内容正文:
3.1 磁体的磁场
知识点一:磁体和磁极
1.磁性:磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,我们把这种性质叫作磁性。
2.磁体:具有磁性的物体叫作磁体。
①按照形状分:条形磁体、蹄形磁体、针形磁体、环形磁体、柱形磁体等,如图所示。
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。
3.磁极
(1)概念:磁体各部位的磁性强弱不同,磁体上磁性最强的部位叫作磁极。
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。
(2)北(N)极和南(S)极
将可以自由转动的大磁针放在桌面上,等静止时发现自动指向南北方向。
磁体指北的那个磁极叫北极,又叫N极;指南的那个磁极叫南极,又叫S极。
(3)特点:任何磁体都有两个磁极(南极和北极)。磁极一般位于磁体的两端。
条形磁体的磁极在它的两端,故条形磁体两端磁性最强,中间磁性最弱。
(4)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。
【注】判断物体是否具有磁性的方法
方法一:根据磁体的磁性判断
将被测物体靠近没有磁性的铁、钴、镍等磁性材料,铁、钴、镍等若能被吸引,则说明该物体具有磁性;若不能被吸引,则说明该物体没有磁性。
方法二:根据磁体的指向性判断
用自由悬挂、自由悬浮等方式让被测物体能够在水平面内自由转动,若被测物体静止时总是大致指向南北方向,说明该物体具有磁性,否则没有磁性。
方法三:根据磁极间的相互作用规律判断
将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极,若发现有一端发生排斥现象,说明该物体具有磁性;若与小磁针两极都相互吸引,则说明该物体没有磁性。
注意:在利用磁极间相互作用规律判断两物体是否具有磁性时,要注意“斥定吸不定”原则,即如果两个物体相互排斥,则可以确定两者均有磁性,如果相互吸引,则可能两物体均有磁性或一个有磁性、一个没有磁性。
方法四:根据磁体各位置磁性强弱不同判断
外形相同的A、B棒
若两次都不吸引,则A、B都没有磁性
若两次都吸引,则A、B都有磁性
若只有甲吸引,则B有磁性,A没有磁性
若只有乙吸引,则A有磁性,B没有磁性
外形相同的A、B棒
若始终没有相互作用,则A、B都没有磁性
若吸引力保持不变,则A没有磁性,B有磁性
若吸引力由强→弱→强,则A有磁性,B没有磁性
若先吸引后排斥,或先排斥后吸引,则A、B都有磁性
知识点二:磁化
1.概念
使原来没有磁性的物体具有磁性的过程叫作磁化。
2.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,所以人造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。
【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.磁性材料和非磁性材料
(1)能被磁化的物质叫作磁性材料。如铁、钢等。
(2)不能被磁化的物质叫作非磁性材料。如铜、铝、玻璃等。
4.磁体的应用
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。
知识点三:磁场和磁感线
1.磁场及其方向
(1)磁场:磁体周围存在着看不见、摸不着的物质叫作磁场。磁体两极磁场最强,中间磁场最弱,离磁体越远,磁场越弱。
【注】磁场是一种特殊的物质,虽然看不见、摸不着,但是真实存在。磁场跟实际物质一样,也占据一定空间。
(2)磁场的基本性质
磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用(称为磁力)。磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。
(3)磁场的方向
磁场有方向,科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为该处的磁场方向,如图所示。
2.磁感线
(1)探索活动
在有机玻璃板上均匀撒上细铁屑,分别放在条形磁体和蹄形磁体上,轻敲玻璃板,细铁屑被磁化后按一定规律排列,如图所示。
探索归纳: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。把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线就称为磁感线。
(2)磁感线的方向: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)磁场的强弱:磁场的强弱可以用磁感线的疏密来表示,磁感线密的地方磁场强,磁感线疏的地方磁场弱。
【注】对磁感线的理解
作用
用来形象地描述磁场的分布情况
特点
①不真实性:磁感线是人们为了形象地描述磁体周围的磁场而引入的模型,是模拟无数小磁针(或被磁化后的铁屑)在磁场中的分布和排列情况而画出的曲线,它并不是客观存在的
②方向性:在磁体周围,磁感线从N 极出发回到S 极;在磁体内部,磁感线从S 极出发回到N 极。磁感线上任何一点的切线方向都与置于该点的小磁针静止时N 极所指的方向一致
③不相交性磁感线是封闭曲线,它不会相交
④疏密性:磁感线有疏密,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
画法
①画三至五条即可,且所画磁感线N 极与S 极对称,并在磁感线上用箭头标明方向
②所画的磁感线不能相交
磁感线分布
【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 。
【注】模型法(或建模法)、转化法
(1)磁感线并不真实存在,而是人们为了表示空间磁场的分布而想象出来的,这是模型法。例如,光线、磁感线等是对对象理想化后形成的模型;光滑、轻杆、细绳等是条件理想化后形成的模型;匀速直线运动、均匀变化等是过程理想化后形成的模型。
(2)磁场看不见、摸不着,通过磁场对放入其中的小磁针产生力的作用来认识磁场,这种研究方法叫转换法。
知识点四:地磁场
1.定义:地球周围存在的磁场叫地磁场。
2.地磁场的分布:地磁场与条形磁铁的磁场相似。地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。
3.磁偏角
地磁南北极和地理南北极并不完全重合,它们之间的夹角叫做磁偏角。宋代学者沈括最早记述了磁偏角现象。
【注】
1.地理北极附近是地磁南极,吸引指南针的北极。反之,地理南极附近是地磁北极,吸引指南针的南极。
2.在地理北极附近上空,地磁场方向竖直向下;在地理南极附近上空,地磁场方向竖直向上。
【经典题型讲解】
题型一:磁性有无的判断
1.有三根外形完全相同的金属棒A.B.C,将A棒用线悬挂起来,静止后它的两端分别指向南、北.用B棒与C棒的一端分别靠近A棒的一端,B与A之间相互吸引,C与A之间相互排斥.由上述现象可知,下列说法中错误的是( )
A.A棒一定是磁铁棒 B.B棒一定是铁棒
C.C棒一定是磁铁棒 D.B棒可能是铁棒,也可能是磁铁棒
2.如图所示,有三根钢棒,其中甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果已知甲是磁体且右端为N极,那么下列对乙、丙的判断正确的是( )
A.乙是磁体且右端是N极 B.丙是磁体且右端是N极
C.乙是磁体,丙不一定是磁体 D.乙是磁体,丙也一定是磁体
3.小科不小心将有磁性的磁块和颜色形状大小与之相同的钢块混合到一起,于是他把甲、乙、丙三块物体悬挂起来,让它们彼此靠近时的情况如图所示,则一定是磁体的是( )
A.只有甲 B.只有乙 C.甲和乙 D.乙和丙
4.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
5.有两根外形完全相同的钢棒a和b;按图甲放置,手拿住a时,b不会掉下来;按图乙放置,手拿住b时,a会掉下来。这说明( )
A.钢棒a具有磁性
B.钢棒b具有磁性
C.钢棒a和b都具有磁性
D.钢棒a和b都不具有磁性
6.为了判断一根铁棒是否具有磁性,小科做了四个实验,其中不能判断出铁棒是否具有磁性的是( )
A.将悬挂的铁棒多次向南北转动,静止时始终指向南北
B.将铁棒靠近小磁针,相互吸引
C.水平缓慢向右移动弹簧测力计,弹簧测力计示数有变化
D.将铁棒靠近条形磁铁,相互排斥
7.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
8.小明同学列举了如下两种方法来检验铁棒是否有磁性。
(1)图甲,将铁棒的一端靠近小磁针的N极,互相吸引;将另一端靠近小磁针N极,也互相吸引,说明铁棒 (选填“有”或“无”)磁性。
(2)图乙,当铁块从铁棒左端开始水平向右移动至右端的过程中,弹簧测力计的示数先变小后变大,说明铁棒 (选填“有”或“无”)磁性。
题型二:磁化
1.小联同学学习了电和磁的知识后,打算用磁铁、缝衣针等材料制作一个指南针。请完成下面小题。小联利用磁铁一端在缝衣针上沿同一方向摩擦几次,将缝衣针磁化制成了指南针,下列不可以作为缝衣针材料的是( )
A.钢 B.铝 C.钴 D.镍
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.
3.将两枚一元硬币放在条形磁体下方,硬币的位置情况应为下列情况中的( )
A. B. C. D.
4.某项目化学习小组要用一枚缝衣针自制一个小磁针,并利用这个小磁针完成电和磁相关实验。其中第二阶段:磁化过程,小组同学用一块条形磁铁的N极沿从左到右的方向摩擦这枚缝衣针若干次,使该针被磁化,如图所示,磁化后缝衣针𝐴端为( )
A.N极 B.S极 C.N极或S极 D.无磁极显示
5.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
6.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
题型三:磁体的应用
1.磁控防盗装置都装有干簧管(如图甲),干簧管由两个软铁片和玻璃管组成,软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时,软铁片触点状态会发生变化。
把条形磁体分别放置在图乙中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时,触点的开合状态和软铁片的极性情况如下表。
磁体位置
竖直放置并靠近
水平放置并靠近
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
触点状态
闭合
断开
闭合
?
软铁片的极性情况
(1)软铁片被磁化后,软铁片与条形磁体相邻端的磁极极性关系是________________。
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置),干簧管触点状态为________。
(3)如图丙,门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管,其内部简化电路如图丁,磁控防盗装置的工作原理是:夜间关上门,闭合开关S,启动防盗报警器,此时报警电铃不响;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,电铃响起。图丁虚线框中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有________(填图中的字母)。
题型四:磁场和磁感线
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
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.
3.使用磁吸式双面玻璃清洁器时,玻璃内外两块清洁器总是合在一起。下列磁感线模型能正确表示这一工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
4.作图也是学习科学和认识世界的一种方式。下列磁感线画法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.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处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
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侧
6.如图是条形磁体的磁场分布图。将小磁针放置在磁场某处,静止时指向如图所示,小磁针黑色端为北极。关于该磁场,下列说法正确的是( )
A.该条形磁体的左端为S极,右端为N极
B.a点没有磁感线经过,所以a点没有磁场
C.b点的磁场方向向左
D.c点的磁场比b点强
题型五:地磁场
1.将自由转动的指南针放在地球表面的赤道上,静止时的示意图如图所示,其中符合实际的是( )
A. B. C. D.
2.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
3.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
4.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
5.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如图所示。下列说法不正确的是( )
A.地磁场的N极在地理的南极附近
B.地磁场的磁感线并不是真实存在的
C.“磁石磨针锋”是为了使针锋被磁化
D.A点小磁针的上端应该是S极
6.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.
7.荷兰科学家辛斯伯根发现:在欧洲大陆下“藏着”一块1亿多年前的“大阿德里亚”大陆。他是怎么找到这块大陆的呢?原来一些原始的磁细菌(原核生物)在细胞内会产生磁性物质,其磁极指向受地磁场影响,如图所示。磁细菌死后,留下的磁性物质与周围沉积物一起形成岩石。科学家根据地磁信息,就能还原出该岩石在地球上曾经所处的位置。下列说法错误的是( )
A.磁细菌的细胞内没有成形的细胞核
B.磁细菌的生物性状由DNA上的基因控制
C.由图可知此时磁细菌鞭毛端的磁极是北极
D.“大阿德里亚”大陆“藏到”欧洲大陆下面,可证明地壳在不断运动
8.我国的文化博大精深,很早以前就有关于磁的记载。公元1世纪,东汉学者王充在《论衡》中记载“司南之杓,投之于地,其祗指南”。宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中就有关于磁偏角的最早记载:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。若把地磁场假想成是由地球内部一块大条形磁铁产生的,下图的四个示意图中,能合理描述地球内部这块大条形磁铁的是( )
9.关于下列四幅图的描述正确的是( )
A.甲图让钢棒AB靠近条形磁体,若它们相互吸引,则钢棒具有磁性
B.乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近
C.丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D.丁图中a端磁极是N极,b端磁极是S极
题型六:指南针的工作原理
1.阅读以下材料,回答问题。
指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针,如图甲所示,它由青铜盘和磁勺组成,磁勺放置在光滑青铜盘的中心,可以自由转动。古文《论衡•是应篇》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。司南的作用,放在地上,它的勺柄静止时指向南方。磁勺能够指示方向,是利用了地磁场对磁勺的作用
(1)若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,图乙和丙所示的两个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是 。
(2)司南的勺柄应为该磁体的 (选填“N”或“S”)极。
(3)某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”,图丁所示为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)处打磨成勺柄。
(4)把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后,放在粗糙的木盘上,使磁勺水平自由转动直至最终静止,但磁勺勺柄总不能正确指南。将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善。这是因为磁勺和盘子之间的 影响了实验效果。
强化训练
【基础强化】
1.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
2.小聪用钢棒的一端去靠近一小磁针的一端,发现小磁针被钢棒吸引,则说明( )
A.钢棒一定有磁性 B.钢棒一定无磁性
C.钢棒可能有磁性 D.钢棒只有一端有磁性
3.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.用钢棒的一端去吸引条形磁体的一端,能吸引
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
4.《晋书·马隆传》中讲述了名将马隆在一次战役中,命士兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上,身穿铁甲的敌军被磁石吸住,而马隆的兵将身穿犀甲,行动如常,故而敌军大败。下列说法正确的是( )
A.磁石能吸引各种金属盔甲
B.磁石各部分磁性强弱相同
C.磁石周围不同位置,磁场方向可能不同
D.磁石周围存在磁场,所以磁石周围的小路布满磁感线
5.在一根条形磁铁附近平行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体a后,其周围磁感线的分布情况如图甲所示。将物体a两端对调以后,磁感线分布情况未发生改变,如图乙所示,则棒状物体a可能是( )
A.铁棒
B.铜棒
C.条形磁铁,其中X端为N极
D.条形磁铁,其中Y端为N极
6.如图甲是某品牌擦窗器,其由内外两部分组成,两部分内部均装有磁铁,可吸附在玻璃两侧,如图乙所示,磁铁B固定,磁铁A可沿图中箭头方向左右移动来调节吸力大小。下列有关说法正确的是( )
甲 乙
A.若磁铁A右侧为N极,则磁铁B左侧为N极
B.若磁铁A向右移动,擦窗器吸力将增大
C.将磁铁B换成铁块,擦窗器将无法工作
D.擦较厚的玻璃时,应将磁铁A向左移动
7.有外形相同的两根钢条M、N,按图甲方式放置时,它们能相互吸引;按图乙方式放置时,它们之间感觉不出有相互作用力。则下列推断正确的是( )
A.M无磁性、N无磁性 B.M无磁性、N有磁性
C.M有磁性、N无磁性 D.M有磁性、N有磁性
8.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.
9.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
10.如图是用磁感线描述的条形磁体的磁场图示,下列说法正确的是( )
A.磁感线是真实存在的,所以用实线表示
B.点E处的磁场比点Q处的磁场强
C.两磁感线之间的点F处不存在磁场
D.若将小磁针置于P点,静止时南极指向S极
11.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
12.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
13.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
14.一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.
15.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
16.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
17.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.
18.创新小组使用两根缝衣针、一个按扣、一个大头针和一块橡皮制作指南针。他们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,就制成了小指南针,如图所示。下列关于这个指南针的说法中正确的是( )
A.静止时针尖指北方,那么针尖是N极 B.指南针周围存在磁感线但不存在磁场
C.缝衣针的指向不会受到靠近的磁铁干扰 D.指南针周围各点的磁场方向都相同
19.在水平桌面上放置一条形磁体,磁体上盖有一薄玻璃板,在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑,然后轻敲玻璃板,发现铁屑在玻璃板上有规律地排列,如图所示。则下列说法中正确的是( )
A.用碎纸屑代替铁屑重做实验,纸屑也能有规律地排列
B.用其他任何金属碎屑重做实验,金属屑都能有规律地排列
C.根据铁屑的排列规律,可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向
D.磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少,是因为条形磁体两端的磁性较强
20.如图所示的磁铁,它们的外部磁场用磁感线描述正确的是( )
A. B. C. D.
21.地磁暴是指由太阳表面的活动引起的地球磁场的全球性剧烈扰动。据央视新闻的报道,2025年4月13日太阳暗条的消失活动引发了4月16至17日地球上的一次极为强烈的地磁暴。这次地磁暴显著影响了卫星通信和航天器的运行,在地球北半球的某些区域,人们目睹了由于地磁暴引发的极光现象。以下关于这次地磁暴的说法中,正确的是( )
A.地磁暴是地球火山喷发引起的自然现象
B.地磁暴期间,地球磁场不会发生变化
C.本次地磁暴可能导致卫星导航设备定位不准
D.只有在地球赤道地区才能看到地磁暴引发的极光
22.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
23.《论衡》中有“司南之杓,投之于地(即底下的地盘),其柢(即勺柄)指南”的记载。下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的N极
B.司南周围存在磁场,不存在磁感线
C.柢能够指南是因为受到地盘对它施加了向南的力
D.将司南的铜质地盘更换成铁盘,仍可以起到指南针的作用
24.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.
25.如图所示为水星周围小磁针“”的分布,则水星周围的磁感线可表示为( )
A. B.
C. D.
26.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
27.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
28.科学观点需要许多事实证据的支持,有时一个事实也可以作为多个观点的证据。如图所示实验不能支持的观点是( )
A.磁体能吸引铁、钴、镍等物质
B.力能改变物体的运动状态
C.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
D.物体间不相互接触,也可以发生力的作用
29.图甲为干簧管开关的结构图,其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料,被固定于玻璃管内。将条形磁体靠近并与干簧管平行放置时,干簧管的磁簧片触点就会闭合,电路接通如图乙所示;当条形磁体远离干簧管时,触点就会断开。则下列说法正确的是( )
A.根据需要软铁簧片可以用塑料片替换
B.触点相互接触利用的是同名磁极相互吸引的原理
C.利用条形磁体使软铁簧片被磁化,触点相互吸引使电路处于导通状态
D.条形磁体远离干簧管时,触点相互排斥使电路处于断路状态
30.小余根据所学的知识画出了如图甲所示的ab两个磁极间的磁感线分布图。
(1)据此判断,P处的磁场强度 (填“大于”“小于”或“等于”)Q处的磁场强度。
(2)若在Q处放置一枚小磁针,则小磁针的指向应为图乙中的 (填序号)。
(3)采用磁感线来研究磁场,属于科学方法中的 。
A.控制变量法
B.模型法
C.类比法
D.转换法
31.图(a)为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图(a)可知,该磁极为 极,若在位置2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图(b)中的 ;位置1处的磁场比位置2处的磁场 (选填“强”或“弱”)。
32.如图所示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,a点的磁场比b点的磁场 (选填“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N极指向 处(选填“P”或“O”),没有标磁感线的地方 (选填“有”或“没有”)磁场。
33.如图所示: 一表面平整的长条形磁铁固定在水平面上,一铁块放在磁铁一端,用一水平拉力F拉着匀速运动到另一端,在此过程中,拉力F (选填“先变小后变大” “先变大后变小”或“不变”)。若在条形磁铁的右端放一小磁针,则小磁针静止时N极指向 (选填“左”或“右”)。
34.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:__________。
35.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。
36.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___________。
37.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。
38.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 。
39.小柯同学参加了学校研究性学习小组开展的“探究磁体磁性强弱是否与温度有关”的课题。
【作出假设】假设一:温度越高,磁体的磁性越强。
假设二:温度越高,磁体的磁性越弱。
假设三:磁体的磁性随温度升高变化不大。
【设计实验】小柯将一条形磁铁的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁铁加热,如图甲所示。
(1)加热一段时间后发现____________________________,则假设二成立。
(2)根据(1)中的结论,小柯设计了一个温度报警器,如图乙所示,当温度逐渐升高时,磁铁的磁性减弱,直至无法吸引弹簧开关,弹簧开关______(填“向下”或“向上”)移动,这样下面的电路就被接通,从而使电铃报警。
(3)同组的小明同学却认为小柯设计的温度报警器有不足之处,请指出:________________________________。
【素养提升】
1.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
2.小金利用如图所示装置探究磁化过程,图中容器内装的是一些铁屑,架上所夹的是一根铁棒。以下关于此实验的观点不正确的是( )
A.甲图到乙图的过程叫磁化
B.乙图中软铁棒的上端是S极
C.若把乙图中磁体移走,铁棒的磁性将消失
D.若将乙图中铁棒换成钢棒,被吸引的铁屑会减少
3.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.
4.磁性鞋带扣让你跟系鞋带说再见。如图所示,把鞋带裁剪到合适的长度,然后将模块穿进去,这之后两边一碰即可牢牢地把鞋带系紧。下列说法正确的是( )
A.两模块可能都是铜块
B.两模块可能都是铁块
C.两模块中,可能其中一块有磁性,另一块是铁块
D.两模块中,可能其中一块有磁性,另一块是铜块
5.如图所示是一款磁吸车载手机支架,其底部用胶水粘在汽车中控平台上,支架顶端的“台面”是一块磁铁,再将一块软式磁力贴贴在手机壳或手机背面,使用时将手机磁力贴位置对准支架顶端的“台面”,就可以将手机牢牢固定,关于这款手机支架,下列说法正确的是( )
A.支架顶端的“台面”的外部的磁感线从S极出发回到N极
B.支架顶端的“台面”的上表面一定是磁铁的N极
C.支架顶端的“台面”可以吸附任何金属
D.支架顶端的“台面”与手机磁力贴间吸附是因为异名磁极相互吸引
6.如图所示,用磁感线描述磁体外部磁场正确的是( )
A. B.
C. D.
7.郑和下西洋是世界航海史上的壮举,其船队采用的是水罗盘定向,科技小组参照此技术自制了一个“树叶水罗盘”(如图)。他们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,待其静止后发现树叶的尖端总是指向南方。则( )
A.说明盛水用的玻璃碗具有磁性 B.树叶尖端指向地磁场的南极
C.“自制罗盘”周围存在磁感线 D.缝衣针尖端是水罗盘的“S”极
8.描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线分布情况如图所示。下列说法中正确的是( )
A.由P到Q磁场越来越弱
B.a点与b点磁场方向不相同
C.a点磁场强度比b点磁场强度强一些
D.a点与b点的磁场强度相同
9.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。将指南龟装于竹钉之上,使竹钉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
10.如图所示,重为G的小铁块在水平方向力F的作用下,沿粗糙程度相同的条形磁铁表面N极滑S极,下列说法正确的是( )
A.小铁块对磁铁的压力始终等于G
B.小铁块对磁铁的压力始终小于G
C.小铁块对磁铁的摩擦力先减小后增大
D.小铁块对磁铁的摩擦力先增大后减小
11.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
12.一根钢棒接近一根悬挂的磁针,当它靠近磁针S极时,磁针被吸向钢棒,如图所示,据现象可以得出( )
A.钢棒原来一定不具有磁性
B.钢棒原来不一定具有磁性
C.钢棒原来一定具有磁性,接近磁针的一端是N极
D.钢棒原来一定具有磁性,接近磁针的一端是S极
13.如图所示是条形磁体的磁场分布图。将小磁针放置在磁场某处,静止时指向如图所示,小磁针黑色端为北极。关于该磁场,下列说法正确的是( )
A.该条形磁体的左端为S极,右端为N极
B.a点没有磁感线经过,所以a点没有磁场
C.b点的磁场方向向左
D.c点的磁场比b点强
14.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
15.小山同学在记录条形磁铁周围磁场方向时,将一小磁针标注错误(涂黑为N极),请指出错误的小磁针是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
16.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模型。下列磁体周围磁感线画法正确的是( )
A. B. C. D.
17.如图是某条形磁体附近磁感线的示意图,若在靠近S极的P点放一个小磁针(按虚线指示放置,小磁针深颜色的一端为N极),当小磁针静止时,选项中能正确表示P点小磁针N极指向的是( )
A. B. C. D.
18.如图所示,两个外形相同的钢棒A、B相互吸引,则 ( )
A.A棒一定有磁性 B.A棒一定没有磁性
C.B棒不一定有磁性 D.B棒一定有磁性
19.如图为一外形为正方体的强磁铁。为探究该磁铁的磁极分布,下列提出猜想不合理的是( )
A.磁极可能是左右分布
B.磁极可能是中间S极两端N极分布
C.磁极可能是上下分布
D.磁极可能是对角分布
20.我国的文化博大精深,很早以前就有关于磁的记载。公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中写到“司南之杓,投之于地,其祗指南”。宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》卷二十四中就有世界上关于地磁偏角的最早记载。其中写道:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。
磁体通过磁场发生相互作用,如图所示甲、乙、丙为条形磁体,虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是( )
A.N、S、N、N B.S、N、S、S C.N、N、S、N D.S、S、N、N
21.小温为探究图甲所示磁体周围的磁场分布情况,做了如图乙、图丙所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色端为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布情况。下列选项中,能正确描述图甲磁体周围磁感线分布情况的是( )
A. B.
C. D.
22.如图所示,将甲图的条形磁铁从中间锯断,如乙图。则下列关于乙图的说法中,正确的是( )
A.a端是S极,b端是N极,c、d两端不是磁极
B.a、d两端是S极,b、c两端是N极
C.a、c两端是S极,b、d两端是N极
D.a、b、c、d都不是磁极
23.把普通钢棒磁化有多种方法,可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量的原子组成,每个原子都有N、S极,相当于一个磁性很弱的“小磁铁”。未被磁化前,钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章,此时钢棒对外不显磁性。用一个强力条形磁铁按图中的箭头方向滑动,钢棒就被磁化,磁化后各个“小磁铁”按图所示同向排列,钢棒具有磁性,相当于条形磁铁。下列说法正确的是( )
A.被磁化后(乙图)的钢棒左端是 S 极
B.被磁化前(甲图)的钢棒右端是 N 极
C.若把小磁针放在左图中的 A 点处,静止时小磁针的北极(N)一定向外
D.若把小磁针放在右图中的 B 点处,静止时小磁针的右端是北极(N)
24.小科一家利用手机导航自驾前往森林公园,途中小科不禁好奇在没有导航的年代人们是如何利用指南针辨别方向的。通过查阅资料得知,指南针能够指示方向是因为地球是一个巨大的地磁场,如图所示是部分地磁场的示意图,根据图示,以下分析正确的是( )
A.由于磁场是实际存在的,所以磁感线也是实际存在的
B.A点磁场方向等于静止在该处的小磁针南极所指的方向
C.A点的磁场强度比B点的磁场强度弱
D.放在A、B两处的小磁针静止时所受磁场力的方向是不同的
25.如图所示,弹簧测力计下吊着一个小铁球,小球正下方水平放置一个条形磁铁,小球与磁体左端相齐。将条形磁体水平向左缓慢移动至右端与小球对齐。在这个过程中,小球始终处于条形磁铁的正上方,则弹簧测力计的示数变化情况是( )
A.逐渐变大
B.逐渐减小
C.先变小后变大
D.先变大后变小
26.“磁悬浮地漏”是一种新产品。如图所示,当密封盖上方无水时,在磁体B的作用下,磁体A将密封盖顶起。该“磁悬浮地漏”的工作原理是( )
A.异名磁极相互吸引 B.异名磁极相互排斥
C.同名磁极相互吸引 D.同名磁极相互排斥
27.下列三幅图涉及到一些磁现象的知识,关于磁现象的描述正确的是( )
A.磁场看不见,摸不到,是不存在的,是我们假想出来的一个模型
B.甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极,若二者相互排斥,则A端为N极
C.乙图中地理北极是地磁场南极,图中小磁针上端为S极
D.丙图表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布
28.某巡查小组进入森林后在处迷失方向,如图甲为小组利用卫星技术获取的森林俯视图,他们携带的指南针静止时的指向如图乙所示。他们要尽快找到出口应选择的方向是( )
A.朝的方向 B.朝的方向
C.朝的方向 D.朝的方向
29.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.
30.如图所示,是一款磁吸式“猫头鹰”收纳器。其内置一块强磁铁,使用时将钥匙环等小物件往“猫头鹰”底部一“贴”,钥匙等即可被有序收纳。关于磁吸式“猫头鹰”收纳器,下列说法正确的是( )
A.“猫头鹰”周围的空间布满了磁场
B.“猫头鹰”周围磁场方向均是竖直向上的
C.“猫头鹰”收纳钥匙环是利用磁感线作用的
D.“猫头鹰”能收纳所有金属材质的小物件
31.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。已知和的重力分别为和,若弹簧测力计的示数为,则下列说法正确的是( )
A.所受的重力与对的吸引力是一对平衡力
B.对弹簧测力计的拉力大小为
C.对地面的压力为
D.对的吸引力大于对的吸引力
32.如图所示,为判断一根铁棒是否有磁性,用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验,当出现以下哪一现象,便能证明铁棒有磁性( )
A.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极,N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极,两极均被吸引
33.如图所示,将所受重力大小均为G的甲、乙两个磁环套在光滑的支架上,磁环甲悬浮在空中。关于磁环乙对支架底座的压力F与重力G的大小关系,下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
34.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.
35.如图所示,甲和乙是两根外形相似的钢棒,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,判断两棒是否是磁铁。
(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)在乙棒移动过程中,始终有相吸的现象, 有磁性。
36.小金同学想探究磁体对回形针的吸引力的太小是否与放入它们之间物体的种类有关,设计了如图甲所示的装置,他保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入形状、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
塑料板
吸引回形针数量/个
4
1
1
3
3
(1)分析数据可知,吸引回形针数量越少,说期该材料对吸引力的影响 。
(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厚度相同、面积不同的铁板。目的是要探究 。
(4)其实小金同学所研究的现象叫“磁屏障”,如图乙所示,一个放在磁场中的铁质球壳(截面有一定厚度),外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”,只有极少部分会进入球内空间,从此现象想到,为使精密仪器不受外面的影响,可以将仪器放在什么地方?答: 。
37.如图为一种椭球体磁铁,该磁铁磁性最强的部位在哪里呢?在研究椭球体磁铁的磁极分布情况,几位同学提出了以下三种猜想:
(1)利用所学知识,断定猜想 肯定是错误的,你判断的依据是: ;
(2)为了验证其他两个的猜想,他做了如下的实验:
步骤1:将两个磁铁如甲图放置,手拿住上面的磁铁,将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端.下面磁铁均掉落;
步骤2:将两个磁铁如图乙放置,手拿住上面的磁铁,下面的磁铁不会掉落。根据实验,可判断出猜想 又是错误的;
(3)要确定该磁铁磁性最强的部位,你的实验方案是 。
38.小乐听说银行卡靠近核磁共振机器会被消磁,于是她想选择某种材料制作保护卡套防止银行卡被消磁。为了完成任务,小乐设计了如图甲所示装置来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种类是否有关。她保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入形状、面积和厚度相同,材料不同的板材,观察吸引回形针的个数,实验数据如表所示。
磁体与纸片之间放入的板材
不放板材
铁板
镍板
铝板
塑料板
吸引回形针的数量/个
4
1
1
3
3
(1)分析数据可知,吸引回形针的数量越少,说明该材料对吸引力的影响 (填“越大”“越小”或“相同”)。
(2)铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性强弱的影响不明显,原因可能是 。
(3)如图乙所示可以解释以上现象产生的原因,把卡放在铁质壳内然后放入磁场中,外部磁场绝大部分沿铁质球壳壁“通过”,几乎不会进入球内空间,因此,内部物体不受外部磁场影响。给如图乙所示现象选择最合适的名字为____。
A.“超磁现象” B.“磁屏蔽现象”
C.“消磁现象” D.“磁化现象”
39.“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___________。
40.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”)。
41.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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3.1 磁体的磁场
知识点一:磁体和磁极
1.磁性:磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,我们把这种性质叫作磁性。
2.磁体:具有磁性的物体叫作磁体。
①按照形状分:条形磁体、蹄形磁体、针形磁体、环形磁体、柱形磁体等,如图所示。
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。
3.磁极
(1)概念:磁体各部位的磁性强弱不同,磁体上磁性最强的部位叫作磁极。
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。
(2)北(N)极和南(S)极
将可以自由转动的大磁针放在桌面上,等静止时发现自动指向南北方向。
磁体指北的那个磁极叫北极,又叫N极;指南的那个磁极叫南极,又叫S极。
(3)特点:任何磁体都有两个磁极(南极和北极)。磁极一般位于磁体的两端。
条形磁体的磁极在它的两端,故条形磁体两端磁性最强,中间磁性最弱。
(4)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。
【注】判断物体是否具有磁性的方法
方法一:根据磁体的磁性判断
将被测物体靠近没有磁性的铁、钴、镍等磁性材料,铁、钴、镍等若能被吸引,则说明该物体具有磁性;若不能被吸引,则说明该物体没有磁性。
方法二:根据磁体的指向性判断
用自由悬挂、自由悬浮等方式让被测物体能够在水平面内自由转动,若被测物体静止时总是大致指向南北方向,说明该物体具有磁性,否则没有磁性。
方法三:根据磁极间的相互作用规律判断
将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极,若发现有一端发生排斥现象,说明该物体具有磁性;若与小磁针两极都相互吸引,则说明该物体没有磁性。
注意:在利用磁极间相互作用规律判断两物体是否具有磁性时,要注意“斥定吸不定”原则,即如果两个物体相互排斥,则可以确定两者均有磁性,如果相互吸引,则可能两物体均有磁性或一个有磁性、一个没有磁性。
方法四:根据磁体各位置磁性强弱不同判断
外形相同的A、B棒
若两次都不吸引,则A、B都没有磁性
若两次都吸引,则A、B都有磁性
若只有甲吸引,则B有磁性,A没有磁性
若只有乙吸引,则A有磁性,B没有磁性
外形相同的A、B棒
若始终没有相互作用,则A、B都没有磁性
若吸引力保持不变,则A没有磁性,B有磁性
若吸引力由强→弱→强,则A有磁性,B没有磁性
若先吸引后排斥,或先排斥后吸引,则A、B都有磁性
知识点二:磁化
1.概念
使原来没有磁性的物体具有磁性的过程叫作磁化。
2.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,所以人造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。
【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.磁性材料和非磁性材料
(1)能被磁化的物质叫作磁性材料。如铁、钢等。
(2)不能被磁化的物质叫作非磁性材料。如铜、铝、玻璃等。
4.磁体的应用
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。
知识点三:磁场和磁感线
1.磁场及其方向
(1)磁场:磁体周围存在着看不见、摸不着的物质叫作磁场。磁体两极磁场最强,中间磁场最弱,离磁体越远,磁场越弱。
【注】磁场是一种特殊的物质,虽然看不见、摸不着,但是真实存在。磁场跟实际物质一样,也占据一定空间。
(2)磁场的基本性质
磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用(称为磁力)。磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。
(3)磁场的方向
磁场有方向,科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为该处的磁场方向,如图所示。
2.磁感线
(1)探索活动
在有机玻璃板上均匀撒上细铁屑,分别放在条形磁体和蹄形磁体上,轻敲玻璃板,细铁屑被磁化后按一定规律排列,如图所示。
探索归纳: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。把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线就称为磁感线。
(2)磁感线的方向: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)磁场的强弱:磁场的强弱可以用磁感线的疏密来表示,磁感线密的地方磁场强,磁感线疏的地方磁场弱。
【注】对磁感线的理解
作用
用来形象地描述磁场的分布情况
特点
①不真实性:磁感线是人们为了形象地描述磁体周围的磁场而引入的模型,是模拟无数小磁针(或被磁化后的铁屑)在磁场中的分布和排列情况而画出的曲线,它并不是客观存在的
②方向性:在磁体周围,磁感线从N 极出发回到S 极;在磁体内部,磁感线从S 极出发回到N 极。磁感线上任何一点的切线方向都与置于该点的小磁针静止时N 极所指的方向一致
③不相交性磁感线是封闭曲线,它不会相交
④疏密性:磁感线有疏密,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
画法
①画三至五条即可,且所画磁感线N 极与S 极对称,并在磁感线上用箭头标明方向
②所画的磁感线不能相交
磁感线分布
【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 。
【注】模型法(或建模法)、转化法
(1)磁感线并不真实存在,而是人们为了表示空间磁场的分布而想象出来的,这是模型法。例如,光线、磁感线等是对对象理想化后形成的模型;光滑、轻杆、细绳等是条件理想化后形成的模型;匀速直线运动、均匀变化等是过程理想化后形成的模型。
(2)磁场看不见、摸不着,通过磁场对放入其中的小磁针产生力的作用来认识磁场,这种研究方法叫转换法。
知识点四:地磁场
1.定义:地球周围存在的磁场叫地磁场。
2.地磁场的分布:地磁场与条形磁铁的磁场相似。地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。
3.磁偏角
地磁南北极和地理南北极并不完全重合,它们之间的夹角叫做磁偏角。宋代学者沈括最早记述了磁偏角现象。
【注】
1.地理北极附近是地磁南极,吸引指南针的北极。反之,地理南极附近是地磁北极,吸引指南针的南极。
2.在地理北极附近上空,地磁场方向竖直向下;在地理南极附近上空,地磁场方向竖直向上。
【经典题型讲解】
题型一:磁性有无的判断
1. 有三根外形完全相同的金属棒A.B.C,将A棒用线悬挂起来,静止后它的两端分别指向南、北.用B棒与C棒的一端分别靠近A棒的一端,B与A之间相互吸引,C与A之间相互排斥.由上述现象可知,下列说法中错误的是( )
A.A棒一定是磁铁棒 B.B棒一定是铁棒
C.C棒一定是磁铁棒 D.B棒可能是铁棒,也可能是磁铁棒
【答案】B
2. 如图所示,有三根钢棒,其中甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果已知甲是磁体且右端为N极,那么下列对乙、丙的判断正确的是( )
A.乙是磁体且右端是N极 B.丙是磁体且右端是N极
C.乙是磁体,丙不一定是磁体 D.乙是磁体,丙也一定是磁体
【答案】C
3. 小科不小心将有磁性的磁块和颜色形状大小与之相同的钢块混合到一起,于是他把甲、乙、丙三块物体悬挂起来,让它们彼此靠近时的情况如图所示,则一定是磁体的是( )
A.只有甲 B.只有乙 C.甲和乙 D.乙和丙
【答案】D
【解答】解:乙和丙相互排斥,说明乙和丙是同名磁极互相排斥,甲和乙相互吸引,甲可能与乙是异名磁极相互吸引,也可能甲是钢块,被乙磁化后相互吸引,故D正确,ABC错误。
故选:D。
4. 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。
5. 有两根外形完全相同的钢棒a和b;按图甲放置,手拿住a时,b不会掉下来;按图乙放置,手拿住b时,a会掉下来。这说明( )
A.钢棒a具有磁性
B.钢棒b具有磁性
C.钢棒a和b都具有磁性
D.钢棒a和b都不具有磁性
【解答】解:
磁极的磁性最强,用手拿a时(甲图),b不会掉下来,说明a对b有较大的磁力,则钢棒a具有磁性;
因磁体中间部分几乎没有磁性,所以,用手拿b时(乙图),a会掉下来,说明钢棒b没有磁性,钢棒a具有磁性(只是中间部分的磁性很弱);
故选:A。
6. 为了判断一根铁棒是否具有磁性,小科做了四个实验,其中不能判断出铁棒是否具有磁性的是( )
A.将悬挂的铁棒多次向南北转动,静止时始终指向南北
B.将铁棒靠近小磁针,相互吸引
C.水平缓慢向右移动弹簧测力计,弹簧测力计示数有变化
D.将铁棒靠近条形磁铁,相互排斥
【答案】B
【解析】磁体由于受到地磁场的作用,当其自由静止时,总是指向南北方向,故A能判断出铁棒具有磁性,A不符合题意;B中无论铁棒一开始是否具有磁性,两者都有可能相互吸引,故B不能判断出铁棒是否具有磁性,B符合题意;磁体的两极磁性最强,中间磁性最弱,C中当水平缓慢向右移动弹簧测力计时,测力计示数有变化,说明铁棒有磁性,C不符合题意;铁棒靠近条形磁铁,相互排斥,说明铁棒有磁性,D不符合题意。
7. 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。
8. 小明同学列举了如下两种方法来检验铁棒是否有磁性。
(1)图甲,将铁棒的一端靠近小磁针的N极,互相吸引;将另一端靠近小磁针N极,也互相吸引,说明铁棒 (选填“有”或“无”)磁性。
(2)图乙,当铁块从铁棒左端开始水平向右移动至右端的过程中,弹簧测力计的示数先变小后变大,说明铁棒 (选填“有”或“无”)磁性。
【答案】(1)无;(2)有。
【解答】解:图甲,将铁棒的一端靠近小磁针的N极,互相吸引;将另一端靠近小磁针N极,也互相吸引,如果有磁性,必然有一次是同名磁极相互排斥,故说明铁棒无磁性,吸引是小磁针具有磁性。
(2)图乙,当铁块从铁棒左端开始水平向右移动至右端的过程中,弹簧测力计的示数先变小后变大,说明铁棒两端磁性强,中间弱,故说明铁棒有磁性。
答案为:(1)无;(2)有。
题型二:磁化
1. 小联同学学习了电和磁的知识后,打算用磁铁、缝衣针等材料制作一个指南针。请完成下面小题。小联利用磁铁一端在缝衣针上沿同一方向摩擦几次,将缝衣针磁化制成了指南针,下列不可以作为缝衣针材料的是( )
A.钢 B.铝 C.钴 D.镍
【答案】B
【解答】解:可以作为缝衣针材料的是铁、钴、镍;不可以作为缝衣针材料的是铝。
故选:B。
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。
3. 将两枚一元硬币放在条形磁体下方,硬币的位置情况应为下列情况中的( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:
当两个硬币都放在磁体的N极时,会被磁体磁化,硬币也具有N极和S极,由于异名磁极相互吸引,因此两个硬币的S极会吸引在磁体的N极上,两个硬币的下侧都为N极;
由于同名磁极相互排斥,两个硬币的下侧会张开,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4. 某项目化学习小组要用一枚缝衣针自制一个小磁针,并利用这个小磁针完成电和磁相关实验。其中第二阶段:磁化过程,小组同学用一块条形磁铁的N极沿从左到右的方向摩擦这枚缝衣针若干次,使该针被磁化,如图所示,磁化后缝衣针𝐴端为( )
A.N极 B.S极 C.N极或S极 D.无磁极显示
【答案】B
【解析】用磁铁的N极在缝衣针上从针尖向针尾摩擦几次后,缝衣针被磁化;在磁铁和缝衣针最后接触(缝衣针的针尾)处与磁铁的N极相互吸引,根据磁极间的相互作用规律知,针尾为S极,故B正确。故选B。
5. 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。
6. 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。
题型三:磁体的应用
1. 磁控防盗装置都装有干簧管(如图甲),干簧管由两个软铁片和玻璃管组成,软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时,软铁片触点状态会发生变化。
把条形磁体分别放置在图乙中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时,触点的开合状态和软铁片的极性情况如下表。
磁体位置
竖直放置并靠近
水平放置并靠近
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
触点状态
闭合
断开
闭合
?
软铁片的极性情况
(1)软铁片被磁化后,软铁片与条形磁体相邻端的磁极极性关系是________________。
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置),干簧管触点状态为________。
(3)如图丙,门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管,其内部简化电路如图丁,磁控防盗装置的工作原理是:夜间关上门,闭合开关S,启动防盗报警器,此时报警电铃不响;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,电铃响起。图丁虚线框中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有________(填图中的字母)。
答案:(1)互为异名磁极 (2)闭合 (3)ACD
解析:(1)软铁片被磁化后,软铁片与磁铁相互吸引,根据“异名磁极相互吸引”可知,软铁片与条形磁体相邻端的磁极极性关系是互为异名磁极。
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时,靠近条形磁铁的N极这端的软铁片被磁化成S极,而靠近磁铁的S极这端的软铁片被磁化为N极,如图所示,则干簧管的触点状态为闭合。
(3)由电路图可知,干簧管和电铃并联后与电阻串联,开关在干路上,夜间关上门,闭合开关S,由于此时干簧管触点处于闭合状态,将电铃短路,所以报警电铃不响;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,干簧管退磁,触点在弹力作用下分开,干簧管触点处于断开状态,电流通过电铃,则电铃响起。按A、C、D方式摆放时的干簧管触点状态满足工作要求。
题型四:磁场和磁感线
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。
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。
3. 使用磁吸式双面玻璃清洁器时,玻璃内外两块清洁器总是合在一起。下列磁感线模型能正确表示这一工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解答】解:由题意可知,内外两块清洁器相对的两个面相互吸引,是异名磁极,即一个N极,一个S极,在磁体外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
4. 作图也是学习科学和认识世界的一种方式。下列磁感线画法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解答】解:A、图中磁体周围的磁感线从磁体的S极出来,回到磁体的N极,故A错误;
B、图中磁体周围的磁感线从磁体的N极出来,回到磁体的S极,故B正确;
C、图中磁体周围的磁感线从磁体的S极出来,回到磁体的N极,故C错误;
D、图中磁体周围的磁感线回到磁体的N极,故D错误。
故选:B。
5. 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处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
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侧
【答案】A
【解答】解: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。
故选:A。
6. 如图是条形磁体的磁场分布图。将小磁针放置在磁场某处,静止时指向如图所示,小磁针黑色端为北极。关于该磁场,下列说法正确的是( )
A.该条形磁体的左端为S极,右端为N极
B.a点没有磁感线经过,所以a点没有磁场
C.b点的磁场方向向左
D.c点的磁场比b点强
【答案】D
【解析】由图可知,小磁针的N极靠近条形磁体的右端,由异名磁极相互吸引可知,该条形磁体的左端为N极,右端为S极,故A错误;磁体周围存在磁场,a点的磁感线虽然没有画出,但a点有磁场,故B错误;条形磁体外部磁场方向从N极指向S极,所以b点的磁场方向向右,故C错误;磁感线密的地方磁场强,疏的地方磁场弱,所以c点的磁场比b点强,故D正确。故选D。
题型五:地磁场
1. 将自由转动的指南针放在地球表面的赤道上,静止时的示意图如图所示,其中符合实际的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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如图所示。下列说法不正确的是( )
A.地磁场的N极在地理的南极附近
B.地磁场的磁感线并不是真实存在的
C.“磁石磨针锋”是为了使针锋被磁化
D.A点小磁针的上端应该是S极
【解答】解:A.地球周围存在地磁场,地磁场的N极在地球的地理南极附近,地磁场的S极在地球的地理北极附近,所以地理南、北极与地磁场的南、北极不重合,故A正确;
B.磁感线不是真实存在的,是为了描述磁场而引入的物理模型,故B正确;
C.易被磁体吸引的物体易被磁化,“磁石磨针锋”是为了使针锋被磁化,故C正确;
D.根据磁极间的相互作用规律可知,A点小磁针的上端应该是N极,故D错误。
故选:D。
6. 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.
【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。
故选:B。
7. 荷兰科学家辛斯伯根发现:在欧洲大陆下“藏着”一块1亿多年前的“大阿德里亚”大陆。他是怎么找到这块大陆的呢?原来一些原始的磁细菌(原核生物)在细胞内会产生磁性物质,其磁极指向受地磁场影响,如图所示。磁细菌死后,留下的磁性物质与周围沉积物一起形成岩石。科学家根据地磁信息,就能还原出该岩石在地球上曾经所处的位置。下列说法错误的是( )
A.磁细菌的细胞内没有成形的细胞核
B.磁细菌的生物性状由DNA上的基因控制
C.由图可知此时磁细菌鞭毛端的磁极是北极
D.“大阿德里亚”大陆“藏到”欧洲大陆下面,可证明地壳在不断运动
【解答】解:A.从细胞结构看,磁细菌的细胞内没有成形的细胞核,属于原核生物,A正确。
B.基因是染色体上具有控制生物性状的DNA片段,磁细菌的生物性状由DNA上的基因控制,B正确。
C.读图可知:磁细菌鞭毛指向地磁场的N极,即指向地理南极,故此时磁细菌鞭毛端的磁极是S(南)极,C错误。
D.荷兰科学家辛斯伯根发现:在欧洲大陆下“藏着”一块1亿多年前的“大阿德里亚”大陆,是地壳在不断运动的最好证明,D正确。
故选:C。
8. 我国的文化博大精深,很早以前就有关于磁的记载。公元1世纪,东汉学者王充在《论衡》中记载“司南之杓,投之于地,其祗指南”。宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中就有关于磁偏角的最早记载:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。若把地磁场假想成是由地球内部一块大条形磁铁产生的,下图的四个示意图中,能合理描述地球内部这块大条形磁铁的是( )
【答案】A
【解析】地磁的N极在地理南极附近,地磁S极在地理北极附近,A正确,B、C、D错误。故选A。
9. 关于下列四幅图的描述正确的是( )
A.甲图让钢棒AB靠近条形磁体,若它们相互吸引,则钢棒具有磁性
B.乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近
C.丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D.丁图中a端磁极是N极,b端磁极是S极
【解答】解:A、用钢棒靠近小磁针的S极时,钢棒没有磁性或者靠近小磁针的是钢棒的N极,二者都会相互吸引,故A错误;
B、地球磁场的N极在地理的南极附近,故B错误;
C、同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,当另一根同样的条形磁铁的N极与原来磁铁的S极接合时,N极与S极接合在一起,成为一个新的条形磁铁,铁钉所在位置成为“新条形磁铁”的中间位置,磁性很弱,铁钉将落下,故C错误;
D、磁体周围的磁感线总是从N极发出,回到S极,图甲:a端磁极是N极,b端磁极是S极,故D正确;
故选:D。
题型六:指南针的工作原理
1.阅读以下材料,回答问题。
指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针,如图甲所示,它由青铜盘和磁勺组成,磁勺放置在光滑青铜盘的中心,可以自由转动。古文《论衡•是应篇》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。司南的作用,放在地上,它的勺柄静止时指向南方。磁勺能够指示方向,是利用了地磁场对磁勺的作用
(1)若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,图乙和丙所示的两个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是 。
(2)司南的勺柄应为该磁体的 (选填“N”或“S”)极。
(3)某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”,图丁所示为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)处打磨成勺柄。
(4)把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后,放在粗糙的木盘上,使磁勺水平自由转动直至最终静止,但磁勺勺柄总不能正确指南。将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善。这是因为磁勺和盘子之间的 影响了实验效果。
【解答】解:
(1)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南北极相反,即地磁的北极在地理的南极附近,故丙图正确。
(2)磁勺的勺柄指南,根据地理的南极正是地磁的N极,异名磁极相互吸引,因此,勺柄为该磁体S极。
(3)如(丁)所示,根据天然磁石的磁感线分布,可判断C端是S极,也就是磁勺的勺柄。
(4)把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上,由于摩擦力较大,很难正确指示南北方向,将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘,摩擦力减小了,能正确指示南北方向。这说明磁勺和盘子之间的摩擦力影响了实验效果。
故答案为:(1)丙;(2)S;(3)C;(4)摩擦。
强化训练
【基础强化】
1. 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
【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。
2. 小聪用钢棒的一端去靠近一小磁针的一端,发现小磁针被钢棒吸引,则说明( )
A.钢棒一定有磁性 B.钢棒一定无磁性
C.钢棒可能有磁性 D.钢棒只有一端有磁性
【答案】C
【详解】小磁针被吸引过来,可能是钢棒与小磁针的一端是异名磁极相互吸引,也可能是钢棒与磁体相互吸引,所以钢棒可能带磁性,也可能不带磁性。
故选C。
3. 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.用钢棒的一端去吸引条形磁体的一端,能吸引
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.用钢棒的一端去吸引铜块,不能吸引,不能确定钢棒原来就具有磁性,有磁性和没有磁性的钢棒都不吸引铜块,故A不符合题意;
B.将钢棒靠近放在桌面上的铁屑,钢棒能吸起大量的铁屑,磁体可以吸引铁磁性物质,能确定该钢棒原来就具有磁性,故B符合题意;
C.将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极,条形磁体被吸引,可能是异名磁极相互吸引;也可能是钢棒无磁性,是条形磁体吸引铁磁性物质,故C不符合题意;
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,可能钢棒没有磁性,被条形磁体被磁化具有磁性,故D不符合题意。
故选B。
4. 《晋书·马隆传》中讲述了名将马隆在一次战役中,命士兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上,身穿铁甲的敌军被磁石吸住,而马隆的兵将身穿犀甲,行动如常,故而敌军大败。下列说法正确的是( )
A.磁石能吸引各种金属盔甲
B.磁石各部分磁性强弱相同
C.磁石周围不同位置,磁场方向可能不同
D.磁石周围存在磁场,所以磁石周围的小路布满磁感线
【答案】C
【解析】磁石能吸引铁、钴、镍,不能吸引金、铜等其他金属,故A错误;磁石两极磁性最强,中间磁性最弱,故B错误;磁石周围存在磁场,磁石周围不同位置,磁场方向一般不同,故C正确;磁石的周围存在磁场,而磁感线实际上不存在,是为了描述磁场的分布假想的曲线,故D错误。故选C。
5. 在一根条形磁铁附近平行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体a后,其周围磁感线的分布情况如图甲所示。将物体a两端对调以后,磁感线分布情况未发生改变,如图乙所示,则棒状物体a可能是( )
A.铁棒
B.铜棒
C.条形磁铁,其中X端为N极
D.条形磁铁,其中Y端为N极
【答案】A
【解析】由题意知,将物体a两端对调以后,磁感线分布情况未发生改变,这说明当把棒状物体a两端对调后,其极性发生了变化,则棒状物体a不是条形磁体,故其可能是由铁、钴、镍制成的,因在条形磁铁的作用下被磁化,导致对调后两端极性发生了改变,铜棒不能被磁化。故选A。
6. 如图甲是某品牌擦窗器,其由内外两部分组成,两部分内部均装有磁铁,可吸附在玻璃两侧,如图乙所示,磁铁B固定,磁铁A可沿图中箭头方向左右移动来调节吸力大小。下列有关说法正确的是( )
甲 乙
A.若磁铁A右侧为N极,则磁铁B左侧为N极
B.若磁铁A向右移动,擦窗器吸力将增大
C.将磁铁B换成铁块,擦窗器将无法工作
D.擦较厚的玻璃时,应将磁铁A向左移动
【答案】B
【解析】擦窗器内外两部分吸附在玻璃两侧,由异名磁极相互吸引知,若磁铁A右侧为N极,则磁铁B左侧为S极,故A错误;若磁铁A向右移动,两块磁铁间的距离变小,所以擦窗器吸力将增大,故B正确;由于磁铁可以吸引铁块,所以将磁铁B换成铁块,擦窗器可以工作,故C错误;擦较厚的玻璃时,需要增大吸力,应减小两磁铁间的距离,所以应将磁铁A向右移动,故D错误。故选B。
7. 有外形相同的两根钢条M、N,按图甲方式放置时,它们能相互吸引;按图乙方式放置时,它们之间感觉不出有相互作用力。则下列推断正确的是( )
A.M无磁性、N无磁性 B.M无磁性、N有磁性
C.M有磁性、N无磁性 D.M有磁性、N有磁性
【答案】B
【解析】由题意可知,按图甲方式放置时,它们能相互吸引,因条形磁体的两端磁性最强,中间磁性最弱,说明N有磁性;按图乙方式放置时,它们之间感觉不出有相互作用力,说明M无磁性。
8. 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。
9. 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。
10. 如图是用磁感线描述的条形磁体的磁场图示,下列说法正确的是( )
A.磁感线是真实存在的,所以用实线表示
B.点E处的磁场比点Q处的磁场强
C.两磁感线之间的点F处不存在磁场
D.若将小磁针置于P点,静止时南极指向S极
【答案】B
【解析】磁感线不是真实存在的,A错误;磁感线越密集的地方磁场越强,点E处的磁场比点Q处的磁场强,B正确;磁体周围存在磁场,不是有磁感线的地方才有磁场,故两磁感线之间的点F处也存在磁场,C错误;若将小磁针置于P点,静止时北极指向S极,D错误。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
16. 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。
17. 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。
18. 创新小组使用两根缝衣针、一个按扣、一个大头针和一块橡皮制作指南针。他们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,就制成了小指南针,如图所示。下列关于这个指南针的说法中正确的是( )
A.静止时针尖指北方,那么针尖是N极 B.指南针周围存在磁感线但不存在磁场
C.缝衣针的指向不会受到靠近的磁铁干扰 D.指南针周围各点的磁场方向都相同
【答案】A
【详解】A.指南针是一个小磁针,自由静止时,N 极指向地理北极(地磁南极),故A正确;
B.磁感线是人为假想的曲线,用来描述磁场分布,磁场是实际存在的。指南针周围存在磁场(地球磁场及指南针本身磁场),但不存在真实的“磁感线”,故B错误;
C.指南针会受到附近磁铁的磁场干扰而改变指向,因此缝衣针做的小指南针会受到干扰。故C错误;
D.指南针周围不同位置磁场方向不同,故D错误。
故选A。
19. 在水平桌面上放置一条形磁体,磁体上盖有一薄玻璃板,在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑,然后轻敲玻璃板,发现铁屑在玻璃板上有规律地排列,如图所示。则下列说法中正确的是( )
A.用碎纸屑代替铁屑重做实验,纸屑也能有规律地排列
B.用其他任何金属碎屑重做实验,金属屑都能有规律地排列
C.根据铁屑的排列规律,可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向
D.磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少,是因为条形磁体两端的磁性较强
【答案】D
【详解】AB.铁屑在玻璃板上有规律地排列,是因为铁是磁性材料,在磁场中受到磁场力的作用,而碎纸屑不是磁性材料,也不是所有的金属都是磁性材料,故用碎纸屑或其他非磁性材料的金属代替铁屑重做实验,不能有规律地排列,故AB错误;
C.根据铁屑的排列规律,可以判断出条形磁体周围磁场的大致分布以及磁性的强弱,但不能判断磁场方向,故C错误;
D.磁性越强的位置对铁屑的吸引力就越强,铁屑就越多,故磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少,是因为条形磁体两端的磁性较强,故D正确。
故选D。
20. 如图所示的磁铁,它们的外部磁场用磁感线描述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在磁体外部磁感线的方向是从磁体的N极出来,回到磁体的S极,磁感线不能交叉,在磁体的内部与外部,磁感线构成一个封闭的回路,故A正确,BCD错误。
故选A。
21. 地磁暴是指由太阳表面的活动引起的地球磁场的全球性剧烈扰动。据央视新闻的报道,2025年4月13日太阳暗条的消失活动引发了4月16至17日地球上的一次极为强烈的地磁暴。这次地磁暴显著影响了卫星通信和航天器的运行,在地球北半球的某些区域,人们目睹了由于地磁暴引发的极光现象。以下关于这次地磁暴的说法中,正确的是( )
A.地磁暴是地球火山喷发引起的自然现象
B.地磁暴期间,地球磁场不会发生变化
C.本次地磁暴可能导致卫星导航设备定位不准
D.只有在地球赤道地区才能看到地磁暴引发的极光
【答案】C
【详解】A.地磁暴是指由太阳表面的活动引起的地球磁场的全球性剧烈扰动,故A错误;
B.地磁暴期间,对地球磁场有全球性剧烈扰动,故B错误;
C.地磁暴显著影响了卫星通信和航天器的运行,导致卫星导航设备定位不准,故C正确;
D.如文中,在地球北半球的某些区域,人们目睹了由于地磁暴引发的极光现象,故D错误。
故选C。
22. 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。
23. 《论衡》中有“司南之杓,投之于地(即底下的地盘),其柢(即勺柄)指南”的记载。下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的N极
B.司南周围存在磁场,不存在磁感线
C.柢能够指南是因为受到地盘对它施加了向南的力
D.将司南的铜质地盘更换成铁盘,仍可以起到指南针的作用
【答案】B
【详解】A.“柢”即勺柄,根据记载“其柢指南”,说明勺柄指向地理南极。由于地磁的北极在地理南极附近,根据磁极间的相互作用规律,勺柄应为磁体的S极,故A错误;
B.司南作为天然磁体,周围存在磁场,但磁感线是为描述磁场而假想的曲线,实际并不存在,故B正确;
C.柢指南是由于地磁场对磁体的作用,使磁体的S极(柢)指向地磁北极(地理南极),而非地盘施加了向南的力,故C错误;
D.铁盘会被磁化而干扰司南的磁场,导致其无法自由指向南北方向,因此更换为铁盘后不能起到指南针的作用,故D错误。
故选B。
24. 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.
【解答】解: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。可知此时是利用同名磁极相互排斥的原理;
A.图中两磁极都是N极相互排斥,且磁感线由N极出发回到S极,故A正确;
BD.图中为两个磁极异名,相互吸引,其中B图磁感线方向错误。故BD不正确;
C.图中两磁极相同,但磁感线应由N极出发回S极,故C不正确。
故选:A。
25. 如图所示为水星周围小磁针“”的分布,则水星周围的磁感线可表示为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:根据小磁针分布判断磁感线:小磁针的分布可以反映出磁场的分布情况,磁感线的形状应与小磁针的排列形状相符,且磁感线从磁体的N极出发,回到S极。A的磁感线分布与小磁针的分布情况相符,能正确表示水星周围的磁场,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
26. 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
【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。
故选:A。
27. 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
【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。
故选:D。
28. 科学观点需要许多事实证据的支持,有时一个事实也可以作为多个观点的证据。如图所示实验不能支持的观点是( )
A.磁体能吸引铁、钴、镍等物质
B.力能改变物体的运动状态
C.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
D.物体间不相互接触,也可以发生力的作用
【解答】解:由题目中知:条形磁体N极靠近小磁针S极时,小磁针向条形磁体方向偏转,条形磁体S极靠近小磁针S极时,小磁针向远离条形磁体方向偏转。由此可以看出:(1)异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥;(2)物体间不接触也能发生力的作用;(3)力能改变物体的运动状态,如图中小磁针由静止到运动。即A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
29. 图甲为干簧管开关的结构图,其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料,被固定于玻璃管内。将条形磁体靠近并与干簧管平行放置时,干簧管的磁簧片触点就会闭合,电路接通如图乙所示;当条形磁体远离干簧管时,触点就会断开。则下列说法正确的是( )
A.根据需要软铁簧片可以用塑料片替换
B.触点相互接触利用的是同名磁极相互吸引的原理
C.利用条形磁体使软铁簧片被磁化,触点相互吸引使电路处于导通状态
D.条形磁体远离干簧管时,触点相互排斥使电路处于断路状态
【解答】解:A、塑料不能被磁化,故不可以把软磁铁换成塑料,故A错误;
B、触点相互接触利用的是异名磁极相互吸引的原理,故B错误;
C、利用条形磁体使软铁簧片被磁化,触点相互吸引使电路处于导通状态,故C正确;
D、条形磁体远离干簧管时,触点间没有作用力使电路处于断路状态,故D错误。
故选:C。
30. 小余根据所学的知识画出了如图甲所示的ab两个磁极间的磁感线分布图。
(1)据此判断,P处的磁场强度 (填“大于”“小于”或“等于”)Q处的磁场强度。
(2)若在Q处放置一枚小磁针,则小磁针的指向应为图乙中的 (填序号)。
(3)采用磁感线来研究磁场,属于科学方法中的 。
A.控制变量法
B.模型法
C.类比法
D.转换法
【解答】解:(1)从图中可以看出P点的磁感线比Q点的磁感线疏,故P点的磁场强度比Q点的磁场强度弱;
(2)小磁针静止在Q点时,其N极指向与该点磁感线的方向一致,故N极指向b,S极指向a,故选①;
(3)磁场看不见摸不着,建立磁感线来研究磁场,属于模型法,故选B。
故答案为:(1)小于;(2)①;(3)B。
31. 图(a)为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图(a)可知,该磁极为 极,若在位置2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图(b)中的 ;位置1处的磁场比位置2处的磁场 (选填“强”或“弱”)。
【答案】 N 丙 强
【详解】[1][2][3]在磁体外部,磁感线是从磁体的N极指向磁体的S极,图(a)为某磁极附近磁感线出发的一端,故是N极;磁感线越密集的地方磁性越强,所以1处磁场比2处磁场强;小磁针静止时,N极所指的方向就是此处磁感线的方向,故若在2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,小磁针的下端是N极,故是图(b)中的丙。
32. 如图所示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,a点的磁场比b点的磁场 (选填“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N极指向 处(选填“P”或“O”),没有标磁感线的地方 (选填“有”或“没有”)磁场。
【答案】 弱 O 有
【详解】[1]磁体周围磁感线的分布特点是,磁场越强的地方磁感线越密,b点的磁感线密,所以a点的磁场比b点的磁场弱。
[2]磁体外部某一点磁场方向,与该点磁感线方向一致,与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致。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O处。
[3]磁体周围任何地方都有磁场,只要有磁场的地方就可以画出几条磁感线来描述磁场,因此磁体附近没有画磁感线的地方也有磁场。
33. 如图所示: 一表面平整的长条形磁铁固定在水平面上,一铁块放在磁铁一端,用一水平拉力F拉着匀速运动到另一端,在此过程中,拉力F (选填“先变小后变大” “先变大后变小”或“不变”)。若在条形磁铁的右端放一小磁针,则小磁针静止时N极指向 (选填“左”或“右”)。
【答案】 先变小后变大 左
【详解】[1]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变小再变大。
[2]由于长条形磁铁的磁感线是从N极到S极,小磁针在磁场中,静止时N极指向磁场的方向,可知若在条形磁铁的右端放一小磁针,则小磁针静止时N极指向左。
34. 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。
35. 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。
36. 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.
37. 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
38. 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。
39. 小柯同学参加了学校研究性学习小组开展的“探究磁体磁性强弱是否与温度有关”的课题。
【作出假设】假设一:温度越高,磁体的磁性越强。
假设二:温度越高,磁体的磁性越弱。
假设三:磁体的磁性随温度升高变化不大。
【设计实验】小柯将一条形磁铁的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁铁加热,如图甲所示。
(1)加热一段时间后发现____________________________,则假设二成立。
(2)根据(1)中的结论,小柯设计了一个温度报警器,如图乙所示,当温度逐渐升高时,磁铁的磁性减弱,直至无法吸引弹簧开关,弹簧开关______(填“向下”或“向上”)移动,这样下面的电路就被接通,从而使电铃报警。
(3)同组的小明同学却认为小柯设计的温度报警器有不足之处,请指出:_____________________________________。
【答案】(1)小铁钉纷纷落下(合理即可) (2)向下 (3)难以设定具体的报警温度(合理即可)
【解析】(1)加热一段时间后磁铁的温度升高,如果假设二成立,则磁铁的磁性减弱,小铁钉受到的磁力减弱,小铁钉纷纷落下。
(2)如图乙所示,开始时磁铁吸引弹簧开关,在(1)结论的基础上,当温度逐渐升高时,磁铁的磁性减弱,直至无法吸引弹簧开关,弹簧开关向下移动,这样下面的电路就被接通,从而使电铃报警。
(3)该温度报警器难以设定具体的报警温度。
【素养提升】
1. 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。
2. 小金利用如图所示装置探究磁化过程,图中容器内装的是一些铁屑,架上所夹的是一根铁棒。以下关于此实验的观点不正确的是( )
A.甲图到乙图的过程叫磁化
B.乙图中软铁棒的上端是S极
C.若把乙图中磁体移走,铁棒的磁性将消失
D.若将乙图中铁棒换成钢棒,被吸引的铁屑会减少
【解答】解:A、由两图可知,当磁极靠近软铁棒时,软铁棒因为被磁化而显出磁性,故A正确;
B、软铁棒被磁化后,根据同名磁极相排斥,异名磁极相吸引,由乙图可知上端是S极,故B正确;
C、软铁棒磁化后,很容易退磁,磁体移走后,铁棒的磁性将消失,故C正确;
D、钢棒被磁化后,不容易退磁,但是磁化后,磁性强弱不能比较,所以不能确定吸引的铁屑是否会减少,故D错误。
故选:D。
3. 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。
4. 磁性鞋带扣让你跟系鞋带说再见。如图所示,把鞋带裁剪到合适的长度,然后将模块穿进去,这之后两边一碰即可牢牢地把鞋带系紧。下列说法正确的是( )
A.两模块可能都是铜块
B.两模块可能都是铁块
C.两模块中,可能其中一块有磁性,另一块是铁块
D.两模块中,可能其中一块有磁性,另一块是铜块
【答案】C
【详解】AB.铜块之间没有吸引力,铁块之间也没有吸引力,故AB中的情况两模块不可以吸引,故AB错误;
C.因为磁体具有吸引铁钴镍一类物质的性质。若两模块中,其中一个是磁体,另一个模块可能是铁块,故C正确;
D.磁体不能吸引铜块,因而其中一块有磁性,另一块是铜块也不会吸引,故D错误。
故选C。
5. 如图所示是一款磁吸车载手机支架,其底部用胶水粘在汽车中控平台上,支架顶端的“台面”是一块磁铁,再将一块软式磁力贴贴在手机壳或手机背面,使用时将手机磁力贴位置对准支架顶端的“台面”,就可以将手机牢牢固定,关于这款手机支架,下列说法正确的是( )
A.支架顶端的“台面”的外部的磁感线从S极出发回到N极
B.支架顶端的“台面”的上表面一定是磁铁的N极
C.支架顶端的“台面”可以吸附任何金属
D.支架顶端的“台面”与手机磁力贴间吸附是因为异名磁极相互吸引
【答案】D
【详解】A.支架顶端的“台面”的外部的磁感线从N极出发回到S极,故A错误;
B.支架顶端的“台面”的上表面可能是磁铁的N极,也可能是磁铁的S极,故B错误;
C.支架顶端的“台面”可以吸附铁、钴、镍等物质,非磁性物质不能被吸引,故C错误;
D.磁极间相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极相互吸引,支架顶端的“台面”与手机磁力贴间吸附是因为异名磁极相互吸引,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,用磁感线描述磁体外部磁场正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AB.磁体外部的磁感线总是从N极发出,回到S极,故B正确 ,A错误;
C.同名的N极之间的磁感线方向都是朝外的,故C错误;
D.同名的S极之间的磁感线方向都是向内的,故D错误。
故选B。
7. 郑和下西洋是世界航海史上的壮举,其船队采用的是水罗盘定向,科技小组参照此技术自制了一个“树叶水罗盘”(如图)。他们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,待其静止后发现树叶的尖端总是指向南方。则( )
A.说明盛水用的玻璃碗具有磁性 B.树叶尖端指向地磁场的南极
C.“自制罗盘”周围存在磁感线 D.缝衣针尖端是水罗盘的“S”极
【答案】D
【详解】A.盛水用的玻璃碗不是磁性材料,不能被磁化,不具有磁性,故A不符合题意;
BD.树叶的尖端总是指向地理的南方,即缝衣针尖端是水罗盘的“S”极,而地磁场的北极在地理的南极附近,即树叶尖端指向地磁场的北极,故B不符合题意,D符合题意;
C. “自制罗盘”的周围存在磁场,而磁感线不是真实存在的,故C不符合题意。
故选D。
8. 描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线分布情况如图所示。下列说法中正确的是( )
A.由P到Q磁场越来越弱
B.a点与b点磁场方向不相同
C.a点磁场强度比b点磁场强度强一些
D.a点与b点的磁场强度相同
【答案】B
【详解】ACD.磁感线越密说明磁场越强,由P到Q磁场越来越强,a点磁场强度比b点磁场强度弱一些,故ACD错误;
B.磁感线上某点的切线方向与该点的磁场方向一致,a点与b点位于同一曲线的不同位置上,切线方向不同,磁场方向不相同,故B正确。
故选B。
9. 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。将指南龟装于竹钉之上,使竹钉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钉尖支撑点正上方,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。
10. 如图所示,重为G的小铁块在水平方向力F的作用下,沿粗糙程度相同的条形磁铁表面N极滑S极,下列说法正确的是( )
A.小铁块对磁铁的压力始终等于G
B.小铁块对磁铁的压力始终小于G
C.小铁块对磁铁的摩擦力先减小后增大
D.小铁块对磁铁的摩擦力先增大后减小
【解答】解:AB、铁块在左端时,受到N极的引力较大,铁块对磁铁的压力较大;越靠近中间,磁性减弱,磁铁对铁块的作用减小,铁块对磁铁的压力减小;靠近S极,磁性增强,引力增大,铁块对磁铁的压力较大,铁块对磁铁的压力先减小后增大,即小铁块对磁铁的压力,故AB错误;
CD、由于接触面的粗糙程度不变,小铁块对磁铁的压力先减小后增大,所以磁铁对小铁块的摩擦力也是先减小后增大,根据力的作用的相互性可知,小铁块对磁铁的摩擦力也是先减小后增大,故C正确、D错误。
故选:C。
11. 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
【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。
12. 一根钢棒接近一根悬挂的磁针,当它靠近磁针S极时,磁针被吸向钢棒,如图所示,据现象可以得出( )
A.钢棒原来一定不具有磁性
B.钢棒原来不一定具有磁性
C.钢棒原来一定具有磁性,接近磁针的一端是N极
D.钢棒原来一定具有磁性,接近磁针的一端是S极
【答案】B
【解答】解:钢棒靠近磁针S极,磁针被吸引过来。钢棒可能是磁体,钢棒和磁针的接触端是异名磁极相互吸引。钢棒也可能不具有磁性,被小磁针吸引造成的。故符合题意的只有B。
故选:B。
13. 如图所示是条形磁体的磁场分布图。将小磁针放置在磁场某处,静止时指向如图所示,小磁针黑色端为北极。关于该磁场,下列说法正确的是( )
A.该条形磁体的左端为S极,右端为N极
B.a点没有磁感线经过,所以a点没有磁场
C.b点的磁场方向向左
D.c点的磁场比b点强
【答案】D
【解答】解:A、由图可知,小磁针的左端为N极,小磁针的N极靠近条形磁体的右端,由异名磁极相互吸引可知,该条形磁体的左端为N极,右端为S极,故A错误;
B、磁体周围存在磁场,a点的磁感线虽然没有画出,但a点有磁场,故B错误;
C、小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁场方向一致,所以b点的磁场方向向右,故C错误;
D、磁感线分布越密的地方,其磁场越强,故c点的磁场比b点强,故D正确。
故选:D。
14. 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。
15. 小山同学在记录条形磁铁周围磁场方向时,将一小磁针标注错误(涂黑为N极),请指出错误的小磁针是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】A
【解答】解:由图可知,小磁针乙、丙、丁的N极都靠近条形磁铁的左端,说明条形磁铁的左端是S极,右端是N极,小磁针甲的N极靠近条形磁铁的N极,说明甲小磁针的N极标注错了。
故选:A。
16. 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模型。下列磁体周围磁感线画法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线:在磁铁外部,磁感线从N极出来,进入S极。
磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线的切线方向表示磁场的方向。
磁场是一种实际存在的物质,而磁感线是人为假想的,实际并不存在。
【解答】条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线:在磁铁外部,磁感线从N极出来,进入S极,ABC均不正确。
17. 如图是某条形磁体附近磁感线的示意图,若在靠近S极的P点放一个小磁针(按虚线指示放置,小磁针深颜色的一端为N极),当小磁针静止时,选项中能正确表示P点小磁针N极指向的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】首先根据磁感线的方向确定条形磁铁的磁极方向,再根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的指向。
【解答】根据图片可知,磁感线从左端出来回到右端,则条形磁铁的左端为N极,右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端为N极,右端为S极。由于P点与S极正对,因此小磁针沿水平方向,故B正确,而A、C、D错误。
18. 如图所示,两个外形相同的钢棒A、B相互吸引,则 ( )
A.A棒一定有磁性 B.A棒一定没有磁性
C.B棒不一定有磁性 D.B棒一定有磁性
【答案】D
【解析】根据物体是否具有磁性的判断方法解答。
【解答】如果A为磁体,那么A的中间磁性最弱。将B放在A的中间时相互吸引,则B肯定为磁体。
如果A不是磁体,则A没有磁性。将B放在A的中间时相互吸引,则B肯定为磁体。
故D正确,而A、B、C错误。
19. 如图为一外形为正方体的强磁铁。为探究该磁铁的磁极分布,下列提出猜想不合理的是( )
A.磁极可能是左右分布
B.磁极可能是中间S极两端N极分布
C.磁极可能是上下分布
D.磁极可能是对角分布
【答案】B
【解答】解:任何一个磁体都有两个磁极,没有一个磁极的磁体;
A、A的左端是S极,右端是N极,符合磁体具有两个磁极的要求,可以探究磁铁的磁极分布,故A猜想合理;
B、B的左端是N极,右端是N极,磁铁两端只有一个磁极,不符合磁体的要求,不能探究磁铁的磁极分布,故B猜想不合理:
C、C的上端是S极,下端是N极,符合磁体具有两个磁极的要求,可以探究磁铁的磁极分布,故C猜想合理;
D、D的左前端是S极,右后端是N极,符合磁体具有两个磁极的要求,可以探究磁铁的磁极分布,故D猜想合理。
故选:B。
20. 我国的文化博大精深,很早以前就有关于磁的记载。公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中写到“司南之杓,投之于地,其祗指南”。宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》卷二十四中就有世界上关于地磁偏角的最早记载。其中写道:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。
磁体通过磁场发生相互作用,如图所示甲、乙、丙为条形磁体,虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是( )
A.N、S、N、N B.S、N、S、S C.N、N、S、N D.S、S、N、N
【答案】C
【解答】解:AB、由图可知,A、B两磁极间磁感线相互排斥,说明A、B是同名磁极,故AB错误;
C、由图可知,B、C是条形磁体的两极,所以B、C一定是异名磁极,由C、D间的磁感线形状可知,C、D是异名磁极,假设A是N极、B是N极、C是S极、D是N极,符合要求,故C正确;
D、由C的分析可知,假设A是S极、B是S极、C是N极、D应该是S极,选项中D是N极,不符合要求,故D错误。
故选:C。
21. 小温为探究图甲所示磁体周围的磁场分布情况,做了如图乙、图丙所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色端为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布情况。下列选项中,能正确描述图甲磁体周围磁感线分布情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:在该实验中,铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况,且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同;所以,由图乙、丙可知,橄榄形磁体左侧的磁感线由上端发出、回到下端,其右侧的磁感线也是由上端发出、回到下端,即橄榄形磁体的上端为N极、下端为S极,故C正确,ABD错误。
故选:C。
22. 如图所示,将甲图的条形磁铁从中间锯断,如乙图。则下列关于乙图的说法中,正确的是( )
A.a端是S极,b端是N极,c、d两端不是磁极
B.a、d两端是S极,b、c两端是N极
C.a、c两端是S极,b、d两端是N极
D.a、b、c、d都不是磁极
【答案】B
【解答】解:由图知:乙图中,由于甲图中的条形磁体被分割成两部分,那么这两部分会形成完整的磁体,条形磁体的两磁极位于两端,因a端是S极,所以c端是N极;因b端是N极,所以d端是S极,故B正确。
故选:B。
23. 把普通钢棒磁化有多种方法,可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量的原子组成,每个原子都有N、S极,相当于一个磁性很弱的“小磁铁”。未被磁化前,钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章,此时钢棒对外不显磁性。用一个强力条形磁铁按图中的箭头方向滑动,钢棒就被磁化,磁化后各个“小磁铁”按图所示同向排列,钢棒具有磁性,相当于条形磁铁。下列说法正确的是( )
A.被磁化后(乙图)的钢棒左端是 S 极
B.被磁化前(甲图)的钢棒右端是 N 极
C.若把小磁针放在左图中的 A 点处,静止时小磁针的北极(N)一定向外
D.若把小磁针放在右图中的 B 点处,静止时小磁针的右端是北极(N)
【答案】D
【解答】解:A、由图乙可知,钢棒被磁化后每个原子都按左N右S排列,所以被磁化后的钢棒左端是N极,故A错误;
B、未被磁化前,钢棒对外不显磁性,钢棒两端均无极性,故B错误;
C、左图钢棒未被磁化,钢棒对外不显磁性,故静止时小磁针的北极(N)指向无法确定,故C错误;
D、由乙可知,被磁化后的钢棒左端是N极,根据磁极间的相互作用规律可知,若把小磁针放在图乙中的B点处,静止时,小磁针的右端是北极(N),故D正确;
故选:D。
24. 小科一家利用手机导航自驾前往森林公园,途中小科不禁好奇在没有导航的年代人们是如何利用指南针辨别方向的。通过查阅资料得知,指南针能够指示方向是因为地球是一个巨大的地磁场,如图所示是部分地磁场的示意图,根据图示,以下分析正确的是( )
A.由于磁场是实际存在的,所以磁感线也是实际存在的
B.A点磁场方向等于静止在该处的小磁针南极所指的方向
C.A点的磁场强度比B点的磁场强度弱
D.放在A、B两处的小磁针静止时所受磁场力的方向是不同的
【解答】解:A、磁场客观存在,磁感线是物理模型,实际不存在,故A错误;
B、A点磁场方向就是静止在该处的小磁针北极所指的方向,故B错误;
C、由图可知,A点的磁感线更密集一些,所以磁场强度更强一些,故C错误;
D、磁场中不同位置的方向一般是不同的,所以放在A、B两处的小磁针静止时所受磁场力的方向是不同的,故D正确。
故选:D。
25. 如图所示,弹簧测力计下吊着一个小铁球,小球正下方水平放置一个条形磁铁,小球与磁体左端相齐。将条形磁体水平向左缓慢移动至右端与小球对齐。在这个过程中,小球始终处于条形磁铁的正上方,则弹簧测力计的示数变化情况是( )
A.逐渐变大
B.逐渐减小
C.先变小后变大
D.先变大后变小
【答案】C
【详解】条形磁体的磁性分布并不均匀,两个磁极磁性最强,中间的磁性最弱,所以将条形磁体水平向左缓慢移动至右端的过程中,铁球受到的吸引力先变小后变大,所以弹簧测力计的示数先变小后变大。
故选C。
26. “磁悬浮地漏”是一种新产品。如图所示,当密封盖上方无水时,在磁体B的作用下,磁体A将密封盖顶起。该“磁悬浮地漏”的工作原理是( )
A.异名磁极相互吸引 B.异名磁极相互排斥
C.同名磁极相互吸引 D.同名磁极相互排斥
【答案】D
【详解】磁体A需要受到磁体B向上的排斥力才能密封住排水口,根据物体间力的作用是相互的,磁体B受到向下的排斥力,故该“磁悬浮地漏”的工作原理是同名磁极相互排斥,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
27. 下列三幅图涉及到一些磁现象的知识,关于磁现象的描述正确的是( )
A.磁场看不见,摸不到,是不存在的,是我们假想出来的一个模型
B.甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极,若二者相互排斥,则A端为N极
C.乙图中地理北极是地磁场南极,图中小磁针上端为S极
D.丙图表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布
【答案】B
【详解】A.磁场看不见,摸不到,但是它是真实存在的,它的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用,故A错误;
B.同名磁极相互排斥,甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极,若二者相互排斥,则A端为N极,故B正确;
C.乙图中地理北极是地磁场南极,地球外部磁场方向为从地磁北极指向地磁南极,图中小磁针上端为N极,故C错误;
D.丙图中磁感线相互排斥,表示的是两个条形磁体同名磁极附近的磁感线分布,故D错误。
故选 B。
28.
某巡查小组进入森林后在处迷失方向,如图甲为小组利用卫星技术获取的森林俯视图,他们携带的指南针静止时的指向如图乙所示。他们要尽快找到出口应选择的方向是( )
A.朝的方向 B.朝的方向
C.朝的方向 D.朝的方向
【答案】B
【详解】通常地图的方向遵循“上北下南,左西右东”的规定。由图乙中小磁针的指向可知,GH是南北方向,H点为北方,G点为南方。因为东南西北按顺时针顺序排列,所以EF是东西方向,F点为东方,E点为西方。从图甲可看出,出口在巡查小组所在Q处的东面,所以他们要尽快找到出口应朝东方前进,即朝F的方向前进,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
29. 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。
30. 如图所示,是一款磁吸式“猫头鹰”收纳器。其内置一块强磁铁,使用时将钥匙环等小物件往“猫头鹰”底部一“贴”,钥匙等即可被有序收纳。关于磁吸式“猫头鹰”收纳器,下列说法正确的是( )
A.“猫头鹰”周围的空间布满了磁场
B.“猫头鹰”周围磁场方向均是竖直向上的
C.“猫头鹰”收纳钥匙环是利用磁感线作用的
D.“猫头鹰”能收纳所有金属材质的小物件
【答案】A
【详解】A.磁体周围存在磁场,虽然磁场不可见,但确实充满磁体周围的空间,故A正确;
B.磁感线在磁体外部从N极指向S极,内部闭合,形成闭合曲线。磁场方向在磁体周围各点并不相同,故B错误;
C.磁感线是人为假想的工具,用于描述磁场分布。实际相互作用是通过磁场传递的,而非磁感线,故C错误;
D.只有铁磁性物质(如铁、钴、镍)能被磁铁吸引,非铁磁性金属(如铜、铝)不会被吸引,故D错误。
故选A 。
31.
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。已知和的重力分别为和,若弹簧测力计的示数为,则下列说法正确的是( )
A.所受的重力与对的吸引力是一对平衡力
B.对弹簧测力计的拉力大小为
C.对地面的压力为
D.对的吸引力大于对的吸引力
【答案】A
【详解】D.P对Q的吸引力和Q对P的吸引力是一对相互作用力,这两个力的大小相等,故D错误;
B.已知弹簧测力计的示数为4G,且弹簧测力计对P的拉力与P对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力,所以P对弹簧测力计的拉力大小为4G,故B错误;
C.对P进行受力分析:P受到竖直向上的弹簧测力计的拉力F拉、Q对P的吸引力FQP、竖直向下的重力GP。由题可知,F拉=4G,根据力的平衡条件可得
FQP=F拉-GP=4G-G=3G
即Q对P的吸引力大小为3G。由于力的作用是相互的,所以P对Q的吸引力也是3G。对Q进行受力分析:Q受到竖直向下的重力GQ、竖直向上的支持力F支持、P对Q的吸引力FPQ;根据力的平衡条件可得地面对Q的支持力
F支持=GQ-FPQ=3G-3G=0
地面对Q的支持力为0,则Q对地面的压力也为0,故C错误;
A.此时Q静止在地面上,地面对Q的支持力为0,此时Q受到P对Q的吸引力和重力的作用,两个力的大小均为3G,方向相反,在同一条直线上,作用在同一物体上,这两个力是一对平衡力,故A正确。
故选A。
32. 如图所示,为判断一根铁棒是否有磁性,用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验,当出现以下哪一现象,便能证明铁棒有磁性( )
A.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极,N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极,两极均被吸引
【答案】A
【详解】A.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被排斥,根据磁极间的相互作用可知,铁棒一定具有磁性,故A符合题意;
B.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引,由于磁体能够吸引铁、钴、镍等金属,因此不能判定出铁棒具有磁性,故B不符合题意;
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极,N极均被吸引,由于磁体能够吸引铁、钴、镍等金属,且对铁棒均吸引,说明铁棒一定不具有磁性,故C不符合题意;
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极,两极均被吸引,由于磁体能够吸引铁、钴、镍等金属,且对铁棒均吸引,说明铁棒一定不具有磁性,故D不符合题意。
故选A。
33. 如图所示,将所受重力大小均为G的甲、乙两个磁环套在光滑的支架上,磁环甲悬浮在空中。关于磁环乙对支架底座的压力F与重力G的大小关系,下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对于磁环甲,受到重力和磁环乙的排斥力F斥,磁环甲悬浮,则G=F斥,对于磁环乙,受到支持力F支、重力和磁环甲的排斥力F斥′,磁环乙静止,则F支=G+F斥′,因为力的作用是相互的,所以F斥=F斥′,所以F支=G+F斥′=2G,磁环乙对木支架底座的压力F=F支=2G。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
34. 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.
【解答】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南北极相反,并不完全重合会出现磁偏角,即地磁的北极在地理的南极附近,故B正确、ACD错误。
故选:B。
35. 如图所示,甲和乙是两根外形相似的钢棒,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,判断两棒是否是磁铁。
(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)在乙棒移动过程中,始终有相吸的现象, 有磁性。
【解答】解:物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性,具有磁性的物体叫做磁体,磁体两端磁性最强叫做磁极,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;
(1)当乙向右移到甲的左端或右端时,分别有明显的相吸或相斥现象,因只有同名磁极才会出现相互排斥的现象,所以甲乙均为磁体;
(2)在B棒移动过程中,始终有相吸的现象,则乙有磁性。
故答案为:(1)甲、乙;(2)乙。
36. 小金同学想探究磁体对回形针的吸引力的太小是否与放入它们之间物体的种类有关,设计了如图甲所示的装置,他保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入形状、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
塑料板
吸引回形针数量/个
4
1
1
3
3
(1)分析数据可知,吸引回形针数量越少,说期该材料对吸引力的影响 。
(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厚度相同、面积不同的铁板。目的是要探究 。
(4)其实小金同学所研究的现象叫“磁屏障”,如图乙所示,一个放在磁场中的铁质球壳(截面有一定厚度),外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”,只有极少部分会进入球内空间,从此现象想到,为使精密仪器不受外面的影响,可以将仪器放在什么地方?答: 。
【解答】解:(1)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;
(2)铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是铝不是磁性物质,不能被磁化。
(3)要研究屏蔽效果与磁体面积的关系,必须保持铁板的形状、厚度一定,改变面积大小,观察回形针被吸起的数目多少;
(4)为使精密仪器不受外面磁场的影响,可以将仪器放在没有磁场“通过”的地方;因空气的“磁阻”大,所以可以放在铁盒子中;
故答案为:(1)较大;(2)铝不能被磁化;(3)屏蔽效果与磁体面积的关系;(4)可以放在铁盒子中。
37. 如图为一种椭球体磁铁,该磁铁磁性最强的部位在哪里呢?在研究椭球体磁铁的磁极分布情况,几位同学提出了以下三种猜想:
(1)利用所学知识,断定猜想 肯定是错误的,你判断的依据是: ;
(2)为了验证其他两个的猜想,他做了如下的实验:
步骤1:将两个磁铁如甲图放置,手拿住上面的磁铁,将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端.下面磁铁均掉落;
步骤2:将两个磁铁如图乙放置,手拿住上面的磁铁,下面的磁铁不会掉落。根据实验,可判断出猜想 又是错误的;
(3)要确定该磁铁磁性最强的部位,你的实验方案是 。
【解答】解:(1)因为任何磁体都有且只有两个磁极,猜想三中有三个磁极,故猜想三一定是错误的,判断依据是一个磁体只有两个磁极;
(2)按甲的方式放置,调换方向做两次均掉落,表明较长的两端不是磁极,按乙图方式放置可以吸引,表明较短两侧为磁极,故猜想一是错误的;
(3)磁极是磁性最强的位置,可以用该磁铁吸引铁屑或大头针,吸引铁屑或大头针最多的部位就是磁性最强的部位,即为磁体的磁极。
故答案为:(1)三 一个磁体只有两个磁极
(2)一
(3)利用该磁铁吸引铁屑,判断方法是吸引铁屑最多的部位为磁性最强的部位。
38. 小乐听说银行卡靠近核磁共振机器会被消磁,于是她想选择某种材料制作保护卡套防止银行卡被消磁。为了完成任务,小乐设计了如图甲所示装置来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种类是否有关。她保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入形状、面积和厚度相同,材料不同的板材,观察吸引回形针的个数,实验数据如表所示。
磁体与纸片之间放入的板材
不放板材
铁板
镍板
铝板
塑料板
吸引回形针的数量/个
4
1
1
3
3
(1)分析数据可知,吸引回形针的数量越少,说明该材料对吸引力的影响 (填“越大”“越小”或“相同”)。
(2)铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性强弱的影响不明显,原因可能是 。
(3)如图乙所示可以解释以上现象产生的原因,把卡放在铁质壳内然后放入磁场中,外部磁场绝大部分沿铁质球壳壁“通过”,几乎不会进入球内空间,因此,内部物体不受外部磁场影响。给如图乙所示现象选择最合适的名字为____。
A.“超磁现象” B.“磁屏蔽现象”
C.“消磁现象” D.“磁化现象”
16.【答案】(1)越大
(2)铝不是磁性物质,不能被磁化
(3)B
【解析】【分析】(1)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。
(2)屏蔽效果不同的原因从不同物质的物理属性分析。
(3)一个放在磁场中的铁质球壳,外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”,极少部分进入球内空间,这种现象称为“磁屏蔽”。
【解答】1)实验里回形针被吸引的数量越少,代表磁体的磁场被材料阻挡得越多,材料对磁体吸引力的削弱、阻碍作用就越强,因此说明该材料对吸引力的影响越大。
(2)铁和镍是典型的磁性材料,放入磁场中能够被磁化,进而有效屏蔽磁场,大幅减少回形针被吸引的数量;而铝不属于磁性材料,在磁场中不能被磁化,无法起到磁屏蔽的作用,所以对磁性强弱的影响很小,这就是铝对磁力影响不明显的原因。
(3)根据“外部磁场绝大部分沿铁质球壳壁‘通过’,几乎不会进入球内空间”可知,此时磁场并没有增大,也没有消失,只是形成了一个没有磁场的内部空间,故此现象应该为磁屏蔽现象,故B 正确,而A、C、D 错误。
故答案为: B。
39. “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。
40. 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。
41. 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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学科网(北京)股份有限公司
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