第1节 磁体的磁场（举一反三讲义）科学新教材浙教版八年级下册

第1节 磁体的磁场 目录 目录 1 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1 磁体和磁极 2 知识点2 磁化 5 知识点3 磁场和磁感线 7 知识点4 地磁场 11 【巩固训练】 14 【学习目标】 1. 科学观念 （1）理解磁性、磁体、磁极的概念，掌握磁极间的相互作用规律，了解磁化现象。 （2）认识磁场的基本性质，理解磁感线的模型意义，了解地磁场的基本特点。 2. 科学思维 （1）能通过磁感线分析磁场的强弱与方向，提升模型建构与逻辑推理能力。 （2）建立 “磁体 — 磁场 — 磁相互作用” 的逻辑链，能辨析磁现象的本质。 3. 探究实践 （1）能通过实验探究磁极间的作用规律、磁场的存在，规范完成磁现象相关实验。 （2）能结合生活实例，分析磁现象的原理与实际应用。 4. 态度责任 （1）认识磁现象在生产生活中的应用，体会科学与生活的紧密联系。 （2）树立科学探究意识，激发对电磁学知识的学习兴趣。 重点： 1.磁性、磁体、磁极的概念，磁极间的相互作用规律 2.磁场的基本性质与磁感线的特点 3.磁化现象与磁现象的生活应用 难点： 1.理解磁场的客观存在与磁感线的物理模型意义 2.用磁场的相关知识解释生活中的复杂磁现象 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1 磁体和磁极 1. 概念 （1）磁性：磁体具有吸引铁、钴、镍的性质，叫做磁性。 （2）磁体：具有磁性的物体叫做磁体。 2. 磁体分类 按形状 条形磁体、蹄形磁体、针形磁体、环形磁体、柱形磁体 按来源 天然磁体、人造磁体 按保磁时长 硬磁体、软磁体 3. 磁极 （1）定义：磁体上磁性最强的部位叫做磁极；磁体两端磁性最强，中间磁性最弱。 （2）命名：静止时指北的为北极（N 极），指南的为南极（S 极）。 （3）规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 （4）特点：任何磁体都有且只有一对 N、S 磁极；磁体被分割成多段后，每一段依然同时拥有 N 极和 S 极，自然界不存在单个磁极的磁体。 4. 物体有无磁性的判断方法 （1）吸铁法：能吸引铁、钴、镍，说明有磁性。 （2）指向法：可自由转动的物体，静止时总指向南北方向，说明有磁性。 （3）磁极判定法：与已知磁体某一极相互排斥，一定有磁性；仅相互吸引，无法确定有磁性。 （4）强弱判断法：被测物体靠近已知磁体，全程作用力大小不变，则无磁性；两端作用力大、中间小，则有磁性。 【典例1】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 【解答】解： 甲图，如果a是磁体，a的中间部分几乎没有磁性，b吸引a的中间部分，说明b具有磁性，a是不能确定的。 乙图，用手拿住a，b会掉下来，说明a不具有磁性。所以b是磁铁，a不是。 故选：B。 【变式1】如图所示，两极形状相同的钢棒、甲的一端靠近乙的一端时，乙转动起来，那么可判断（　　） A．甲棒有磁性，乙棒无磁性 B．乙棒有磁性，甲棒无磁性 C．甲、乙都有磁性 D．以上三种说法都有可能 【答案】D 【解答】解：（1）由于磁体能够吸引铁钴镍等物质，所以甲、乙两个钢棒中可能只有一个是磁体。 （2）甲、乙如果都有磁性，两个异名磁极靠近时，也相互吸引。 故选：D。 【变式2】为了判断一根“软磁条”是否具有磁性，小科进行的四个实验中，不能判断出软磁条磁极的是（　　） A．静止时始终指向南北 B．小磁针只有S极被吸引 C．弹簧秤水平右移，示数没有变化 D．条形磁铁靠近，相互排斥 【答案】C 【解答】解： A、磁体由于受到地磁场的作用，当其自由静止时，要指向南北方向，即磁体的指向性，图中“软磁条”静止时始终指向南北，可以判断其磁极，故A不合题意； B、根据磁极间的相互作用可知，图中小磁针只有S极被吸引，说明相互靠近的是异名磁极，则说明“软磁条”靠近小磁针的一侧为N极，故B不合题意； C、磁体的两极磁性最强，中间磁性最弱，图中当水平移动铁块，测力计示数没有变化，说明“软磁条”并没有与铁块相互吸引，不具有磁性，故C符合题意； D、图中“软磁条”与条形磁铁靠近，相互排斥，说明靠近的是异名磁极，故可以判断其磁极，故D不合题意。 故选：C。 【变式3】有甲、乙、丙三个物体，如图所示，下列分析与图示情况符合的是（　　） A．甲物体有磁性，乙、丙两物体没有磁性 B．