可以悬浮在空中是因为同名磁极相互 。磁悬浮灯的灯座和灯泡间的磁场分布可能为图 （选填字母）所示。 9．“指南针”是我国四大发明之一，利用指南针能够辨别方向，是因为指南针受到了 的作用。某校研学活动组织学生参观市科技馆，一位同学用一根不知有无磁性的铁棒的端靠近一根悬挂的条形磁体的极时，磁体靠近铁棒，如图甲，由此可知铁棒 （选填“一定”或“可能”）带有磁性；若改将铁棒的端靠近悬挂的条形磁体的极时，磁体远离铁棒，如图乙，则可判断铁棒端为 （选填“”或“”）极。 10．司南是古代用于辨别方向的一种仪器。如图所示，用天然磁铁矿石打磨成一个勺子放在一 个光滑的盘上，盘上刻着方位，静止时勺子的长柄指向南方是因为受到 的作用， 则司南的勺柄是 （N/S）极，司南下方的金属盘需要用 （铜/铁）来制作。 11．小谦在探究磁极间相互作用规律时发现：磁极间的距离不同，作用力大小也不同。他想，磁极间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？ (1)你的猜想是 。 (2)小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁极间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化）来判断磁极间力的变化，用到的科学方法是 法。 (3)小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越 。小月认为这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁极间的相互作用规律，还需研究甲、乙两块磁体相互 时，磁极间作用力与距离的关系。 12．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想： 猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）； 猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）： 猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）； 为了验证其他猜想，他们进行了如下实验： （1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的； （2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的； （3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的； （4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，停止时如图已所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力 ； A．等于G B．小于2G C．等于2G D．大于2G （5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab Lbc；（填“大于”、“等于”或“小于”） （6）扬声器通上电，播放音乐，将电能转化为 ，扬声器在不断地振动，并由此得出声音是由物体 产生的。 【链接中考】 1．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是我国宋代的指南龟，将条形磁石装入木龟腹内，针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹针之上，使竹针尖撑于龟体的重心正上方某点，水平放置并拨动指南龟，静止后针尾指南。下列说法中正确的是（　　） A．针是铜制成的 B．针尖接触的是磁石的N极 C．针尾指南是受到地磁场的作用 D．若稍倾斜木板，则指南龟静止时一定会倾斜 2．（2025·江苏苏州·中考真题）如图所示，托架上有两个磁环，同名磁极相对，上面的磁环悬浮着，托架静止挂在弹簧测力计的秤钩上，若托架重1N，每个磁环重2N，则弹簧测力计的示数为（   ） A．1N B．3N C．4N D．5N 3.（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 4．（2025·江苏镇江·二模）2025 年7月，中国科学院将开启“太阳风如何与地球磁场相互作用”项目研究。“太阳风”是从太阳射出的超声速带电粒子流，地球两极地区绚丽多彩的极光，是太阳风的带电粒子进入地球高层大气时，大气中的原子和分子被碰撞、激发，所辐射出的光芒。太阳风的速度至少超过了 （选填“3×108m/s”或“340m/s”），太阳风经过的区域内 （选填“产生”或“不产生”）新的磁场；地球两极地区绚丽多彩的极光 （选填“属于”或“不属于”）光的色散现象。 5．（2025·江苏泰州·一模）小明购买一环形磁铁玩具，为了解其是否具有磁性，请帮他写出辨别过程。所选器材 ，辨别方法 。在确认该磁铁有磁性后，为了解该磁铁的磁极分布，他猜想：①可能呈横向分布（如图甲），外侧为N极，内侧为S极；②可能呈纵向分布（如图乙），上端为N极，下端为S极。于是他将两个大小相同的环形磁铁沿中心轴线相互靠近（如图丙），发现它们相互排斥。再将其中一个环形磁铁翻转180°，若它们相互 ，则猜想①是正确的；若它们相互 ，则猜想②是正确的。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、磁体与磁场 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 磁体、磁性与磁极 1 题型2 磁化现象及其应用 5 题型3 磁场与磁感线 12 题型4 地球的磁场 17 【能力培优练】 23 【链接中考】 31 【重难题型讲解】 题型1 磁体、磁性与磁极 1. 认识磁体 物理学中将能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，而具有磁性的物体被称为磁体。 中国是世界上最早研究磁现象的国家，早在公元前4世纪的《管子》中就有关于磁现象的记载，后来的司南、指南针都是磁体的伟大应用。 【注意】①磁体具有吸铁性，能够吸引铁、钴、镍等物质，但并不是所有金属（如铜、铝）都会被吸引。 ②磁体具有指向性，在水平面内自由转动静止后，总是一端指南、一端指北。 ③与电荷间相互作用不同，磁性是吸引特定物质的能力，并不是吸引所有轻小物体。 2. 磁体的基本性质与磁极 概念 定义及其解释 关键点 磁性 物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。 只有铁钴镍等物质会被磁铁吸引，其他金属不会，同时磁体也不具有吸引轻小物体的性质。 磁体 具有磁性的物体。 分为天然磁体（如磁石）和人造磁体（如条形磁铁）。 磁极 磁体上磁性最强的部分。 每个磁体都有两个磁极，且无论分成多少段，每一段仍然有两个磁极。 N（S）极 自由悬挂静止后，指北的一端叫北极（N极），指南的一端叫南极（S极）。 注意：N极指北，S极指南，这是规定，不能记反。 磁极间的相互作用 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 这是判断磁极性质的基本规律，也是磁悬浮技术的基础。 ★特别提醒 磁极不可分割：一个条形磁铁不慎从中间断为两段，不会出现一段只有N极、一段只有S极的情况，而是每一段都成为一个独立的新磁体，各自都有N极和S极。 磁性分布不均：磁体的两端（磁极）磁性最强，中间磁性最弱，几乎没有磁性。这一特点在判断物体是否具有磁性时非常重要。 3. 判断物体是否具有磁性的方法 判断方法 操作与现象 原理 一、吸引铁磁性物质法 用待测物体靠近铁钉、大头针等铁磁性物质。若能够吸引，则物体具有磁性。 磁体的基本性质是能够吸引铁、钴、镍等物质。 二、指向性法 将物体用细线悬挂并在水平面内自由转动，静止时观察是否总指向南北方向。 磁体具有指向性，非磁体没有固定指向。 三、磁极间的相互作用 将物体靠近已知磁极的小磁针，观察相互作用。 ①若与小磁针排斥，则物体一定有磁性（因为只有磁体之间才能发生排斥）； ②若与小磁针吸引，则物体可能有磁性，也可能没有磁性（因为磁体可以吸引非磁体，非磁体也可被磁体吸引）。 【典例1-1】如图所示，是一款由磁吸头和普通充电线组成的新型充电线。使用时将磁吸头插入手机，当充电线头靠近磁吸头时，会自动吸附在一起对手机进行充电。下列有关分析正确的是（　　） A．自动吸附利用了同名磁极相互吸引 B．充电线头内一定有磁性材料或磁体 C．磁吸头内的磁体周围存在磁感线 D．磁吸头内的磁体只有一个磁极 【答案】B 【详解】A．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。自动吸附的原理是异名磁极相互吸引，故A错误； B．磁吸头与充电线头能自动吸附，说明两者中至少有一个是磁体，另一个是磁性材料（如铁、钴、镍）或磁体，因此充电线头内一定含有磁性材料或磁体，故B正确； C．磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想线，并不是真实存在的物质，磁体周围存在的是磁场，而不是磁感线，故C错误； D．任何磁体都有两个磁极（N极和S极），不存在只有一个磁极的磁体，故D错误。 故选B。 【跟踪训练1】将两根完全相同的条形磁体A的N极和条形磁体B的S极靠近铁屑的上方，两磁极未紧靠在一起时吸附一定量的铁屑，如图所示。若将两磁极紧靠在一起，则连接处吸附的铁屑会 （选填“增加”“不变”或“减少”），理由是 。 【答案】 减少 见详解 【详解】[1][2]若将两磁极紧靠在一起，则连接处吸附的铁屑会减少。因为，两磁体紧靠在一起后相当于一个大磁体，磁体两端磁性最强，中间磁性最弱，所以连接处吸附的铁屑会减少。 【跟踪训练2】将一根金属棒的一端靠近磁针的N、S极都被吸引，则它（　　） A．一定是磁体 B．可能是不带磁性的铁棒 C．可能是铜棒 D．无法判断 【答案】B 【详解】A．如果金属棒是磁体，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，它靠近磁针的N极或S极时，必然会与其中一个磁极排斥，不可能N、S极都被吸引，所以金属棒一定不是磁体，故A不符合题意； B．铁属于磁性材料，不带磁性的铁棒会被磁针吸引，所以金属棒可能是不带磁性的铁棒，故B符合题意； C．铜不是磁性材料，磁针不能吸引铜棒，所以金属棒不可能是铜棒，故C不符合题意； D．通过前面的分析，我们可以判断出结果，并非无法判断，故D不符合题意。 故选B。 【典例1-2】实验室有一根钢棒，下列做法中，能确定该钢棒原来就具有磁性的是（　　） A．用钢棒的一端去吸引铜块，不能吸引 B．用钢棒的一端去吸引铁屑，能吸引 C．用钢棒的一端靠近小磁针，小磁针转动 D．将钢棒的一端吸在条形磁体上，用钢棒的另一端去吸引铁屑，能吸引 【答案】B 【详解】A．铜不是磁性材料，磁体不能吸引铜块，所以钢棒不能吸引铜块是正常现象，这不能说明钢棒原来就具有磁性，因为不具有磁性的钢棒同样不能吸引铜块，所以该选项不能确定钢棒原来具有磁性，故A不符合题意； B．磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，如果钢棒能吸引铁屑，说明钢棒具有磁性。因为只有磁体才能吸引铁屑，所以可以确定该钢棒原来就具有磁性，该选项能确定钢棒原来具有磁性，故B符合题意； C．小磁针转动可能有两种情况：一是钢棒原来具有磁性，异名磁极相互吸引使小磁针转动；二是钢棒原来没有磁性，当钢棒靠近小磁针时，小磁针被磁化，从而与钢棒相互吸引导致小磁针转动。所以仅根据小磁针转动不能确定钢棒原来就具有磁性，该选项不能确定钢棒原来具有磁性，故C不符合题意； D．当钢棒的一端吸在条形磁体上时，钢棒会被磁化，从而具有磁性，此时它的另一端能吸引铁屑，但这不能说明钢棒原来就具有磁性，有可能是被条形磁体磁化后才具有磁性的，所以该选项不能确定钢棒原来具有磁性，故D不符合题意。 故选B。 【跟踪训练1】将钢条甲、乙的一端分别靠近小磁针的N极（或S极）。当钢条甲靠近时，小磁针自动远离；当钢条乙靠近时，小磁针自动靠近。由此可知（　　） A．钢条甲、乙均有磁性 B．钢条甲、乙均无磁性 C．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性 D．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性 【答案】C 【详解】当钢条甲的一端靠近小磁针的N极（或S极）时，小磁针自动远离，说明钢条甲该端的磁极和小磁针的N极（或S极）是同名磁极，钢条甲一定有磁性。当钢条乙的一端靠近小磁针的N极（或S极）时，小磁针自动靠近，此时有两种可能：一是钢条乙该端的磁极和小磁针的N极（或S极）是异名磁极，二是钢条乙无磁性。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【跟踪训练2】将A、B、C三块钢块（可能具有磁性）悬挂起来，它们彼此靠近时的情形如下图所示。下列判断正确的是（　　） A．若A、C靠近，可能会相互排斥 B．若A、C靠近，一定会相互排斥 C．因为A、B相互吸引，B、C相互排斥，所以只有B是磁体 D．因为A、B相互吸引，B、C相互排斥，所以A、B、C都是磁体 【答案】A 【详解】ABCD．B、C相互排斥，可以确定B、C都是磁体，且B的右端与C的左端是同名磁极；A、B相互吸引，则A可能是磁体且A的右端与B的左端是异名磁极，A也可能是没有磁性的钢块。所以，A、C靠近时，若A是没有磁性的钢块，则A、C会相互吸引；若A是磁体，则A的右端与C的左端是同名磁极，此时A、C会相互排斥，故A正确，B、C、D错误。 故选A。 题型2 磁化现象及其应用 1. 磁化现象 磁化是指使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。中国西晋时期，人们就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，利用地磁场进行磁化，制成了“指南鱼”。 【注意】 ①不是所有物体都能被磁化，只有磁性物质（铁、钴、镍及其合金）才能被磁化。 ②磁化后的物体，其磁性保持时间取决于材料的性质。 2. 磁化现象的分类与应用（拓展认识） 类别 特点 常见材料 应用与实例 软磁化 容易被磁化，但磁性也容易消失（去磁） 铁棒、软铁 电磁铁的铁芯、变压器铁芯——需要磁性时存在，不需要时磁性迅速消失。 硬磁化 被磁化后，磁性能够长期保持 钢棒 制作永磁体、指南针、扬声器磁铁。 磁化方式 ①靠近或接触磁体；②用磁体沿同一方向摩擦；③通电流（电磁铁原理） 用磁铁摩擦钢针制作指南针 磁化的方向性：用磁体摩擦钢针时，摩擦的方向决定了钢针磁极的极性。通常最后离开钢针的那一端，其极性与摩擦用的磁极相反。 一元硬币能被磁铁吸引：因为我国的一元硬币中含有镍等铁磁性材料，靠近磁铁时被磁化，从而被吸引，不代表硬币是“铁”做的。 ★特别提醒 使磁体失去磁性的方法：高温加热、剧烈敲击、放入交变磁场中。 指南鱼制作中“加热后快速冷却”的过程，实际上是利用高温退磁后再在地磁场中重新磁化定向。 【典例2-1】【细心观察，勤于思考】 (1)如图甲所示，将小铁钉靠近磁体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，给磁体加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁体的磁性可能与 有关。 (2)如图丙所示，用一个磁性很强的磁体球靠近一块铝板，铝板 （选填“能”或“不能”）被吸引。 【答案】(1) 磁 磁体/小磁针 S/南 温度 (2)不能 【详解】（1）[1][2][3][4]小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被磁化，所以小铁钉获得磁性；磁化后的小铁钉相当于一个小磁针（或磁体或磁铁）；小铁钉钉尖端靠近磁铁N极，所以钉尖是S极；加热一段时间后，温度升高，小铁钉掉落，磁性减弱，说明磁铁的磁性可能与温度有关。 （2）铝不是磁性材料，所以铝板不能被磁化，铝板不能被吸引。 【跟踪训练1】如图所示，用条形磁体使回形针竖直静止在空中，细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是（　　） A．回形针上端被磁化成S极 B．回形针受到磁体的吸引力与自身的重力是一对平衡力 C．回形针对磁体没有吸引力 D．剪断细线，回形针将向上运动 【答案】D 【详解】A．由于条形磁铁的S极靠近回形针，根据磁化现象，回形针会被磁化成与条形磁铁靠近端相反的磁极，即回形针上端被磁化成N极，下端被磁化成S极，故A错误； B．回形针在竖直方向上受到竖直向下的重力和细线的拉力，竖直向上的磁力，这三个力是平衡力，磁力等于回形针的重力和绳子拉力的和，故B错误； C．磁铁吸引回形针，根据物体间力的作用是相互的原理可知，回形针也吸引磁铁，有吸引力，故C错误； D．回形针受到磁铁对它向上的吸引力，向下的重力和向下的拉力，处于平衡状态，所以回形针受到的吸引力大于自身重力，当细线剪断时，回形针将向上运动，故D正确。 故选D。 【跟踪训练2】磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与他们的探究并解决一些问题。 (1)如图（a）所示，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，显示磁体对铁钉吸引力的大小。铁钉的放置有图（b）中的甲、乙两种方法，依据 的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中 的方法。 (2)选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同、材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中、 磁体与纸片之间放入的物体 不放物体 铁板 镍板 铝板 陶瓷板 玻璃板 塑料板 吸引铁钉数量/个 4 1 1 3 3 3 3 ①分析数据可以得出，在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引铁钉的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响 ，即对磁性屏蔽效果明显。 ②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是 。 ③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同。据此，你提出一个值得探究的问题： 。 (3)他们在纸片上分别放入形状和 相同、面积不同的铁板，发现铁板面积越大，吸住的铁钉数量越少。 【答案】(1) 二力平衡 乙 (2) 较大 铝不能被磁体吸引（或铝不能被磁化） 磁性屏蔽的效果与材料的导电性能是否有关 (3)厚度 【详解】（1）[1][2]铁钉受到两个力的作用：重力和磁体的吸引力，处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，应用的物理原理是二力平衡；甲图，铁钉受到的重力和磁力不在一条直线上，不是平衡力，故选乙图； （2）[1]分析数据可知，在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引的铁钉较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽的效果明显； [2]铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性的屏蔽效果不明显，原因可能是铝不是磁性物质，不能被磁化； [3]铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料都是绝缘体，从表格数据可知，它们对吸引力的影响效果相同，铁、镍、铝都是导体，它们对吸引力的影响却不同，故提出的问题是：磁性屏蔽的效果与材料的导电性能是否有关； （3）要探究屏蔽效果与铁板面积的关系，必须保持铁板的形状、厚度相同，改变面积的大小，观察吸起铁钉的数目的多少。 【典例2-2】磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究“磁体对回形针吸引力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关”，请你参与探究并解决一些问题： (1)如图甲所示，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同物体时，通过比较纸片下面能吸附的回形针数量，显示磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有乙、丙两种方法，依据 的原理，回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中 的方法； (2)选择正确方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的回形针个数，多次实验后将数据记录在下表中： 磁体与纸片之间放入的物体 不放物体 铁板 镍板 铝板 陶瓷板 玻璃板 塑料板 吸引回形针数量/个 4 1 1 3 3 3 3 ①分析数据，可以得出：在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量 ，说明铁板和镍板对吸引力的影响 ，即对磁性屏蔽效果明显； ②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是 。 (3)他们在纸片上分别放入形状和 相同、面积不同的铁板。发现铁板面积越大，吸住的回形针数量越少。 【答案】 二力平衡 乙 较少 较大 铝不能被磁化 厚度 【详解】(1)]1]回形针被吸附在纸片下面时，受到磁体的吸引力和重力的作用，处于静止状态，所以是据二力平衡的原理。 [2]实验操作时，应选择乙图中的方法，因为乙图中每个回形针都只受到磁体的吸引力和重力的作用，而丙图中，处于中间的回形针除了受到吸引力和重力的作用还受到下面的回形针的作用力，且所受的吸引力是上面的回形针磁化后的吸引力，而不是磁体本身的吸引力，故不选丙图。 (2)①[3][4]由表格数据可知，在其他条件相同时，放入铁板或镍板时，吸引的回形针数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显。 ②[5]铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不能被磁化。 (3)[6]在纸上放入的铁板应是形状和厚度都相同，面积不同，因为要探究的是吸引力与铁板面积的关系。 【跟踪训练1】古籍《武经总要》中记载，将空腔鱼形铁烧红后，让铁鱼头尾指向南北放入水中冷却，随后使之漂浮在水中，就制成了“指南鱼”（如图所示）。下列与磁现象相关的说法错误的是（　　） A．指南鱼静止时总是有一端指向南极附近，这是因为地磁场的北极在地理南极附近 B．用一个条形磁体靠近指南鱼，指南鱼会被吸引或排斥，这表明磁体间的相互作用是通过磁场发生的 C．指南鱼被磁化后，磁性不会消失，属于永磁体 D．若将指南鱼放在通电直导线附近，当导线中有电流通过时，指南鱼可能会发生偏转，这是电流的磁效应造成的 【答案】C 【详解】A．将空腔鱼形铁烧红后，让铁鱼头尾指向南北放入水中冷却，空腔鱼就被磁化；地磁场的北极在地理南极附近，指南鱼静止时总是有一端指向南极附近，指南鱼静止时指南的是南极，故A正确，不符合题意； B．磁体的周围存在磁场，条形磁体靠近指南鱼，并没有接触，就会出现吸引或排斥现象，表明磁体间的相互作用是通过磁场发生的，故B正确，不符合题意； C．指南鱼是软磁体，被磁化后磁性容易消失，不是永磁体，故C错误，符合题意； D．通电直导线周围有磁场，是电流的磁效应，会使指南鱼受力偏转，故D正确，不符合题意。 故选C。 【跟踪训练2】阅读下面短文回答问题 磁化与磁记录 一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫磁化（magnetization）。 铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁，当磁体靠近它或者与它接触时，便有了吸引钢铁的性质，这就是被磁化了。软铁磁化后磁性很容易消失，称为软磁性材料；钢等物质在磁化后，磁性能够保持，称为硬磁性材料.硬磁性材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息。 录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。 录音时，声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场，磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同的磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。 放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经过放大后使扬声器发声，这便“读”出了录音带中记录的信息。 随着技术的不断进步，磁记录与人们的关系越来越密切.录音带，录像带，电脑中的磁盘，打电话的磁卡，银行的信用卡，还有磁卡式车票等等，都是用磁来记录信息的.磁记录技术提高了工作效率，给生活带来了很大的方便。 通过阅读上述材料，回答下面的问题： （1）电磁起重机的主要部件之一是电磁铁，电磁铁适合用 （选填“软”或“硬”）磁性材料制成； （2）两根缝衣针，一个按扣，一只大头针和一块橡皮，就可以做一个指南针。用橡皮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个孔，放在底座的针尖上，这就是一个小指南针，如图所示。如果图中指南针静止下来后，针尖指南，那说明针尖被磁化成了 极（选填“N”或“S”）； （3）录音机在把声信号变成磁信号的过程中，要先把声音转变成 ； （4）通过磁化实现的磁记录给我们的生活带来了方便，但有时也会带来麻烦，如彩色电视机显象管磁化后色彩失真。结合生活经验再列举一个磁化会带来麻烦的事例，并说出避免措施。 事例： ； 措施： 。 【答案】 软 S 强弱变化的电流 磁卡消磁而不能使用 磁卡分离放置 【详解】（1）[1]电磁铁要求通电时产生磁性，而断电时应迅速退磁，所以应该采用软性材料。 （2）[2]地球是巨大的磁体，指南针指南北的原因是因为受到了地磁场的作用，指南针静止时，指向南的一端是磁体的南极（S），指向北的一端是磁体北极（N）。针尖指南，所以针尖是S极。 （3）[3]录音机在把声信号变成磁信号的过程中，要先将声信号转变成电信号，即把声音转变成强弱变化的电流，再把电信号转化成磁信号。 （4）[4][5]银行卡中含有磁性材料，磁性材料记录了信息，磁卡被消磁后，无法读出信息而不能使用；防止办法：磁卡分离放置。 题型3 磁场与磁感线 1. 磁场——看不见摸不着的特殊物质 磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质，叫做磁场。磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。 【注意】 ①磁场是真实存在的，它对放入其中的磁体产生磁力的作用。 ②磁场有方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁场方向。 2. 磁感线——描述磁场的假想曲线 磁场是真实存在的物质，但磁场看不见也摸不着，为了方便描述磁场。我们人为定义了磁感线这一概念。磁感线是人为画出的假想曲线，实际并不存在。 磁感线的方向：磁感线是一些闭合的曲线，磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向。磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极；内部从S极回到N极，形成闭合曲线。（与电流方向类似，电源外部正极流向负极，电源内部负极流向正极）。 磁场的强弱：可以通过磁感线的疏密程度反应。磁感线分布越密的地方，磁场越强；越疏的地方，磁场越弱。且任何两条磁感线都不会相交，因为每一处的磁场是唯一的。 3. 常见磁场的磁感线分布 磁场类型 磁感线分布特点 图示 条形磁铁 外部：从N极出发，回到S极，呈弧线分布；两端密，中间疏 蹄形磁铁 形状像U形，外部磁感线从一极（N）到另一极（S），在开口处较分散 同名磁极间 磁感线从N极指向S极，相互连接，分布较均匀 异名磁极间 磁感线相互排斥、不相连，呈相斥状 ★特别提醒 磁场方向即该处磁感线方向即小磁针N极指向：这三个概念是统一的——磁场中某点的方向，就是该点磁感线的切线方向，也就是小磁针静止时N极所指的方向。 磁感线是闭合曲线：很多同学误以为磁感线只从N到S就结束了，实际上在磁体内部，磁感线是从S指向N的，形成闭合曲线。 【典例3-1】如图所示，将大的条形磁铁中间挖去一块，放入一个可以自由转动的小磁针。当小磁针静止时，它的N极应指向（　　） A．左边a B．右边c C．上边b或下边d D．不能确定 【答案】A 【详解】条形磁铁内部磁感线从S极指向N极，所以图示磁铁内部的磁场方向是从c到a，而小磁针静止时N极的指向与磁场方向一致，所以N极指向左边a，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【跟踪训练1】下列说法中正确的是 A．磁场中不同点的磁场方向一定不同 B．磁感线可以是直线，也可以是曲线，但任意的两条磁感线都不会相交 C．磁感线总是从N极指向S极 D．不同的小磁针在磁场中的某一固定点，静止时N极指向可能不同 【答案】B 【详解】在物理学中，把小磁针静止时N极所指的方向定为该点的磁场方向， A、通常在一个磁体周围，不同点的磁场方向一般不同，但在匀强磁场中，小磁针在不同点时指向相同，因此磁场中不同点的磁场方向可以相同也可以不同，故A错误； B、磁感线可以使直线也可以是曲线，都是封闭的曲线，但任意两条磁感线都不会相交，故B正确； C、在磁场外部，磁感线总是从磁场的N极指向S极；在磁场内部，磁感线是从磁场的S极指向N极的，故C错误； D、在磁场中的某一固定点，小磁针静止时N极的指向相同，故D错误． 故选B． 【跟踪训练2】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．指南鱼的磁感线真实存在 B．指南鱼的腹部磁性最强 C．指南鱼不会被其他磁体吸引 D．指南鱼的鱼头应标注“N”极 【答案】D 【详解】A．磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，实际上并不存在，故A错误； B．磁体的磁性在两端最强，中间最弱。指南鱼的鱼头和鱼尾是磁极所在位置，磁性最强，而腹部位于中间，磁性最弱，故B错误； C．指南鱼本身是一个磁体，根据磁体的性质，它会被其他磁体吸引，故C错误； D．静止时指南鱼，鱼头指向北方，而北方是地磁的S极，因此鱼头应为N极，故D正确。 故选D。 【典例3-2】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”。如图，“柢”即握柄，是磁体的 极，小丽在探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向时，先将小磁针放在条形磁体周围，小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。接下来，小丽换用铁屑进一步探究，铁屑静止时其分布情况如图乙所示。只用铁屑 （选填“能”或“不能”）探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向。 【答案】 S 不能 【详解】[1]根据“司南之杓，投之于地，其柢指南”，因为地理的南极正是地磁的N极，根据异名磁极相互吸引，所以“柢”是磁体的S极。 [2]铁屑可以显示磁场的分布情况，但是无法显示磁场的方向，而探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向需要同时了解分布和方向，所以只用铁屑不能探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向。 【跟踪训练1】外形相同的甲、乙两钢棒按照图-1所示位置放置，发现两棒相互吸引，说明 一定有磁性；图-2中，圆环内有一条形磁体，环外是小磁针静止时的情景，则条形磁体的N极在 （选填“A”“B”“C”或“D”）点附近。 【答案】 甲 A 【详解】[1]由图可知，图1中的乙钢棒，水平放置，乙若有磁性，根据条形磁体的磁场分布，其中间位置的磁性很弱，几乎没有磁性。甲钢棒竖直放置，同时甲乙之间相互吸引，乙钢棒中间位置是没有磁性，说明只能是甲钢棒有磁性。 [2]分析图2可知，最左侧两个小磁针的N极都向外，小磁针的S极都指向A点，根据异名磁极相互吸引的性质可知，条形磁体的N极在A点。 【跟踪训练2】(1)请在图中标出右边磁体的磁极和磁场的磁感线方向。 (2)下图是放在磁体周围小磁针静止时的示意图，请在图中标出磁感线的方向，并标出磁体的N、S极。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）首先根据磁感线的形状判断出这是异名磁极间的磁场，标出右侧磁极是S极，然后根据磁体外部磁感线从N极到S极，标出磁感线的方向，如图所示： （2）小磁针静止时，根据磁极间的相互作用规律，N极靠近的一定是异名磁极，由此可知，两个条形磁铁都为S极；磁体外部磁感线都是从磁体N极出发，回到磁体S极，如图所示： 题型4 地球的磁场 1. 地球是一个大磁体 指南针能指示南北的原因是地球本身是一个巨大的磁铁，并在其周围空间中形成磁场，我们将地球形成的磁场叫做地磁场。 关于地磁场的相关说明： ①地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。 ②地理的南北极与地磁场的南北极并不相同，地磁南极在地理北极附近，同理地磁北极在地理南极附近，且并不重合，存在一个夹角，这个角被称为磁偏角。 2. 地磁场的特点及应用 内容 关键注意事项 地磁极位置 地磁N极位于地理南极附近，地磁S极位于地理北极附近。 注意颠倒：地理北极附近是地磁S极，地理南极附近是地磁N极。 指南针原理 指南针（磁体）静止时N极指北、S极指南，是因为受到地磁场的作用。 磁针的N极指向地理北极，是因为它被地磁S极吸引。 磁偏角 地磁南北极与地理南北极并不重合，存在夹角，称为磁偏角。 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了磁偏角。 生物导航 信鸽候鸟等生物能够利用地磁场进行导航和定向。 若在信鸽身上绑一块磁体，会干扰其对地磁场的感知，使其迷失方向。 地磁场的保护作用：地磁场能够阻挡来自太阳的带电粒子流（太阳风），保护地球上的生命。当这些带电粒子进入地磁场时，会在地球两极附近产生美丽的极光。 【典例4-1】中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东。”下列说法正确的是（　　） A．地磁场的极在地球上地理的北极附近 B．铁针具有磁性是磁石将磁性传递给了它 C．小磁针指南北方向是因为受地磁场作用 D．“微偏东”是因东半球磁性比西半球强 【答案】C 【详解】A．地球是个巨大的磁体，地磁场的S极在地理的北极附近，地磁场的N极在地理的南极附近，故A错误； B．用磁石磨铁针，铁针能指南，则铁针获得磁性，是铁针被磁化，不是磁石将磁性传递给了它，故B错误； C．地球是个巨大的磁体，所以小磁针能够指南北是受地磁场作用，故C正确； D．由于地理的两极与地磁场的两极存在磁偏角，所以小磁针指南时“微偏东”，故D错误。 故选C。 【跟踪训练1】若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】地球是一个大磁体，地磁场的形状与条形磁铁相似，地磁场的南北极与地理位置的南北极相反，并不完全重合会出现磁偏角；即地磁场的北极在地理位置的南极附近，地磁场的南极在地理位置的北极附近，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【跟踪训练2】小磁针静止时N极会自动转向地球的 （选填“北”或“南”）方，因为地球本身就相当于一个巨大的磁体，它的形状跟 的磁场相似，如图所示，是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，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N极指向 （选填“P”或“Q”）｡ 【答案】 北 条形磁体 Q 【详解】[1][2]地球相当于一个巨大的条形磁体，其N极在地理的南极附近，S极在地理的北极附近。据：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针的N极在静止时指向地球的北方。 [3]物理学中规定，磁场中自由小磁针静止时N极所指方向为磁场方向，而磁感线的方向表示磁场方向；由图示知，磁体周围的磁场方向在b点指向Q，所以小磁针的N极指向Q。 【典例4-2】地磁场的形状跟 （选填“蹄形”或“条形”）磁体的磁场相似。在水平桌面上横放一根条形磁体，用弹簧测力计悬挂一个铁块，置于磁体中间的上方，让铁块与磁体在相距一定距离的情况下保持平衡，如图所示。在弹簧测力计沿水平方向朝N极那端移动的过程中，它的示数变化情况是 （“变小”、“变大”或“先变小后变大”） 【答案】 条形 变大 【详解】[1]地磁场两端的磁性最强，地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似。 [2]条形磁体的磁场中间较弱，两个磁极磁性最强，在弹簧测力计沿水平方向朝N极那端移动的过程中，条形磁体对铁块的吸引力变强，弹簧测力计的弹簧被拉伸得更长；所以，弹簧测力计的示数变大。 【跟踪训练1】如图，在弹簧测力计下悬挂一个小磁体，提着弹簧测力计向右缓慢移动，小磁体下端沿图示水平路线从点缓慢移到点。下列图像能反映弹簧测力计示数随位置变化情况的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。当上方小磁体从点向右移动时，小磁体受到下方条形磁体的吸引力且逐渐变小，由力的平衡可知，弹簧测力计的示数将逐渐变小；经过条形磁体的中点后，小磁体受到下方条形磁体的排斥力且逐渐增大，由力的平衡可知，弹簧测力计的示数将继续变小，因此可以得出弹簧测力计的示数从点到点是逐渐变小的。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【跟踪训练2】磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题。 （1）如图甲，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的回形针数量，显示磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有乙、丙两种方法，依据二力平衡的原理，回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中 （填“乙”或“丙”）所示的方法。 （2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的回形针个数，多次实验后将数据记录在下表中。 磁体与纸片间放入的物体 吸引回形针数量/个 不放物体 4 铁板 1 镍板 1 铝板 3 陶瓷板 3 玻璃板 3 塑料板 3 分析数据，可以得出，在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量明显减少，说明铁板和镍板对吸引力的影响 （选填“较小”或“较大”），即对磁性屏蔽效果明显。 （3）铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是 。 （4）日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象。请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，写出一种保护磁卡磁性的方法 。 【答案】 丙 较大 铝不能被磁体吸引（或铝不能被磁化） 磁卡放入铁盒中（或放入含有铁、镍丝的网状包里） 【分析】（1）回形针在纸片下方处于静止状态，合力为零，明确受到的力就能确定原理；要保证回形针受到的吸引力和重力相等，两个力必须在同一直线上。 （2）磁体吸引回形针的数量多少从统计数据可以直接得到；根据回形针被吸起的数目多少，分析铁板和镍板对吸引力的影响。 （3）屏蔽效果不同的原因从不同物质的物理属性分析。 （4）根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质确定保护磁卡磁性的方法。 【详解】（1）回形针受到两个力的作用：重力和磁体的吸引力，处于静止状态，所以这两个力是一对平衡力。应用的原理是二力平衡，丙图中可以根据下方吸引的数目判断磁力强弱；乙图中，回形针平铺在吸引受力面，不容易比较数量的多少，因此选择丙图； （2）分析数据可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显； （3）铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不是磁性物质，不能被磁化； （4）由于含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显，所以可以将磁卡放在铁盒中（或放入含有铁、镍丝的网状包里），磁性就能长时间保持了。 【点睛】此实验探究的问题--不同物体的屏蔽效果与生活联系密切，实验过程充分应用了控制变量法和转换法。题目设计新颖，难度适中，充分考查学生应用物理方法解决实际问题的能力，是一道好题。 【能力培优练】 1．“创新”小组的同学们将一根缝衣针用条形磁铁磁化后，穿过一块塑料泡沫，放在水中漂浮在水面上，制成了一个“水浮式”指南针（如图所示）。下列说法正确的是（   ） A．指南针能够漂浮在水面上，是因为受到地磁场的作用 B．静止时指南针的针尖指向北方，则指南针的针尖为N极 C．指南针所在位置存在地球的磁感线，只不过肉眼看不见 D．缝衣针消磁后不再指向南北，其所处位置将不存在地磁场 【答案】B 【详解】A．指南针能够漂浮在水面上，是因为它和塑料泡沫整体受到的浮力等于它们的总重力，与地磁场无关，故A错误； B．由于受到地磁场的作用，制成的指南针能够指示南北，静止时指南针的针尖指向北方，则指南针的针尖为N极，故B正确； C．地球是一个巨大的磁体，在它周围的空间中存在地磁场，为了形象地描述磁场，我们引入了磁感线，磁场是客观存在的，而磁感线是人们为了研究方便而假想出来的曲线，磁感线是不存在的，故C错误； D．地磁场是地球本身所具有的磁场，它的存在与否与缝衣针是否具有磁性无关，缝衣针消磁后，只是不再受到地磁场的作用力而指向南北，但其所处位置的地磁场依然存在，故D错误。 故选B。 2．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．磁针只有一个磁极 B．指南的“针锋”是磁针的S极 C．北京地区的地磁场方向大致由北向南 D．地磁场N极与地理南极完全重合 【答案】B 【详解】A．磁针是一个小磁体，任何磁体都有两个磁极，故A错误； B．能自由转动的小磁针，静止时指南（地理方位）的那端即为磁针的南（S）极。故B正确； C．地磁北极在地理南极附近，磁体周围磁感线是从磁体的北极出发回到南极。所以北京地区的地磁场方向大致由南向北。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错误。 故选B。 3．人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据古籍《武经总要》中记载，将空腔鱼形铁烧红后，让铁鱼头尾指向南北放入水中冷却，随后使之漂浮在水中，制成了“指南鱼”，如图所示。下列判断正确的是（  ） A．“指南鱼”周围存在磁感线 B．“指南鱼”是依靠地磁场获得磁性的 C．“指南鱼”不同位置磁性强弱不同，腹部磁性最强 D．“指南鱼”在水中静止时，鱼头指向地磁场的北极 【答案】B 【详解】A．磁感线是为了形象描述磁场的分布而假想的线，实际并不存在。因此“指南鱼”周围不存在真实的磁感线，故A错误； B．指南鱼是将烧红的铁鱼沿南北方向冷却，铁在地磁场的作用下被磁化，从而获得磁性，故B正确； C．磁体的磁性最强处为磁极（指南鱼的鱼头、鱼尾），腹部并非磁极，磁性不是最强，故C错误； D．地磁场的北极位于地理南极附近，地磁南极位于地理北极附近。指南鱼静止时，鱼头指向地理北极（地磁场的南极），而非地磁场的北极，故D错误。 故选B。 4．如图所示，是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（　　） A．A有磁性、B没有磁性 B．A没有磁性、B有磁性 C．都有磁性 D．无法判断有没有磁性 【答案】A 【详解】钢棒A的一端靠近钢棒B的中部，发现两者吸引，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，说明A的这端有磁性；从一端移动到另一端，始终吸引，说明B不带磁性，因为同名磁极相互排斥，B如果有磁性的话，会在其中的一端磁极处和A发生排斥的现象。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．如图所示，弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体从右至左匀速运动至其S极完全通过铁块下方的过程中，下列叙述正确的是（　　） A．弹簧测力计的示数先变小后变大 B．弹簧测力计的示数先变大后变小 C．弹簧测力计的示数一直变大 D．弹簧测力计的示数一直不变 【答案】A 【详解】磁体上的不同部位的磁性强弱不一样，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁块在条形磁体的N极和S极处受到的吸引力最大，在中间受到的吸引力最小，所以从右向左匀速运动过程中，示数先变小再变大，故BCD错误，A正确。 故选A。 6．有甲、乙两根外形、颜色都相同的钢棒，两端没有任何标记，其中有一根是永磁体。现将甲水平放置，手握乙从甲的一端移向另一端，如图所示，若移动过程中手感到受力均匀，则可以肯定 （选填“甲”或“乙”）是永磁体。 【答案】乙 【详解】永磁体的磁性特点：两端磁极磁性最强，中间磁性最弱。 若甲是永磁体，乙从甲的一端移向另一端时，会先靠近强磁极，手感到受力大，再经过中间弱磁区，手感到受力小，最后到另一端强磁极，手感到受力又变大，即手感到受力不均匀。 若乙是永磁体，甲只是普通钢棒，乙从甲的一端移到另一端时，乙的磁极对甲的吸引力始终均匀，则手感到受力大小不变。题目中移动时手感到受力均匀，说明乙肯定是永磁体。 7．如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，P对Q的吸引力为 ，地面对Q的支持力为 。 【答案】 G 2G 【详解】[1] 铁块受到三个力：竖直向下的重力、竖直向下的对的吸引力、竖直向上的弹簧测力计拉力。 根据平衡条件：，代入数据得： 则，根据力的作用是相互的，对的吸引力 [2]条形磁铁受到三个力：竖直向下的重力、地面对竖直向上的支持力、竖直向上的对的吸引力。根据平衡条件： 代入数据得： 则。 8．如图所示为磁悬浮灯，灯座内有电磁铁，灯头内有磁体和线圈，接通电源后，灯泡可以悬浮在空中是因为同名磁极相互 。磁悬浮灯的灯座和灯泡间的磁场分布可能为图 （选填字母）所示。 【答案】 排斥 D 【详解】[1]灯泡能够悬浮在空中，是因为灯座内的电磁铁与灯头内的磁体之间存在斥力，灯泡受到的斥力与灯泡的重力是一对平衡力。而同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以灯泡可以悬浮在空中是因为“同名磁极相互排斥”。 [2]磁体外部的磁感线是从N极出发，指向S极。灯座和灯泡的磁极是同名磁极，灯头磁体的下端为 N极，那么灯座电磁铁的上端为N极，此时磁感线应该是从灯头磁体的N极出发，指向周围，同时灯座电磁铁从N极出发的磁感线也是指向周围的，如图D所示。 故选D。 9．“指南针”是我国四大发明之一，利用指南针能够辨别方向，是因为指南针受到了 的作用。某校研学活动组织学生参观市科技馆，一位同学用一根不知有无磁性的铁棒的端靠近一根悬挂的条形磁体的极时，磁体靠近铁棒，如图甲，由此可知铁棒 （选填“一定”或“可能”）带有磁性；若改将铁棒的端靠近悬挂的条形磁体的极时，磁体远离铁棒，如图乙，则可判断铁棒端为 （选填“”或“”）极。 【答案】 地磁场 可能 【详解】[1]地球周围有磁场，指南针能够辨别方向，是因为指南针受到了地磁场的作用。 [2]铁是磁性材料，即使铁棒无磁性时也能被磁铁吸引，因此铁棒可能带有磁性。 [3]同名磁极相互排斥，铁棒的B端与N极排斥，可判断B端为N极。 10．司南是古代用于辨别方向的一种仪器。如图所示，用天然磁铁矿石打磨成一个勺子放在一 个光滑的盘上，盘上刻着方位，静止时勺子的长柄指向南方是因为受到 的作用， 则司南的勺柄是 （N/S）极，司南下方的金属盘需要用 （铜/铁）来制作。 【答案】 地磁场 S 铜 【详解】[1]在地磁场的作用下，司南静止时，勺子的长柄指向南方。 [2]地磁北极在地理南极附近，由异名磁极相吸引得，勺柄是司南的南极，即S极。 [3]为了防止被磁化，司南下方的金属盘需要用铜来制作。 11．小谦在探究磁极间相互作用规律时发现：磁极间的距离不同，作用力大小也不同。他想，磁极间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？ (1)你的猜想是 。 (2)小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁极间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化）来判断磁极间力的变化，用到的科学方法是 法。 (3)小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越 。小月认为这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁极间的相互作用规律，还需研究甲、乙两块磁体相互 时，磁极间作用力与距离的关系。 【答案】(1)磁极间的距离越近，磁极间的作用力越大 (2)转换 (3) 大 排斥 【详解】（1）由生活经验可以提出猜想：磁体间的距离越近，作用力越大。 （2）磁极间作用力的大小不便测量，结合猜想“磁极间的距离越近，磁极间的作用力越大”可知，磁极间的作用力越大，作用效果越明显，细线与竖直方向的夹角的变化越大，故可以通过观察细线与竖直方向的夹角的变化来判断磁极间力的变化，这种方法叫做转换法。 （3）[1]由图可知，当磁极间距离越近，细线与竖直方向的夹角越大，故可得：磁极间距离越近，相互作用力越大。 [2]图中探究的异名磁极相互吸引时的情况，为了得到普遍性的结论，由磁极间相互作用的规律可知，还需探究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。 12．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想： 猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）； 猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）： 猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）； 为了验证其他猜想，他们进行了如下实验： （1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的； （2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的； （3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的； （4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，停止时如图已所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力 ； A．等于G B．小于2G C．等于2G D．大于2G （5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab Lbc；（填“大于”、“等于”或“小于”） （6）扬声器通上电，播放音乐，将电能转化为 ，扬声器在不断地振动，并由此得出声音是由物体 产生的。 【答案】 1 3 C 小于 机械能 振动 【详解】（1）[1]当按图丁的放置方法悬挂起来时，若猜想1是正确的，则环形磁体不会静止在任何位置，只会停留在一个方向：N极在北面，S极在南面，故猜想1是错误的。 （2）[2]当按图戊的方法用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来，如果猜想3正确，由于地磁场的作用，不会在任何位置保持静止，结果观察到磁体在特定位置能保持静止，这说明猜想3是错误的。 （4）[3]设磁铁a对底座的压力为；a对b的排斥力为，对于磁铁b，受到重力和磁铁a的排斥力，根据平衡条件可得 以b和a整体为研究对象，因为磁铁a对底座的压力与底座对a和b的支持力是一对相互作用力，所以磁铁a对底座的压力等于它们的总重力，即 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （5）[4]若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），此时b磁铁受到3个力的作用，如图所示 b磁铁静止时，由力的平衡条件可得 所以 即a对b的排斥力更大，说明a、b间的距离更小，则相邻两个磁铁间的距离小于。 （6）[5][6]扬声器通电时消耗电能，进而使纸盆振动而产生声音，所以是将电能转化为机械能，扬声器在不断的振动，并由此得出声音是由物体振动产生的。 【链接中考】 1．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是我国宋代的指南龟，将条形磁石装入木龟腹内，针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹针之上，使竹针尖撑于龟体的重心正上方某点，水平放置并拨动指南龟，静止后针尾指南。下列说法中正确的是（　　） A．针是铜制成的 B．针尖接触的是磁石的N极 C．针尾指南是受到地磁场的作用 D．若稍倾斜木板，则指南龟静止时一定会倾斜 【答案】C 【详解】A．铜不是磁性材料，不能被磁化，而针能被磁化，所以针不是铜制成的，故A错误； B．静止后针尾指南，说明针尾是磁体的S极，针尖是N极，根据磁化的特点，针尖接触的是磁石的S极，故B错误； C．地球本身是一个大磁体，存在地磁场，针尾指南是受到地磁场的作用，故C正确； D．若稍倾斜木板，由于指南龟的重心在竹针尖支撑点正上方，且地磁场的作用，指南龟静止时仍会在水平面内，不会倾斜，故D错误。 故选C。 2．（2025·江苏苏州·中考真题）如图所示，托架上有两个磁环，同名磁极相对，上面的磁环悬浮着，托架静止挂在弹簧测力计的秤钩上，若托架重1N，每个磁环重2N，则弹簧测力计的示数为（   ） A．1N B．3N C．4N D．5N 【答案】D 【详解】上面的磁环悬浮着，同名磁极相互排斥，此磁环受到重力和排斥力是平衡力，大小相等，排斥力大小为 F斥=G环=2N 下面磁环受到向下的排斥力和上面磁环受到向上的排斥力是相互作用力，大小相等，托架受到的压力 F压=F斥+G环=2N+2N=4N 弹簧测力计的示数为 F=G架+F压=1N+4N=5N 故选D。 3.（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。 4．（2025·江苏镇江·二模）2025 年7月，中国科学院将开启“太阳风如何与地球磁场相互作用”项目研究。“太阳风”是从太阳射出的超声速带电粒子流，地球两极地区绚丽多彩的极光，是太阳风的带电粒子进入地球高层大气时，大气中的原子和分子被碰撞、激发，所辐射出的光芒。太阳风的速度至少超过了 （选填“3×108m/s”或“340m/s”），太阳风经过的区域内 （选填“产生”或“不产生”）新的磁场；地球两极地区绚丽多彩的极光 （选填“属于”或“不属于”）光的色散现象。 【答案】 340m/s 产生 不属于 【详解】[1]“太阳风”是从太阳射出的超声速带电粒子流，所以速度至少超过了声速340m/s。 [2]太阳风是带电粒子流，其定向移动会形成电流，根据电流的磁效应，太阳风经过的区域内会产生新的磁场。 [3]光的色散是指将复色光分解为单色光的现象，而极光是太阳风的带电粒子进入地球高层大气时，大气中的原子和分子被碰撞、激发所辐射出的光芒，其形成过程不属于复色光分解为单色光的过程，因此极光不属于光的色散现象。 5．（2025·江苏泰州·一模）小明购买一环形磁铁玩具，为了解其是否具有磁性，请帮他写出辨别过程。所选器材 ，辨别方法 。在确认该磁铁有磁性后，为了解该磁铁的磁极分布，他猜想：①可能呈横向分布（如图甲），外侧为N极，内侧为S极；②可能呈纵向分布（如图乙），上端为N极，下端为S极。于是他将两个大小相同的环形磁铁沿中心轴线相互靠近（如图丙），发现它们相互排斥。再将其中一个环形磁铁翻转180°，若它们相互 ，则猜想①是正确的；若它们相互 ，则猜想②是正确的。 【答案】 铁屑（或大头针） 见解析 排斥 吸引 【详解】[1]需选用能被磁体吸引的轻小铁磁性物体，例如大头针、回形针或铁屑。这些器材可直观显示磁体是否存在磁性。 [2]将环形磁铁靠近大头针或铁屑，观察是否被吸引。若大头针或铁屑被吸引，则说明环形磁铁具有磁性，否则说明环形磁铁不具有磁性。 [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。如果磁极呈横向分布，将它们按图丙那样沿中心轴线互相靠近时，则无论环形磁铁翻转还是不翻转，都会互相排斥，因为翻转之后，环形磁铁的外侧还是N极，内侧仍为S极，与另一个环形磁铁对应的部位都是同名磁极，所以始终相互排斥。故若翻转后两磁铁相互排斥，则猜想①是正确的。 [4] 如果磁极呈轴向分布，将它们按图丙那样沿中心轴线互相靠近时，可能有两种情况：两个环形磁铁靠近的一端可能都是N极（或S极），则此时它们会相互排斥；若把其中一个环形磁铁翻转，则靠近的一端就变成了异名磁极，异名磁极相互吸引。故若翻转后两磁铁相互吸引，则猜想②是正确的。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $