内容正文:
3.1磁体的磁场知识点讲练
目 录
知识点讲练一、磁体和磁极‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
知识点讲练二、磁化‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
知识点讲练三、磁场和磁感线‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6
知识点讲练四、地磁场‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8
知识讲练
一、磁体和磁极
早在2000多年前,我们的祖先就发现了能吸引铁的天然磁铁矿石,利用这种磁铁矿石,可以制成指南针。最早的指南针叫 司南 。
1、磁性:物质具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,我们把这种性质叫作磁性。
2、磁体:
(1)定义:具有磁性的物体叫做磁体。
(2)分类:①按形状分:条形磁铁、蹄形磁铁、针形磁体等。
针形磁体
蹄形磁体
条形磁体
②按来源分:天然磁体(铁矿石)和人造磁体。
③按保持磁性时间长短分:硬磁体(永磁体)和软磁体。
3、磁极:磁体上磁性最强的部位叫做磁极。条形磁体两端磁性最强,中间磁性最弱。
转换法:用所能吸引的铁屑多少(或大头针的多少)判断磁性强弱。
4、北(N)极和南(S)极:任何磁体都有两个磁极,一般位于磁体的两端,N极和S极。
S
N
小磁针静止后总是南北指向。指向北面的一端叫北极(N极);指向南面的一端叫南极(S极)
【探索活动】如图所示,把两块条形磁体用细线悬挂起来,并彼此靠近时,将会发生什么现象?
记录实验现象:
实验次数
小磁针磁极
磁铁磁极
实验现象
1
N
S
吸引
2
N
N
排斥
3
S
S
排斥
4
S
N
吸引
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。
【思考与讨论】磁体被分割成两段或几段后,每一段磁体上是否仍然都有 N 极和 S 极?
一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在两个磁极。
例1:(2025八下•宁波期末)如图所示为家用窗帘磁吸扣,绳子两端的磁吸球中各含有一块磁铁。当磁吸扣吸合在一起时,磁吸球内两磁铁磁极的分布情况可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】本题考查磁极间的相互作用规律。根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知, D 符合题意, A 、 B 、 C 不符合题意。故选:D。
例2:(2025八下•杭州期中)小明用三根完全相同的橡皮筋,挂了相同规格的小条形磁铁,当小磁铁靠近大磁铁时,橡皮筋最短的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.都一样
【答案】A
【详解】由图可知,三根相同的橡皮筋下挂着等质量的小条形磁铁,全部S极向下,由磁极间的相互作用,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,则下方条形磁铁与甲悬挂的小磁铁排斥,与丙吸引,大磁铁中间磁性最弱,所以甲的橡皮筋伸长量最短。
故选A。
二、磁化
【探索活动】
(1)如图3.1-5,在铁屑盒上方适当位置固定一根铁棒,观察铁棒能否把铁屑吸引上来。
_不能_。
(2)将一根条形磁铁从上方靠近铁棒,观察铁棒能否把铁屑吸引上来:能。如果把条形磁体拿开,观察到什么现象?铁屑不被吸引。
1、磁化:使原来没有磁性的物体 获得磁性的过程。
2、钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为 软磁体 。钢被磁化(用磁体在
钢棒上沿同一方向摩擦多次)后,磁性能长期保持,称为 硬磁体 或永磁体。所以制造永磁
体使用 钢,制造电磁铁的铁芯使用 软铁 。
【拓展】:(1)只有铁、钴、镍等磁性物质才能被磁化;
(2) 被磁化了的物体与使它磁化的磁极相靠近那一端是异名磁极;
(3) 有磁性的物体受到强烈撞击或加热,磁性会消失。
3、 磁化在生活中的应用:①磁卡和磁带利用了它能被磁化的原理;②磁卡、磁带、磁盘等
物体不适合在磁场环境和高温环境中保存;③彩色电视机显像管被磁化后颜色失真;④机械
手表被磁化后走时不准。
【课堂点拨】物体是否具有磁性的判断方法:
①根据磁体的 吸铁性 判断。
②根据磁体的 指向性 判断。
③根据磁体 相互作用规律 判断。
④根据 磁极的磁性最强 判断。
3、磁性很强的磁铁可广泛应用于电声元件(扬声器、受话器)、自动控制电器、电机、机械设备和医疗器械等。钕铁硼磁铁就是一种利用稀土材料钕制成的强磁铁,它的磁性比普通磁铁高几百倍。
例3:(2025八下•绍兴期中) 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
【详解】A、条形磁体的磁性分布是两端最强、中间最弱,“硬币桥”由被磁化的硬币组成,其磁性分布与磁体一致,中间磁性最弱,故A错误;
B、硬币被条形磁体磁化后会获得磁性,相邻硬币能相互吸引搭成“桥”,说明相邻部分为异名磁极(异名磁极相互吸引),故B正确;
C、硬币被磁体磁化后会具有磁性,“硬币桥”两端的硬币同样被磁化,有磁性,故C错误;
D、若甲、乙条形磁体的上端是同名磁极,会相互排斥,无法让硬币搭成连续的“桥”,因此甲、乙上端应为异名磁极,故D错误。
故选:B。
例4:(2025八下•杭州期中)为判断钢棒是否具有磁性,小仲进行如图所示实验,根据实验现象能确定钢棒具有磁性的是( )
①甲图:将钢棒的一端靠近没有磁性的大头针,大头针被吸引
②乙图:悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南一端指北
③丙图:用钢棒的一端靠近小磁针,它们互相吸引
④丁图:水平向右移动钢棒,弹簧测力计示数有变化
A.①② B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【详解】①将钢棒的一端靠近没有磁性的大头针,大头针被吸引 ,因为大头针没有磁性,所以可以确定钢棒有磁性,①正确;
②磁体具有指向性,悬挂的铁棒转动后静止时静止时一端指南一端指北,符合磁体能够指示南北的特点,但仅凭一次实验得到的结论具有偶然性,所以钢棒不一定具有有磁性,②错误;
③用钢棒的一端靠近小磁针,互相吸引,因为小磁针本身有磁性,所以即使铁棒没有磁性,它们也会相互吸引,所以不能确定钢棒是否具有磁性,③错误;
④如果铁棒没有磁性,只有上面的磁体有磁性,根据F=G+F吸引可知,测力计的示数保持不变;如果铁棒有磁性,那么前面和后面表现的电磁力正好相反,那么测力计的示数会发生改变,所以弹簧测力计示数有变化可以确定钢棒具有磁性,④正确;
故选:B。
三、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。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。
2、基本性质:磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。
3、方向: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。在磁体周围的不同位置,磁场方向不同。
磁场方向
磁场方向
【探索活动】在有机玻璃板上均匀地撒上细铁屑,分别放在条形磁体和马蹄形磁体上,轻敲玻璃板,观察细铁屑的分布情况。磁体周围细铁屑的排布可以形象地显示出各点的磁场分布。如图3.1-9和图3.1-10所示。
(二)磁感线
1、为了形象地描述磁体周围的磁场分布,英国物理学家法拉第引入了磁感线这一模型。
2、方向:磁体外部的磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体的南极。
3、磁感线可以表示:A.磁场的方向——箭头所指的方向; B.强弱——曲线的疏密程度;
【课堂点拨】磁感线的特点:
(1)磁感线是为了描述磁场而假想的闭合曲线,它实际上是不存在的曲线。
(2)用磁感线描述磁场的方法叫 建立理想模型法。
(3)磁感线是 封闭 的曲线。
(4)磁感线 立体 的分布在磁体周围,而不是平面的。
(5)磁感线 不相交 。
(5)磁感线的疏密程度表示 磁场的强弱 。
例5:(2025八下•杭州期中)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任意金属均有磁力的作用
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
【详解】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;
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;
C.巴克球周围各点的磁场方向是不同的,故C错误;
D.磁性金属球的磁场分布是不均匀的,故D错误。
故选A。
例6:(2025八下•杭州期末)甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极,弧线表示部分未标方向的磁感线,如图所示。据图中小磁针静止时的指向,可以判断( )
A.甲、乙都是 N极 B.甲、乙都是 S极
C.甲是N极,乙是S极 D.甲是S极,乙是N极
【答案】B
【详解】小磁针的上端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,乙为S极。甲和乙之间磁感线呈顶牛之势,二者为同极,则甲为S极,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
四、地磁场
(1)地球产生的磁场叫做地磁场。地球是一个巨大的磁体。
(2)特点:地磁场与条形磁铁相似,它的北极在地理的南极附近,它的南极在地理的北极附近。
(3)磁偏角:地理的南北极与地磁的南北极之间并不重合,它们存在约5°的的夹角。宋代沈括最早发现。
(4)地磁场方向变化的原因:地核中熔融物质的运动状态的改变。(科学家的假设)
(5)宇宙中许多天体具有磁场,且它们的磁场也在变化之中。如太阳磁场的极性会每隔11年变化一次。
例7:(2025八下•温州期末)如图是小明自制的指南针,其中缝衣针针尖为N极,现将其放入水中静止时针尖指示的方向为( )
A.东方 B.南方 C.西方 D.北方
【答案】D
【详解】地球本身相当于一个大磁体,其 地磁南极位于地理北极附近,地磁北极位于地理南极附近,磁针在地磁场中自由静止时,其 N极会指向地磁南极(即地理北极方向),S极会指向地磁北极(即地理南极方向),因此,针尖(N极)静止时指示的方向是北方,故选:D。
例8:(2025八下•温州期中)趋磁细菌是在1975年由布雷克莫尔发现的。如果拿一个磁铁靠近载玻片,细菌就会利用长长的鞭毛向磁铁的N极移动。如果将这些趋磁细菌放到地球M点,它们接下来的运动方向为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当磁铁靠近它时,细菌会向磁铁的N极运动,地磁场的N极在地理南极附近,如果将这些趋磁细菌放到地球M点,它们接下来的运动方向是向地理南极方向运动,故B符合题意,ACD不符合题意,故选:B。
课后巩固
1、(2025八下•台州期末)我们所用的磁体一般都是人造的,下列材料能被磁化的是
A.铁 B.塑料 C.陶瓷 D.铜
【答案】A
【详解】能被磁化的物质需为磁性材料,常见的磁性材料有铁、钴、镍等。选项B银、选项C铝、选项A铜均不属于磁性材料,无法被磁化;选项A铁属于磁性材料,能够被磁化,故A符合题意,而B、C、D不符合题意。故选A。
2、(2024八下•绍兴阶段练习) 如图所示,AB 为一钢针,拿一条形磁铁用图中所示的方式进行摩擦,若钢针被磁化后,用来制作指南针,则下列说法中正确的是( )
A.A端指南 B.B端指南 C.可能A端指南,也可能是B端指南 D.无法确定
【答案】B
【详解】拿磁体的N极在钢针上从左向右摩擦,相当于把部分小磁元方向调整至最终被N极吸引的方向,B应为S极,A是N极.故B正确,而A、C、D错误。
故选:B。
3、(2025八下•绍兴期末)如图为磁铁周围的磁感线分布情况。下列说法正确的是( )
A.磁铁的左端为N极
B.a点的磁场强度比b点的弱
C.a点所放小磁针静止时,北极指向右
D.c点没有磁感线经过,所以c点处没有磁场
【答案】B
【详解】A、在磁体外部的磁感线都是从N极指向S极的,磁体内部的磁感线都是从N极指向S极的,所以图中左端为S极,右端为N极,故A错误;
B、由于磁感线的疏密可以反映磁场的强弱,因此,图中b处的磁场比a处的磁场强,故B正确;
C、根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,a点所放小磁针静止时,北极指向左,故C错误;
D、磁体周围存在磁场,所以c点处有磁场,故D错误;
故选:B。
4、(2025八下•温州期中)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
【详解】条形磁铁原本具有N、S两个磁极,断裂成两段后,每一段都会成为新的完整磁体(各含两个磁极)。原磁铁左端为N极、右端为S极,根据磁体“断裂处形成异名磁极”的规律,靠近原N极的断裂处①会成为S极,靠近原S极的断裂处②会成为N极。磁感线的方向规定为从N极出发回到S极,因此左边磁体的磁感线从原N极指向①(S极),右边磁体的磁感线从②(N极)指向原S极。选项D中①为S极、②为N极,且磁感线方向符合从N到S的规律,故正确。
故选:D。
5、(2025八下•金华期中)人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载,如图所示,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。下列判断不正确的是( )
A.鱼形铁能被磁体吸引 B.指南鱼鱼头应标注“N”
C.指南鱼周围存在磁感线 D.指南鱼的腹部磁性最弱
【答案】C
【详解】A、磁性是指能够吸引铁、钴、镍等物质的性质;鱼形铁是用铁制成的,能被磁体吸引,故A错误;
B、指南鱼被磁化后,周围存在磁场,而磁感线实际不存在,是为了描述磁场的分布假想的曲线,故B错误;
C、地磁场的南极在地球的北极附近,地磁场的北极在地球的南极附近,如图所示,指南鱼鱼头指向北方,根据异名磁极相互吸引,指南鱼鱼头应标注“N”,故C正确;
D、指南鱼是一个磁体,两个磁极位置的磁性最强,中间最弱,故D错误。
故选:C。
6、(2025八下•杭州阶段练习)某同学梳理“磁场和磁感线”的相关知识,整理归纳如下,其中错误的是( )
①磁场看不见、摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线只分布在磁场外,不分布在磁体内
④地磁场的磁感线是从地球的地理南极附近发出回到地理北极附近
⑤磁感线有疏密之分,可以表示磁场的强弱且可以相交
A.①③ B.②③ C.②④ D.②③⑤
【答案】D
【详解】①磁场看不见、摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在,故①正确;
②磁感线并不存在,是为了形象的描述磁场从分布规律而人为引入的,故②错误;
③磁感线是人为引入的的虚线,本身不存在,而铁屑是客观存在的物质,故③错误;
④地磁N极在地理南极附近,地磁S极在地理北极附近,则地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到地球北极附近,故④正确;
⑤磁感线有疏密之分,可以表示磁场的强弱,但是不能相交,故⑤错误。
则错误的是②③⑤。
故选D。
7、(2025八下•金华阶段练习)如图所示,在水平地面上的磁铁上方,有挂在弹簧测力计上的磁体或铁块。小明提着弹簧测力计向右缓慢移动,挂在弹簧测力计上的磁体或铁块下端,沿图示水平路线从A缓慢移到B。则图中能反映图中弹簧测力计示数F随位置变化的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【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;
A、当挂着的磁体向右移动时,相互吸引力逐渐减小,而过了大磁体中点后,相互排斥力逐渐增大,故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的,故A错误;
B、当挂着的磁体向右移动时,相互排斥力逐渐减小,而过了大磁体中点后,相互吸引力逐渐增大,故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变大的,故B正确;
CD、当挂着的磁体向右移动时,两端的引力较大,中间的引力较小,故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是先变小后变大,故C、D均错误。
故选:B。
8、(2025八下•杭州期末)如图1是我国历史上按时间顺序出现过的不同的指南针。
(1)1952年,中科院物理研究所尝试复制过一具司南,如图2。制作人员按天然磁石的磁感线分布,将磁石的_______(填“B” “C” “D”或“E”)处打磨成图1中司南磁勺的A端;
(2)请选择一种司南之后出现的指南针,指出一点相较于司南的改进之处:__________。
【答案】(1)D,(2)家用指南针指示更精准、便于携带。
【详解】(1)司南的勺柄是指向南方的,制作人员按天然磁石的磁感线分布,将磁石D处打磨成司南的瓷勺的A端。
(2)家用指南针指示更精准、便于携带。
9、(2025八下•金华阶段练习)如图所示,甲和乙是两根外形相同的钢棒,甲棒静止不动,使乙棒沿着箭头所示方向移动。请根据实验中可能出现的现象,判断两棒是否是磁体。
(1)将乙棒移到甲棒的左端和右端时,分别有明显的相吸和相斥现象,则___________有磁性。
(2)在乙棒移动的过程中,始终有相吸的现象,则___________有磁性。
(3)在乙棒移动的过程中,先是受到吸引,后吸引力逐渐减弱,接着吸引力又逐渐加强,则___________有磁性。
【答案】(1)甲和乙;(2)乙;(3)甲。
【详解】(1)将乙棒移到甲棒的左端和右端时,分别有明显的相吸和相斥现象,这说明两个棒都具有磁性;
(2)在乙棒移动的过程中,始终有相吸的现象,这说明甲不具有磁性,乙具有磁性;
(3)在乙棒移动的过程中,先是受到吸引,后吸引力逐渐减弱,这说明在甲的中间时,吸引力是最弱的,这说明甲是具有磁性的;接着吸引力又逐渐加强,说乙不具有磁性。
10、(2024八下•绍兴期中)如图所示,两个条形磁铁的A、B两端分别吸着一枚大头针,A为S极,由图可推知;B为___________极;若将A、B相连,则大头针会___________、(填“落下”或“仍吸引住”)。因为___________。
【答案】N;落下;相连时成为一个磁体,而中间磁性最弱,故吸不住铁钉.
【详解】(1)由图可以看出,两枚被磁化的大头针相互吸引,故A、B为异名磁极.A为S极,B为N极;
(2)若将A、B相连,两个磁体变成一个条形磁体,中间磁性最弱,吸不住大头针,故大头针落下.
11、(2025八下•杭州期中)将缝衣针磁化后,与其它器材组成如图甲的小指南针,当它静止下来后,针尖指北,则针尖是_______极。请在如图乙中标出地磁场磁极以及磁感线方向_______。
【答案】(1) N (2)见详解。
【详解】(1)缝衣针磁化后可以看成小磁针,静止时,N极应指向地磁南极(即地理北极),所以针尖是小磁针的N极;
(2)磁感线从地磁北极出发,指向地磁南极,且小磁针静止时N极的指向与经过该点的磁感线方向一致,如图所示
12、(2024中考•金华二模)“地漏”(如图甲)是连接排水管道与室内地面的接口。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点,如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等。磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
(1)当密封盖上方无水时,在磁体B作用下,磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极,则磁体B上端为_________极;
(2)当密封盖上方有水时,密封盖下移,开始排水。积水越多,则排水口越大,其原因是___________。
【答案】(1) N (2) 深度越深,液体压强越大
【详解】(1)根据题意可知,磁体B对磁体A为排斥力,由磁极间的相互作用规律可知,若磁体A下端为N极,则磁体B上端也为N极。
(2)由液体压强公式p=ρgh可知,积水越多,即积水深度越深,则液体压强越大,从而对排水口产生的压力越大,故排水口越大。
13、(2025八下•杭州期中)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___________(填“1”“2”或“3”) 是错误的;
(2)为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况,小科进行了以下实验:取两个完全相同的环形磁铁,将它们沿中心轴线互相靠近(如图戊),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,则验证了猜想___________(填“1”“2”或“3”)是正确的;
(3)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,静止时如图已所示(不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力),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”)。
【答案】(1)1 (2) 2 (3) 小于
【详解】(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)当按图戊的方法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,它们相互吸引,说明两个互相靠近的磁极是异名磁极,则验证了猜想2是正确的;
(3)若再放上一个完全相同的磁铁c(b、c间也排斥),由于b对c的排斥力等于c的重力,Fb对c=Gc,b受到三个力的作用,b磁铁静止时,由平衡条件可得Fb对c=G+Fc对b,
所以Fa对b >Fc对b,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Lab小于Lbc。
14、(2025八下•金华期中)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,制作过程如下:
①取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦10余次(如图甲),使缝衣针磁化;
②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),用1块橡皮和1枚大头针做成支座;
③确定简易指南针能否指向南北方向;
④在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了如下评价表。
“自制指南针”评价量表
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,能保持水平平衡
能指示南北方向,不能保持水平平衡
不能指示南北方向, 不能保持水平平衡
(1)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖的磁极为_________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”,请你对该指南针提出合理的改进建议:_________。
(4)小科用硬纸板和缝衣针制作了另一款指南针底座,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,针尖始终指向北方,由此可知针尖是指南针的_________极。
【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;(4)N。
【详解】(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。
(4)当小指南针静止后,针尖始终指向北方,由此可知针尖是指南针的N极。
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3.1磁体的磁场知识点讲练
目 录
知识点讲练一、磁体和磁极‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
知识点讲练二、磁化‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3
知识点讲练三、磁场和磁感线‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
知识点讲练四、地磁场‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
知识讲练
一、磁体和磁极
早在2000多年前,我们的祖先就发现了能吸引铁的天然磁铁矿石,利用这种磁铁矿石,可以制成指南针。最早的指南针叫 。
1、磁性:物质具有吸引 、 、 等物质的性质,我们把这种性质叫作磁性。
2、磁体:
(1)定义:具有 的物体叫做磁体。
(2)分类:①按形状分:条形磁铁、蹄形磁铁、针形磁体等。
针形磁体
蹄形磁体
条形磁体
②按来源分:天然磁体(铁矿石)和人造磁体。
③按保持磁性时间长短分:硬磁体(永磁体)和软磁体。
3、磁极:磁体上磁性最强的部位叫做磁极。条形磁体两端磁性最 ,中间磁性最 。
转换法:用所能 (或大头针的多少)判断磁性强弱。
4、北(N)极和南(S)极:任何磁体都有两个磁极,一般位于磁体的两端,N极和S极。
S
N
小磁针静止后总是 指向。指向 的一端叫北极( 极);指
面的一端叫南极( 极)
【探索活动】如图所示,把两块条形磁体用细线悬挂起来,并彼此靠近时,将会发生什么现象?
记录实验现象:
实验次数
小磁针磁极
磁铁磁极
实验现象
1
N
S
2
N
N
3
S
S
4
S
N
磁极间的相互作用规律: 。
【思考与讨论】磁体被分割成两段或几段后,每一段磁体上是否仍然都有 N 极和 S 极?
一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在 。
例1:(2025八下•宁波期末)如图所示为家用窗帘磁吸扣,绳子两端的磁吸球中各含有一块磁铁。当磁吸扣吸合在一起时,磁吸球内两磁铁磁极的分布情况可能是( )
A. B.
C. D.
例2:(2025八下•杭州期中)小明用三根完全相同的橡皮筋,挂了相同规格的小条形磁铁,当小磁铁靠近大磁铁时,橡皮筋最短的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.都一样
二、磁化
【探索活动】
(1)如图3.1-5,在铁屑盒上方适当位置固定一根铁棒,观察铁棒能否把铁屑吸引上来。
_ _。
(2)将一根条形磁铁从上方靠近铁棒,观察铁棒能否把铁屑吸引上来: 。如果把条形磁体拿开,观察到什么现象? 。
1、磁化:使原来没有磁性的物体 磁性的过程。
2、钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为 。钢被磁化(用
体在钢棒上沿同一方向摩擦多次)后,磁性能长期保持,称为 或 。所
以制造永磁体使用 ,制造电磁铁的铁芯使用 。
【拓展】:(1)只有 、 、 等磁性物质才能被磁化;
(2) 被磁化了的物体与使它磁化的磁极相靠近那一端是 磁极;
(3) 有磁性的物体受到强烈撞击或加热,磁性会 。
3、 磁化在生活中的应用:①磁卡和磁带利用了它能被 的原理;②磁卡、磁带、
磁盘等物体不适合在磁场环境和高温环境中保存;③彩色电视机显像管被磁化后颜色失真;④机械手表被磁化后走时不准。
【课堂点拨】物体是否具有磁性的判断方法:
①根据磁体的 判断。
②根据磁体的 判断。
③根据磁体 判断。
④根据 判断。
3、磁性很强的磁铁可广泛应用于电声元件(扬声器、受话器)、自动控制电器、电机、机械设备和医疗器械等。 就是一种利用稀土材料钕制成的强磁铁,它的磁性比普通磁铁高几百倍。
例3:(2025八下•绍兴期中) 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
例4:(2025八下•杭州期中)为判断钢棒是否具有磁性,小仲进行如图所示实验,根据实验现象能确定钢棒具有磁性的是( )
①甲图:将钢棒的一端靠近没有磁性的大头针,大头针被吸引
②乙图:悬挂的钢棒某一次转动后,静止时一端指南一端指北
③丙图:用钢棒的一端靠近小磁针,它们互相吸引
④丁图:水平向右移动钢棒,弹簧测力计示数有变化
A.①② B.①④ C.②③ D.②④
三、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。磁极间的相互作用是通过 而发生的。
2、基本性质:磁场对放入其中的磁体会产生 的作用。
3、方向:小磁针静止时 所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。在磁体周围的不同位置,磁场方向 。
磁场方向
磁场方向
【探索活动】在有机玻璃板上均匀地撒上细铁屑,分别放在条形磁体和马蹄形磁体上,轻敲玻璃板,观察细铁屑的分布情况。磁体周围细铁屑的排布可以形象地显示出各点的磁场分布。如图3.1-9和图3.1-10所示。
(二)磁感线
1、为了形象地描述磁体周围的磁场分布,英国物理学家 引入了磁感线这一模型。
2、方向:磁体外部的磁感线都是从磁体的 出来,回到磁体的 。
3、磁感线可以表示:A.磁场的方向——箭头所指的方向; B.强弱——曲线的疏密程度;
【课堂点拨】磁感线的特点:
(1)磁感线是为了描述磁场而 闭合曲线,它实际上是 的曲线。
(2)用磁感线描述磁场的方法叫 。
(3)磁感线是 的曲线。
(4)磁感线 的分布在磁体周围,而不是平面的。
(5)磁感线 。
(5)磁感线的疏密程度表示 。
例5:(2025八下•杭州期中)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任意金属均有磁力的作用
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
例6:(2025八下•杭州期末)甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极,弧线表示部分未标方向的磁感线,如图所示。据图中小磁针静止时的指向,可以判断( )
A.甲、乙都是 N极 B.甲、乙都是 S极
C.甲是N极,乙是S极 D.甲是S极,乙是N极
四、地磁场
(1)地球产生的磁场叫做地磁场。地球是一个巨大的磁体。
(2)特点:地磁场与 相似,它的北极在地理的 附近,它的南极在地理的 附近。
(3)磁偏角:地理的南北极与地磁的南北极之间并不 ,它们存在约5°的的夹角。宋代沈括最早发现。
(4)地磁场方向变化的原因:地核中熔融物质的运动状态的改变。(科学家的假设)
(5)宇宙中许多天体具有磁场,且它们的磁场也在变化之中。如太阳磁场的极性会每隔11年变化一次。
例7:(2025八下•温州期末)如图是小明自制的指南针,其中缝衣针针尖为N极,现将其放入水中静止时针尖指示的方向为( )
A.东方 B.南方 C.西方 D.北方
例8:(2025八下•温州期中)趋磁细菌是在1975年由布雷克莫尔发现的。如果拿一个磁铁靠近载玻片,细菌就会利用长长的鞭毛向磁铁的N极移动。如果将这些趋磁细菌放到地球M点,它们接下来的运动方向为( )
A. B. C. D.
课后巩固
1、(2025八下•台州期末)我们所用的磁体一般都是人造的,下列材料能被磁化的是
A.铁 B.塑料 C.陶瓷 D.铜
2、(2024八下•绍兴阶段练习) 如图所示,AB 为一钢针,拿一条形磁铁用图中所示的方式进行摩擦,若钢针被磁化后,用来制作指南针,则下列说法中正确的是( )
A.A端指南 B.B端指南 C.可能A端指南,也可能是B端指南 D.无法确定
3、(2025八下•绍兴期末)如图为磁铁周围的磁感线分布情况。下列说法正确的是( )
A.磁铁的左端为N极
B.a点的磁场强度比b点的弱
C.a点所放小磁针静止时,北极指向右
D.c点没有磁感线经过,所以c点处没有磁场
4、(2025八下•温州期中)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.
5、(2025八下•金华期中)人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载,如图所示,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。下列判断不正确的是( )
A.鱼形铁能被磁体吸引 B.指南鱼鱼头应标注“N”
C.指南鱼周围存在磁感线 D.指南鱼的腹部磁性最弱
6、(2025八下•杭州阶段练习)某同学梳理“磁场和磁感线”的相关知识,整理归纳如下,其中错误的是( )
①磁场看不见、摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线只分布在磁场外,不分布在磁体内
④地磁场的磁感线是从地球的地理南极附近发出回到地理北极附近
⑤磁感线有疏密之分,可以表示磁场的强弱且可以相交
A.①③ B.②③ C.②④ D.②③⑤
7、(2025八下•金华阶段练习)如图所示,在水平地面上的磁铁上方,有挂在弹簧测力计上的磁体或铁块。小明提着弹簧测力计向右缓慢移动,挂在弹簧测力计上的磁体或铁块下端,沿图示水平路线从A缓慢移到B。则图中能反映图中弹簧测力计示数F随位置变化的是( )
A. B. C. D.
8、(2025八下•杭州期末)如图1是我国历史上按时间顺序出现过的不同的指南针。
(1)1952年,中科院物理研究所尝试复制过一具司南,如图2。制作人员按天然磁石的磁感线分布,将磁石的_______(填“B” “C” “D”或“E”)处打磨成图1中司南磁勺的A端;
(2)请选择一种司南之后出现的指南针,指出一点相较于司南的改进之处:__________。
9、(2025八下•金华阶段练习)如图所示,甲和乙是两根外形相同的钢棒,甲棒静止不动,使乙棒沿着箭头所示方向移动。请根据实验中可能出现的现象,判断两棒是否是磁体。
(1)将乙棒移到甲棒的左端和右端时,分别有明显的相吸和相斥现象,则___________有磁性。
(2)在乙棒移动的过程中,始终有相吸的现象,则___________有磁性。
(3)在乙棒移动的过程中,先是受到吸引,后吸引力逐渐减弱,接着吸引力又逐渐加强,则___________有磁性。
10、(2024八下•绍兴期中)如图所示,两个条形磁铁的A、B两端分别吸着一枚大头针,A为S极,由图可推知;B为___________极;若将A、B相连,则大头针会___________、(填“落下”或“仍吸引住”)。因为___________。
11、(2025八下•杭州期中)将缝衣针磁化后,与其它器材组成如图甲的小指南针,当它静止下来后,针尖指北,则针尖是_______极。请在如图乙中标出地磁场磁极以及磁感线方向_______。
12、(2024中考•金华二模)“地漏”(如图甲)是连接排水管道与室内地面的接口。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点,如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等。磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
(1)当密封盖上方无水时,在磁体B作用下,磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极,则磁体B上端为_________极;
(2)当密封盖上方有水时,密封盖下移,开始排水。积水越多,则排水口越大,其原因是___________。
13、(2025八下•杭州期中)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___________(填“1”“2”或“3”) 是错误的;
(2)为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况,小科进行了以下实验:取两个完全相同的环形磁铁,将它们沿中心轴线互相靠近(如图戊),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,则验证了猜想___________(填“1”“2”或“3”)是正确的;
(3)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,静止时如图已所示(不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力),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”)。
14、(2025八下•金华期中)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,制作过程如下:
①取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦10余次(如图甲),使缝衣针磁化;
②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),用1块橡皮和1枚大头针做成支座;
③确定简易指南针能否指向南北方向;
④在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了如下评价表。
“自制指南针”评价量表
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,能保持水平平衡
能指示南北方向,不能保持水平平衡
不能指示南北方向, 不能保持水平平衡
(1)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖的磁极为_________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”,请你对该指南针提出合理的改进建议:_________。
(4)小科用硬纸板和缝衣针制作了另一款指南针底座,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,针尖始终指向北方,由此可知针尖是指南针的_________极。
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学科网(北京)股份有限公司
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