乙物体肯定有磁性，甲、丙两物体没有磁性 C．甲、乙、丙三个物体都有磁性 D．甲、乙、丙三个物体都没有磁性 【答案】C 【解答】解：由图可知，甲、乙和丙是排斥的，根据同名磁极相互排斥，甲、乙、丙三个物体都有磁性，故C正确。 故选：C。 知识点2 磁化 1.定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程，叫做磁化。 2.规律 （1）暂时性磁化：磁化后磁性容易快速消失； （2）永久性磁化：磁化后磁性能长期保持，人造永磁体常用钢制作； （3）磁化极性：物体被磁化后，靠近磁体磁极的一端，会形成异名磁极，远离的一端形成同名磁极。 【典例2】为了取出某一较深缝隙中的铁钉，小明想到了以下方案，其中不可行的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：铁棒是磁性材料，可以被磁化，所以A、B、C三种方法都能取出铁钉； 铜棒不是磁性材料，它不能被磁化，所以D方法不能取出铁钉。 故选：D。 【变式1】在班级组织的“自制指南针”活动中，小金同学取1枚缝衣针，用条形磁体的S极从左向右沿同一方向摩擦10余次（如图），使缝衣针磁化、再将缝衣针悬挂起来，待缝衣针静止后判断方向。下列说法正确的是（　　） A．自制指南针的“N”应标注在缝衣针的尖端 B．缝衣针的尖端指向地理南极 C．自制指南针只有一个磁极 D．缝衣针的材料可以是铜制的 【答案】A 【解答】解：A、用条形磁体的S极从左向右沿同一方向摩擦缝衣针，根据磁化原理，缝衣针被磁化后，与磁体S极接触的一端会被磁化成N极，另一端则为S极。在图中，缝衣针的尖端是最后与磁体S极接触的一端，所以自制指南针的“N”应标注在缝衣针的尖端，故A正确。 B、因为磁针的北极指向地理的北极（地磁的南极），而缝衣针磁化后的尖端为N极，所以缝衣针的尖端指向地理北极，故B错误。 C、任何磁体都有两个磁极，即N极和S极，自制指南针也不例外，故C错误。 D、缝衣针的材料必须是磁性材料，如铁、钢等，铜不能被磁化，所以缝衣针不能是铜制的，故D错误。 故选：A。 【变式2】有一种“魔法磁泥”，当磁铁靠近时，它就会被拉丝般地吸起，如图所示。制作“魔法磁泥”的磁化材料可以是（　　） A．铁粉 B．铜粉 C．铝粉 D．碳粉 【答案】A 【解答】解：制作“魔法磁泥”的磁化材料可以是铁粉，铜、铝、碳等物质不能被磁化，故A正确，BCD错误。 故选：A。 【变式3】某项目化学习小组要自制一枝小磁针，并利用这枝针完成电和磁相关实验。 第二阶段：磁化过程，小组同学将一块条形磁体的N极沿从左到右方向摩擦这枚针若干次，使该针被磁化，如图所示，磁化后小磁针A端为（　　） A．N极 B．S极 C．N极或S极 D．无磁极显示 【答案】B 【解答】解：用磁铁的一极在缝衣针上从针尖向针尾反复摩擦几次后，缝衣针被磁化；在磁铁和缝衣针最后接触的位置上，即磁铁的N极与缝衣针的针尾相互接触时的位置，缝衣针的针尾与磁铁的N极相互吸引，根据磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，针尾为S极，故B正确。 故选：B。 知识点3 磁场和磁感线 1. 磁场：磁体周围存在的看不见、摸不着、真实存在的特殊物质。 （1）基本性质：对放入其中的磁体，产生磁力的作用。 （2）磁场方向：磁场中某一点，小磁针静止时北极（N 极）所指的方向，就是该点的磁场方向。 2. 磁感线：为了形象描述磁场分布，人为画出的带箭头的曲线，是理想化物理模型，不是真实存在的。 （1）特点 ① 方向：磁体外部，磁感线从N 极出发，回到 S 极；磁体内部，磁感线从 S 极指向 N 极，形成闭合曲线。 ② 切线：磁感线上任意一点的切线方向，与该点的磁场方向、小磁针 N 极指向完全一致。 ③ 疏密：磁感线越密集的地方，磁场越强；越稀疏的地方，磁场越弱。 ④ 不相交不中断：磁感线永远不会相交、也不会中断。 ⑤ 立体分布：磁感线是立体分布的，不是只存在于一个平面内。 （2）常见磁体的磁感线分布特点 【典例3】如图所示为“磁悬浮抗震屋”，其在房屋的基座上增加了磁悬浮设备，当地震来临时，在短时间内房屋就会自动脱离地面悬浮在空中从而减小危害。据此分析房屋悬浮的磁感线分布情况为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：悬浮的房屋受到竖直向下的重力和竖直向上的磁力，要保持房屋悬浮状态，根据磁极间的相互作用规律可知房屋基座上的磁体与地面处的磁体靠近处应该是同名磁极，相互排斥的，符合要求的磁感线分布情况为D，故D正确。 故选：D。 【变式1】如图，两个相同的纺锤形磁铁由于磁极间相互吸引而紧紧贴在一起。下列各图能正确表示纺锤形磁铁周围的磁感线分布特点的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：磁体上磁极的磁性最强，故两个磁体互相吸引接触的部位是磁极，在磁体外部磁感线是从N极出发回到S极，由图可知，两个磁体的磁极是左右分布的，故C正确，ABD不正确。 故选：C。 【变式2】为了形象地描述磁体周围的磁场分布，物理学家法拉第引入了磁感线模型。如图是条形磁体的磁感线分布，图中E、F、P、Q四点，磁场最强的是（　　） A．E点 B．F点 C．P点 D．Q点 【答案】A 【解答】解：条形磁体的两端是磁极，两端磁性最强，磁感线最密集，中间磁性最弱，故E点磁性最强，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 【变式3】爱因斯坦曾说，在一个现代的物理学家看来，磁场和他坐的椅子一样实在。为了形象地研究磁场，物理学家法拉第最先发明并引入了磁感线。如图是条形磁体的磁感线分布。下列说法正确的是（　　） A．a点没有磁场 B．磁感线是真实存在的 C．①端磁极是S极 D．b点的磁场比c点的更强 【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，②端是N极，①端磁极是S极，故C正确； D、由图可知，b点的磁感线的分布疏，c点的磁感线的分布密，所以b点的磁场比c点的更弱，故D错误。 故选：C。 知识点4 地磁场 1.定义：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围产生的磁场叫做地磁场。 2.特点：地磁的北极，在地理南极附近；地磁的南极，在地理北极附近；小磁针能静止时指南北，本质是受到了地磁场的作用。 3.磁偏角：地磁南北极与地理南北极并不完全重合，二者之间的夹角叫做磁偏角；我国宋代学者沈括，最早发现了这一现象。 【典例4】经科学家研究发现：在某些细菌的细胞质中有一些磁生小体，它们相当于一个个微小磁针。实验证明：在只有地磁场而没有其它磁场作用时，小水滴中的一些细菌会持续不断地向北游动，并聚集在小水滴北面的边缘。实验中，若把这些细菌中的磁生小体看成小磁针，则它的N极指向（　　） A．北 B．南 C．西 D．东 【答案】A 【解答】解：由题意可知，在地磁场的作用下，对于小水滴来说，磁感线应是从小水滴的南面指向小水滴的北侧，把这些细菌中的磁生小体看成小磁针，小磁针的N极指向与磁场磁感线的方向相同，所以，它的N极指向小水滴的北侧，所以选项A符合题意； 故选：A。 【变式1】据《武经总要》记载，古人将具有磁性的空心铁鱼放入水中漂浮制成指南鱼，多次将指南鱼轻轻旋转，静止后，观察到鱼尾总是指向南方。下列说法正确的是（　　） A．鱼尾是指南鱼的N极 B．指南鱼的鱼尾指向地磁南极 C．指南鱼周围存在大量的磁感线 D．用磁体的N极靠近鱼尾，会相互吸引 【答案】D 【解答】解：A、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，指南鱼鱼尾指向南方，根据异名磁极相互吸引，指南鱼尾头应标注“S”，故A错误； B、地球是一个大的磁体，地球和指南鱼的磁场相互作用，鱼尾指向地磁北极，地理的南极，故B错误； C．指南鱼周围存在磁场，磁感线是为了描述磁场而画出的线，实际并不存在，故C错误； D．异名磁极相互吸引，指南鱼的鱼尾是S极，若用磁体的N极靠近鱼尾，会相互吸引，故D正确。 故选：D。 【变式2】今年3月24日﹣26日出现磁暴活动，引发公众关注。当太阳表面的活动增强，释放出的能量和带电粒子流穿越太空，冲击地球的磁场时，便可能会触发地磁暴。下列四图地磁场分布正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：在磁体周围，磁感线从磁体的N极出发，回到S极；地球是一个大磁体，地磁场的形状与条形磁铁相似，地磁的南北极与地理南北极相反，并不完全重合会出现磁偏角，即地磁的N极在地理的南极附近，故C正确。 故选：C。 【变式3】《事林广记》中记载了“指南龟”（如图所示）的制法：先以木刻龟，在龟体上沿首尾方向开一洞，放入条形磁石，以黄蜡填满，在龟尾部敲入一铁针与磁石一段相连。将木龟支于竹针之上，使木龟转动，静止后，针指南。关于“指南龟”，下列说法中正确的是（　　） A．磁石靠近龟尾一端为磁石的北极 B．铁针指向的是地理的北极附近 C．铁针指向的是地磁的南极 D．“指南龟”能指南是因为其受到地磁场的作用 【答案】D 【解答】解：地球是一个大磁体，指南龟指南北的原因是由于受到了地磁场的作用，故D正确； 指南龟静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极，指向地理南极，是地磁的北极；指向北的一端是磁体的北（N）极，所以龟尾端为磁石的S极，故ABC错误。 故选：D。 【巩固训练】 1.巴克球是一种具有磁性的小球体，可随意组合成各种形状，用于锻炼思维与放松解压。下列关于巴克球的说法正确的是（　　） A．巴克球不能由铜质材料制成 B．巴克球之间只有引力作用 C．静止的巴克球周围存在磁感线 D．巴克球可以随意组合，没有固定磁极 【答案】A 【解答】解：A．巴克球是一种具有磁性的小球体，铜不是磁性材料（铁、钴、镍等才是），铜不能被磁化，所以巴克球不能由铜质材料制成，故A正确，符合题意； B．同名磁极互相排斥，异名磁极互相引，所以巴克球巴克球作为磁体，之间既有引力又有斥力作用，故B错误，不符合题意； C．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，磁感线是描述磁场的假想曲线，实际并不存在，故C错误，不符合题意； D．任何磁体都有两个固定磁极（N极和S极），即使组合成不同形状，整体仍具有磁极，故D错误，不符合题意。 故选：A。 2.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 【解答】解：甲图：根据磁体的吸铁性判断，磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。将钢棒的一端靠近没有磁性的大头针，大头针被吸引，说明钢棒能够吸引铁质物体，所以钢棒具有磁性。 乙图：根据磁体的指向性判断，地球是个大磁体，地磁场内的磁体都受到地磁场的作用，总是一端指南一端指北。悬挂的钢棒某一次转动后，静止时一端指南一端指北，由此可以判断钢棒不一定具有磁性。 丙图：用钢棒的一端靠近小磁针，它们互相吸引，不能确定钢棒一定具有磁性。因为小磁针是具有磁性的物质，钢棒若没有磁性，小磁针也会吸引钢棒；若钢棒有磁性，异名磁极也会相互吸引，所以无法根据此现象确定钢棒具有磁性。 丁图：水平向右移动钢棒，弹簧测力计示数有变化，能判断钢棒具有磁性。因为磁体两端磁性最强，中间最弱，当钢棒有磁性时，在靠近或远离铁块等磁性物质过程中，对磁性物质的吸引力或排斥力会发生变化，从而使弹簧测力计示数改变。 综上，①④确定钢棒具有磁性，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 3.关于如图所示的磁场，下列说法正确的是（　　） A．左端为磁铁的N极 B．a点所放小磁针静止时，北极指向右 C．a点的磁场强度比b点的弱 D．c点由于没有磁感线经过，所以c点处没有磁场 【答案】C 【解答】解：A、磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的，故左端为磁铁的S极。故A错误； B、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B错误； C、磁感线越密集，该处磁场越强，越稀疏，该处磁场越弱，则a处的磁场比b处的磁场弱，故C正确； D、磁体的周围存在磁场，c点处有磁场，故D错误。 故选：C。 4.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。 故选：A。 5.在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．树叶尖端指向地磁南极 B．指南针的“N”应标注在树叶尖端 C．树叶周围存在磁场和磁感线 D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引 【答案】D 【解答】解：A、树叶尖端指向地理南极，故A错误； B、指南针的“S”应标注在树叶尖端，故B错误； C、树叶周围存在磁场，不存在磁感线，故C错误； D、若用磁体的N极靠近树叶尖端（S极），是异名磁极，会相互吸引，故D正确。 故选：D。 6.根据指南针指示南北的事实，下列不能得出的是（　　） A．地球是个磁体 B．地理南、北极附近存在的磁感线较密 C．地磁北极在地理南极附近 D．地球周围存在磁场 【答案】B 【解答】解：A.指南针能指南北，说明地球对磁针有磁力作用，证明地球本身是一个巨大磁体，故A不符合题意。 B.指南针只能指示磁场方向，无法直接判断磁感线疏密（磁场强弱）。磁感线密对应磁场强，这是通过专门测量地磁场强度得出的结论，不是指南针指示南北能直接推导的，故B符合题意。 C.根据“异名磁极相吸”，指南针S极指向地理南方，说明地理南极附近是地磁北极，故C不符合题意。 D.指南针受力偏转，直接证明地球周围空间存在磁场（地磁场），故D不符合题意。 故选：B。 7.如图甲所示。一个条形磁铁摔成两段，取右边的一段靠近小磁针，小磁针静止时的指向如图乙所示，则右边这处裂纹的磁极是　N　 极。如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起（如图甲），这两段会相互　吸引　 （选填吸引、排斥）。 【答案】N；吸引 【解答】解： 如图乙，由于异名磁极相互吸引，所以右边裂纹的磁极是N极。 如图甲，如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起，由于左边裂纹的磁极是S极、右边裂纹的磁极是N极，所以这两段会相互吸引。 故答案为：N；吸引。 8.磁体间力的作用是通过 　磁场　 发生的。如图的是用来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 　Q　 处（选填“P”或“Q”） 【答案】磁场；Q 【解答】解：磁体间力的作用是通过磁场发生的； 根据图示的磁感线方向可知，b点的磁场方向指向Q，也就是小磁针静止在该点时北极所指的方向，即N极指向Q点。 故答案为：磁场；Q。 9.北极燕鸥每年往返于南北两极，飞行约7万多公里躲避寒冷的极夜，真正实现了“生活在阳光里”的壮举。它们之所以能够飞行如此遥远的距离而不迷路，是因为拥有一种与生俱来的导航能力，主要是依靠地球磁场进行导航。 （1）地球能够产生磁场，说明地球是一个 　磁体　 。 （2）如图为地磁场模型，模型中两极的细铁丝最密，表示两极的磁场最 　强　 。 （3）北极燕鸥能够感知地球磁场的原因是其羽毛中隐藏着磁性颗粒，就像内置“指南针”，其S极始终指示的方向是 　南方　 。 【答案】磁体；强；南方。 【解答】解：（1）磁体周围存在磁场，在地球周围存在地磁场，地球是一个磁体； （2）磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁极是磁体上磁性最强的部位；如图为地磁场模型，模型中两极的细铁丝最密，表示两极的磁场最强； （3）磁极间相互作用规律：同名磁极相斥，异名磁极相吸。地理位置的南极是地磁场的北极，指南针的S极始终指示的方向是地理的南方。 故答案为：磁体；强；南方。 10.某同学利用干簧管设计制作了一款水位自动报警器。干簧管的工作原理如图所示，它由薄铁片制作而成，是一种利用磁场来控制线路的开关器件。浮球与永久磁体连接，随着水位的变化二者的位置随之改变。当水箱内的水位过高或过低时，均会亮起不同颜色的灯进行警示并触发电铃。请结合图片判断水位自动报警器在水位到达A处时黄灯、红灯和电铃的工作情况，并说明理由。 【答案】水位自动报警器在水位到达A处时，永久磁体下降到干簧管2的附近，干簧管内的薄铁片被磁化，由于异名磁极相互吸引，下方的电路导通，此时红灯亮、电铃响。 【解答】解：干簧管的工作原理是磁化现象，是一种利用磁场来控制线路的开关器件， 如图所示，当水位上升时，与浮球连接在一起的永久磁体下降，水位上升至A处时，永久磁体下降到干簧管2的附近，干簧管内的薄铁片被磁化，如图所示两个被磁化的铁片异名磁极相互吸引，即电路下方的开关闭合，此时红灯亮、电铃响； 若水位下降，浮球带动永久磁体上升，软铁性材料的铁片磁性消失，电路断开，灯不亮、铃不响； 当水位下降至B时，与浮球连接在一起的永久磁体上升到干簧管1的附近，干簧管1内的薄铁片被磁化，异名磁极相互吸引，电路上方的开关闭合，此时黄灯亮、电铃响。 故答案为：水位自动报警器在水位到达A处时，永久磁体下降到干簧管2的附近，干簧管内的薄铁片被磁化，由于异名磁极相互吸引，下方的电路导通，此时红灯亮、电铃响。 11.在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动，假设当A运动一段时间后，两磁铁间才出现吸引力，吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直线运动，吸在一起前B始终静止。 （1）在磁铁A靠近B过程中出现了吸引力，请在俯视图中已画出的一条磁感线上用箭头标出其方向。 （2）整个过程中，磁铁A受到的摩擦力大小变化是 　一直不变　 ，磁铁B受到的摩擦力大小变化是 　先变大后不变　 。 【答案】（1）见解析；（2）一直不变；先变大后不变。 【解答】解：（1）在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极的。因为两磁铁最终是相互吸引，所以当A靠近B时，A的右端为S极，B的左端为N极，磁感线方向是从B的N极指向A的S极，在俯视图中，磁感线方向应是从右向左，在给定的磁感线上从B端向A端画箭头，如图所示： （2）磁铁A：因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，而A在运动过程中这两个因素都不变，所以磁铁A受到的摩擦力大小一直不变。 磁铁B：在A靠近B的过程中，开始时两磁铁相距较远，没有吸引力，B不受摩擦力。当A运动一段时间后，两磁铁间出现吸引力，B受到A的吸引力，但仍保持静止，此时B受到的摩擦力与吸引力是一对平衡力，随着A继续靠近B，两磁铁间的吸引力逐渐增大，根据二力平衡，B受到的摩擦力也逐渐增大，吸在一起后共同运动，此时的摩擦力又不变，所以磁铁B受到的摩擦力大小变化是先变大后不变。 故答案为：（1）见解析；（2）一直不变；先变大后不变。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 磁体的磁场 目录 目录 1 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1 磁体和磁极 2 知识点2 磁化 4 知识点3 磁场和磁感线 6 知识点4 地磁场 9 【巩固训练】 11 【学习目标】 1. 科学观念 （1）理解磁性、磁体、磁极的概念，掌握磁极间的相互作用规律，了解磁化现象。 （2）认识磁场的基本性质，理解磁感线的模型意义，了解地磁场的基本特点。 2. 科学思维 （1）能通过磁感线分析磁场的强弱与方向，提升模型建构与逻辑推理能力。 （2）建立 “磁体 — 磁场 — 磁相互作用” 的逻辑链，能辨析磁现象的本质。 3. 探究实践 （1）能通过实验探究磁极间的作用规律、磁场的存在，规范完成磁现象相关实验。 （2）能结合生活实例，分析磁现象的原理与实际应用。 4. 态度责任 （1）认识磁现象在生产生活中的应用，体会科学与生活的紧密联系。 （2）树立科学探究意识，激发对电磁学知识的学习兴趣。 重点： 1.磁性、磁体、磁极的概念，磁极间的相互作用规律 2.磁场的基本性质与磁感线的特点 3.磁化现象与磁现象的生活应用 难点： 1.理解磁场的客观存在与磁感线的物理模型意义 2.用磁场的相关知识解释生活中的复杂磁现象 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1 磁体和磁极 1. 概念 （1）磁性：磁体具有吸引 、 、 的性质，叫做磁性。 （2）磁体：具有 的物体叫做磁体。 2. 磁体分类 按形状 条形磁体、蹄形磁体、针形磁体、环形磁体、柱形磁体 按来源 天然磁体、人造磁体 按保磁时长 硬磁体、软磁体 3. 磁极 （1）定义：磁体上磁性 的部位叫做磁极；磁体两端磁性最强，中间磁性最弱。 （2）命名：静止时指北的为 （ ），指南的为 （ ）。 （3）规律： 。 （4）特点：任何磁体都有且只有 ；磁体被分割成多段后，每一段依然同时拥有 N 极和 S 极，自然界不存在单个磁极的磁体。 4. 物体有无磁性的判断方法 （1）吸铁法：能吸引 ，说明有磁性。 （2）指向法：可自由转动的物体，静止时总指向 方向，说明有磁性。 （3）磁极判定法：与已知磁体某一极 ，一定有磁性；仅相互吸引，无法确定有磁性。 （4）强弱判断法：被测物体靠近已知磁体，全程作用力大小不变，则无磁性；两端作用力大、中间小，则有磁性。 【典例1】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 【变式1】如图所示，两极形状相同的钢棒、甲的一端靠近乙的一端时，乙转动起来，那么可判断（　　） A．甲棒有磁性，乙棒无磁性 B．乙棒有磁性，甲棒无磁性 C．甲、乙都有磁性 D．以上三种说法都有可能 【变式2】为了判断一根“软磁条”是否具有磁性，小科进行的四个实验中，不能判断出软磁条磁极的是（　　） A．静止时始终指向南北 B．小磁针只有S极被吸引 C．弹簧秤水平右移，示数没有变化 D．条形磁铁靠近，相互排斥 【变式3】有甲、乙、丙三个物体，如图所示，下列分析与图示情况符合的是（　　） A．甲物体有磁性，乙、丙两物体没有磁性 B．乙物体肯定有磁性，甲、丙两物体没有磁性 C．甲、乙、丙三个物体都有磁性 D．甲、乙、丙三个物体都没有磁性 知识点2 磁化 1.定义：使原来没有磁性的物体获得 的过程，叫做磁化。 2.规律 （1）暂时性磁化：磁化后磁性容易 ； （2）永久性磁化：磁化后磁性能 ，人造永磁体常用钢制作； （3）磁化极性：物体被磁化后，靠近磁体磁极的一端，会形成 ，远离的一端形成同名磁极。 【典例2】为了取出某一较深缝隙中的铁钉，小明想到了以下方案，其中不可行的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】在班级组织的“自制指南针”活动中，小金同学取1枚缝衣针，用条形磁体的S极从左向右沿同一方向摩擦10余次（如图），使缝衣针磁化、再将缝衣针悬挂起来，待缝衣针静止后判断方向。下列说法正确的是（　　） A．自制指南针的“N”应标注在缝衣针的尖端 B．缝衣针的尖端指向地理南极 C．自制指南针只有一个磁极 D．缝衣针的材料可以是铜制的 【变式2】有一种“魔法磁泥”，当磁铁靠近时，它就会被拉丝般地吸起，如图所示。制作“魔法磁泥”的磁化材料可以是（　　） A．铁粉 B．铜粉 C．铝粉 D．碳粉 【变式3】某项目化学习小组要自制一枝小磁针，并利用这枝针完成电和磁相关实验。 第二阶段：磁化过程，小组同学将一块条形磁体的N极沿从左到右方向摩擦这枚针若干次，使该针被磁化，如图所示，磁化后小磁针A端为（　　） A．N极 B．S极 C．N极或S极 D．无磁极显示 知识点3 磁场和磁感线 1. 磁场：磁体周围存在的 、 、 的特殊物质。 （1）基本性质：对放入其中的磁体，产生 的作用。 （2）磁场方向：磁场中某一点，小磁针 ，就是该点的磁场方向。 2. 磁感线：为了形象描述磁场分布，人为画出的带箭头的曲线，是 ，不是真实存在的。 （1）特点 ① 方向：磁体外部，磁感线从 极出发，回到 极；磁体内部，磁感线从 S 极指向 N 极，形成闭合曲线。 ② 切线：磁感线上任意一点的切线方向，与该点的磁场方向、小磁针 N 极指向完全一致。 ③ 疏密：磁感线越密集的地方，磁场越 ；越稀疏的地方，磁场越 。 ④ 不相交不中断：磁感线永远不会 、也不会 。 ⑤ 立体分布：磁感线是 分布的，不是只存在于一个平面内。 （2）常见磁体的磁感线分布特点 【典例3】如图所示为“磁悬浮抗震屋”，其在房屋的基座上增加了磁悬浮设备，当地震来临时，在短时间内房屋就会自动脱离地面悬浮在空中从而减小危害。据此分析房屋悬浮的磁感线分布情况为（　　） A． B． C． D． 【变式1】如图，两个相同的纺锤形磁铁由于磁极间相互吸引而紧紧贴在一起。下列各图能正确表示纺锤形磁铁周围的磁感线分布特点的是（　　） A． B． C． D． 【变式2】为了形象地描述磁体周围的磁场分布，物理学家法拉第引入了磁感线模型。如图是条形磁体的磁感线分布，图中E、F、P、Q四点，磁场最强的是（　　） A．E点 B．F点 C．P点 D．Q点 【变式3】爱因斯坦曾说，在一个现代的物理学家看来，磁场和他坐的椅子一样实在。为了形象地研究磁场，物理学家法拉第最先发明并引入了磁感线。如图是条形磁体的磁感线分布。下列说法正确的是（　　） A．a点没有磁场 B．磁感线是真实存在的 C．①端磁极是S极 D．b点的磁场比c点的更强 知识点4 地磁场 1.定义：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围产生的磁场叫做地磁场。 2.特点：地磁的北极，在地理 附近；地磁的南极，在地理 附近；小磁针能静止时指南北，本质是受到了地磁场的作用。 3.磁偏角：地磁南北极与地理南北极 ，二者之间的夹角叫做 ；我国宋代学者 ，最早发现了这一现象。 【典例4】经科学家研究发现：在某些细菌的细胞质中有一些磁生小体，它们相当于一个个微小磁针。实验证明：在只有地磁场而没有其它磁场作用时，小水滴中的一些细菌会持续不断地向北游动，并聚集在小水滴北面的边缘。实验中，若把这些细菌中的磁生小体看成小磁针，则它的N极指向（　　） A．北 B．南 C．西 D．东 【变式1】据《武经总要》记载，古人将具有磁性的空心铁鱼放入水中漂浮制成指南鱼，多次将指南鱼轻轻旋转，静止后，观察到鱼尾总是指向南方。下列说法正确的是（　　） A．鱼尾是指南鱼的N极 B．指南鱼的鱼尾指向地磁南极 C．指南鱼周围存在大量的磁感线 D．用磁体的N极靠近鱼尾，会相互吸引 【变式2】今年3月24日﹣26日出现磁暴活动，引发公众关注。当太阳表面的活动增强，释放出的能量和带电粒子流穿越太空，冲击地球的磁场时，便可能会触发地磁暴。下列四图地磁场分布正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式3】《事林广记》中记载了“指南龟”（如图所示）的制法：先以木刻龟，在龟体上沿首尾方向开一洞，放入条形磁石，以黄蜡填满，在龟尾部敲入一铁针与磁石一段相连。将木龟支于竹针之上，使木龟转动，静止后，针指南。关于“指南龟”，下列说法中正确的是（　　） A．磁石靠近龟尾一端为磁石的北极 B．铁针指向的是地理的北极附近 C．铁针指向的是地磁的南极 D．“指南龟”能指南是因为其受到地磁场的作用 【巩固训练】 1.巴克球是一种具有磁性的小球体，可随意组合成各种形状，用于锻炼思维与放松解压。下列关于巴克球的说法正确的是（　　） A．巴克球不能由铜质材料制成 B．巴克球之间只有引力作用 C．静止的巴克球周围存在磁感线 D．巴克球可以随意组合，没有固定磁极 2.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 3.关于如图所示的磁场，下列说法正确的是（　　） A．左端为磁铁的N极 B．a点所放小磁针静止时，北极指向右 C．a点的磁场强度比b点的弱 D．c点由于没有磁感线经过，所以c点处没有磁场 4.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 5.在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．树叶尖端指向地磁南极 B．指南针的“N”应标注在树叶尖端 C．树叶周围存在磁场和磁感线 D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引 6.根据指南针指示南北的事实，下列不能得出的是（　　） A．地球是个磁体 B．地理南、北极附近存在的磁感线较密 C．地磁北极在地理南极附近 D．地球周围存在磁场 7.如图甲所示。一个条形磁铁摔成两段，取右边的一段靠近小磁针，小磁针静止时的指向如图乙所示，则右边这处裂纹的磁极是 极。如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起（如图甲），这两段会相互 （选填吸引、排斥）。 8.磁体间力的作用是通过 发生的。如图的是用来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 处（选填“P”或“Q”） 9.北极燕鸥每年往返于南北两极，飞行约7万多公里躲避寒冷的极夜，真正实现了“生活在阳光里”的壮举。它们之所以能够飞行如此遥远的距离而不迷路，是因为拥有一种与生俱来的导航能力，主要是依靠地球磁场进行导航。 （1）地球能够产生磁场，说明地球是一个 。 （2）如图为地磁场模型，模型中两极的细铁丝最密，表示两极的磁场最 。 （3）北极燕鸥能够感知地球磁场的原因是其羽毛中隐藏着磁性颗粒，就像内置“指南针”，其S极始终指示的方向是 。 10.某同学利用干簧管设计制作了一款水位自动报警器。干簧管的工作原理如图所示，它由薄铁片制作而成，是一种利用磁场来控制线路的开关器件。浮球与永久磁体连接，随着水位的变化二者的位置随之改变。当水箱内的水位过高或过低时，均会亮起不同颜色的灯进行警示并触发电铃。请结合图片判断水位自动报警器在水位到达A处时黄灯、红灯和电铃的工作情况，并说明理由。 11.在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动，假设当A运动一段时间后，两磁铁间才出现吸引力，吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直线运动，吸在一起前B始终静止。 （1）在磁铁A靠近B过程中出现了吸引力，请在俯视图中已画出的一条磁感线上用箭头标出其方向。 （2）整个过程中，磁铁A受到的摩擦力大小变化是 ，磁铁B受到的摩擦力大小变化是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $