11.1 磁现象 磁感线（举一反三·讲义）物理沪科版必修第三册

本讲义聚焦高中物理“磁现象 磁感线”核心知识点，系统梳理磁现象（磁极及相互作用规律）、磁场（基本性质与方向）、磁感线（特点及与电场线比较）、地磁场及磁偏角，构建从现象到本质、从理论到应用的完整知识支架。 通过情景导入（铁屑模拟磁感线）引导模型建构，例题及变式（如判断无磁性铁棒、分析弹簧测力计示数变化）强化科学推理，联系实际（干簧管、磁星等）渗透科学态度与责任。课中辅助教师高效授课，课后作业助力学生查漏补缺，提升物理观念与应用能力。

11.1 磁现象 磁感线 【新教材沪科版】 磁现象（磁性、磁极） 磁场（基本性质、方向） 磁感线（共性、个性） 地磁场、磁偏角 联系实际（磁带、磁盘、存折、信用卡等，指南针，磁性水雷，“干簧管”，“磁星”） 模块二 知识精讲 情景导入 如图所示，在玻璃板上撒一层细铁屑，放入磁铁的磁场中，轻敲玻璃板，由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状，磁感线有什么特点？磁感线是磁场中真实存在的吗？ 知识归纳 【知识点1 磁场】 1．磁现象 (1)磁极：磁体表面磁性是不均匀的，磁性最强的区域叫 。 能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫作 极(S极)，指北的磁极叫作北极（N极）。 (2)磁极间相互作用规律： 自然界中的磁体总存在着两个磁极：N极和S极；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2．磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过 发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的 。磁体周围、电流周围、运动电荷周围都存在磁场。 3．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时 所指的方向就是该点磁场的方向。 4．磁场的基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 的作用。 【例1】如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是(　　) A．a B．b C．c D．都有可能 【变式1-1】（多选）如图甲所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平虚线从A移动到B。则图乙中能反映弹簧测力计示数F随着位置变化的是（　　） A． B． C． D． 【变式1-2】电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是(　　) A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的 B．是因为螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的 C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的 D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的 【变式1-3】关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案： (1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场． (2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极． 你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正． 【知识点2 磁感线】 1．定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的 都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。 2．磁感线的特点 (1)磁感线上某点的 方向就是该点的磁场方向。 (2)磁感线的疏密定性地表示磁场的 。 (3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从 指向 ；在磁体内部，由 指向 。 (4)同一磁场的磁感线不中断、不 。 (5)磁感线是假想的曲线，客观上并不存在。 3．几种常见的磁场 4．磁感线和静电场电场线的比较 (1)相同点：都是理想模型，切线方向和疏密程度的含义类似，都不相交。 (2)不同点：磁感线是 曲线，比如在条形磁体外部从N极到S极，内部是从S极到N极； 静电场电场线是从一点出发到另一点终止， 闭合曲线。 【例2】（多选）关于磁感线，下列说法中正确的是（    ） A．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱 B．磁感线是磁场中实际存在的线 C．两条磁感线不可能相交 D．磁感线总是不闭合的 【变式2-1】（多选）关于磁感线，下列说法中正确的是（     ） A．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 B．磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线 C．两条磁感线的空隙处不存在磁场，不同磁场形成的磁感线可以相交 D．匀强磁场的磁感线是同向的平行等间距的直线 【变式2-2】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结合上述材料，下列说法不正确的是(　　) A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 【变式2-3】磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　） A．a处磁场比b处磁场强 B．b处磁场和a处磁场强度一样 C．小磁针N极在a处受力比b处受力大 D．小磁针N极在a处受力比b处受力小 【知识点3 地磁场】 1．地磁场及其磁感线 地球在地面附近空间产生的磁场，叫作地磁场，如图所示，地球实际上就是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，分别是地磁南极和地磁北极。 2．磁偏角 地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大，地磁的北极在地理 附近，地磁的南极在地理 附近，地球的地理两极和地磁两极不重合，形成了磁偏角。 3．地磁场的方向 一般不考虑磁偏角 ①地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极，而竖直方向则南北相反，在南半球竖直向上，在北半球竖直向下。 ②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向均与水平地面平行。 【例3】指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于(　　) A．指南针的两个磁极相互吸引 B．指南针的两个磁极相互排斥 C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质 D．地磁场对指南针的作用 【变式3-1】一科考船进行环球科考活动从北极附近出发，一路向南直到南极附近，沿途不断测量地磁场的强弱和方向，测量结果可能是（     ） A．地磁场的强弱一直不变，磁场方向始终指向正南方向 B．地磁场的强弱不断变化，磁场方向始终指向正南方向 C．地磁场的强弱一直不变，磁场的方向与正南、正北方向有一较小的偏角 D．地磁场的强弱不断变化，磁场的方向与正南、正北方向有一较小的偏角 【变式3-2】如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将(　　) A．指北 B．指南 C．竖直向上 D．竖直向下 【变式3-3】（多选）我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图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（    ） A．地球的地理两极与地磁两极重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．在赤道上小磁针的极在静止时指向地理北极附近 【知识点4 联系实际问题】 1．磁带、磁盘、存折、信用卡等 2．指南针 3．磁性水雷 4．“干簧管” 5．“磁星” 【例4】磁带、磁盘、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，为了保护这些用具上的信息，你认为应该怎样做？ 【变式4-1】一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？ 【变式4-2】“干簧管”的结构如图所示，玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片会被磁化而接通。关于干簧管，下列说法正确的是（  ） A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B．干簧管接入电路中相当于开关的作用 C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 D．簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互排斥 【变式4-3】磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后，就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是（　　） A、磁体的吸铁性 B、磁极间相互作用的规律 C、电荷作用间的相互作用规律 D、磁场对电流的作用原理 模块三 课后作业 1．如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为(　　) A．质量小，重力可以忽略不计 B．受到棋盘对它向上的摩擦力 C．棋盘对它的吸引力与重力平衡 D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力 2．在宇宙环境中，地磁场保护着地球，地质记录表明，自地球在46亿年前形成以来，已经有过数百次地磁反转，也就是说，地球的磁场在“反极性”（地磁场方向与现在的方向相反）和“正极性”（地磁场方向与现在的方向相同）之间不断变换。物理学家的研究认为，地球的磁极反转在未来仍可能会发生。下列关于地磁反转期间的说法正确的是（　　） A．对依靠磁场进行导航的物种不会有影响 B．若地磁场处于最弱的状态时，就不会对地球生物的生存有影响 C．太阳辐射的髙能粒子直接轰击地球的大气层，可能引发一些疾病 D．地球磁场的反转可能是瞬间发生，而不是一个缓慢、渐进的过程 3．如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是（ ） A.a点的磁场方向为图中Ba指向 B.b点的磁场方向为图中Bb指向 C.a点的磁场比b点强 D.a点的磁场比b点弱 4．（多选）图中磁体两极间磁感线的画法正确的是（    ） A． B． C． D． 5．指南针是我国古代的四大发明之一。当指南针静止时，其N极指向如图中虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极指向北偏东)所示。则以下判断正确的是(　　) A．可能在指南针上面有一导线东西放置，通由东向西的电流 B．可能在指南针上面有一导线东西放置，通由西向东的电流 C．可能在指南针上面有一导线南北放置，通由北向南的电流 D．可能在指南针上面有一导线南北放置，通由南向北的电流 6．下图为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则（    ） A．A点的磁场强 B．B点的磁场强 C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁场强弱相同 D．因为磁感线是直线，A、B两点的磁场方向相同 7．蹄形磁体周围的磁场分布如图所示，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是（　　） A．a、b两处的磁场强弱不相等，a处磁场强 B．a、b两处的磁场强弱不相等，b处磁场强 C．蹄形磁体的磁感线起始于蹄形磁体的N极，终止于蹄形磁体的S极 D．a处没有磁感线，所以a处没有磁场 8．（多选）磁场中某区域的磁感线如图所示，、、、、是磁场中的5个点，其中、两点关于直线对称，下列说法正确的是（     ） A．这5个位置中，点的磁场最强 B．点没有磁感线穿过，所以点一定不存在磁场 C．、两点关于直线对称，所以、两点磁场强弱和方向都相同 D．、两点的磁场方向相同 9．如图所示，三个相同的环形磁铁串在光滑木质支架上，且磁铁2、3处于悬空状态。已知磁铁1的上部是极，1与2、2与3之间的距离分别用、表示，待磁铁稳定后，下列说法正确的是（　　） A． B． C．磁铁2的上部是极 D．磁铁3的上部是S极 10．英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（　　） A．电荷和电荷之间的作用力是通过磁场发生的 B．通电导体和通电导体之间的作用力是通过电场发生的 C．电场线不能相交、磁感线可以相交 D．电场线的疏密表示电场强度的大小，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小 11．（多选）关于磁场，下列说法正确的是（　　） A．磁场和电场一样，是一种客观存在的特殊物质 B．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或通电导体有力的作用 C．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质 D．磁场是磁体周围或通电导体周围存在的一种物质，有小磁针放入其中时，存在磁场；无小磁针放入其中时，磁场不存在 12．关于磁场，下列说法正确的是（　　） A．磁场是存在于磁体或通电导体周围的一种特殊物质 B．磁场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想化模型 C．磁体周围分布的磁感线就是磁场 D．磁体间的相互作用是通过电流作为媒介发生的 13．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是(　　) A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁 B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝 C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多 D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引 14．指南针是我国古代四大发明之一，早期的指南针又叫司南。东汉学者王充在《论衡》中记载∶“司南之杓，投之于地，其柢指南。”“柢”即勺柄，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．司南周围不存在磁场，存在磁感线 B．司南静止时，勺柄指向地磁的南极 C．司南勺柄的指向与勺子的磁极有关 D．将勺子换成铜材质的，也会出现相同的现象 15．我们赖以生存的地球是一个巨大的磁体，其磁场类似于条形磁铁的磁场。地磁北（N）极处于地理南极附近，地磁南（S）极处于地理北极附近。在地磁场中的不同位置摆放a、b、c、d四个小磁针，小磁针黑体部分为N极，如图所示。当小磁针静止时，N极指向正确的是（　　） A．a B．b C．c D．d 16．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　） A．“磁星”表面的磁感线可能相交 B．磁感线是真实存在的有方向的曲线 C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场 D．“磁星”表面某点静止一小磁针，小磁针的N极指向为该点磁场方向 17．如图所示，小磁针所指方向正确的是（ ） 18．（多选）如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（ ） A.图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极 B.图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极 C.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极 D.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极 19．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（　　） A．磁场的方向就是放在该点的一小段通电直导线电流的方向 B．在磁场强的地方磁感线较密 C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，可以通过实验来模拟 20．（多选）下列各选项图表示磁场的磁感线，据图分析磁场中a点的磁场比b点的磁场强的是(　) 21．某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是（ ） A. 磁铁的重心处 B. 磁铁的某一磁极处 C. 磁铁长边的重心的北侧 D. 磁铁长边的重心的南侧 22．关于磁场、磁感线和电场线，下列说法正确的是（　　） A．磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合曲线 B．磁感线和电场线都是相互平行的 C．地磁场的磁感线起于地理北极附近，终止于地理南极附近 D．磁感线和电场线都是真实存在的 23．下列说法中与实际情况相符的是（　　） A．地球的磁偏角是一个定值 B．地磁场的北极在地理北极附近 C．除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象 D．郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.1 磁现象 磁感线 【新教材沪科版】 磁现象（磁性、磁极） 磁场（基本性质、方向） 磁感线（共性、个性） 地磁场、磁偏角 联系实际（磁带、磁盘、存折、信用卡等，指南针，磁性水雷，“干簧管”，“磁星”） 模块二 知识精讲 情景导入 如图所示，在玻璃板上撒一层细铁屑，放入磁铁的磁场中，轻敲玻璃板，由细铁屑的分布可以模拟磁感线的形状，磁感线有什么特点？磁感线是磁场中真实存在的吗？ 知识归纳 【知识点1 磁场】 1．磁现象 (1)磁极：磁体表面磁性是不均匀的，磁性最强的区域叫磁极。 能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫作南极(S极)，指北的磁极叫作北极（N极）。 (2)磁极间相互作用规律： 自然界中的磁体总存在着两个磁极：N极和S极；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2．磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质。磁体周围、电流周围、运动电荷周围都存在磁场。 3．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时 N极　所指的方向就是该点磁场的方向。 4．磁场的基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。 【例1】如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是(　　) A．a B．b C．c D．都有可能 答案：A 解析：b、c相互排斥，说明都是磁体． 【变式1-1】（多选）如图甲所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平虚线从A移动到B。则图乙中能反映弹簧测力计示数F随着位置变化的是（　　） A． B． C． D． 【答案】CD 【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，若大磁体右端为N极，则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。同理若大磁体右端为S极，可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变大的。 故选CD。 【变式1-2】电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是(　　) A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的 B．是因为螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的 C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的 D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的 答案：C 解析：电工师傅的螺丝刀有了磁性，当靠近小螺丝时会把它吸引过来，C对，A、B、D错． 【变式1-3】关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案： (1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场． (2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极． 你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正． 答案：有需改进或改正的地方．(1)应做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极 【知识点2 磁感线】 1．定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线。 2．磁感线的特点 (1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 (2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。 (3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极。 (4)同一磁场的磁感线不中断、不相交。 (5)磁感线是假想的曲线，客观上并不存在。 3．几种常见的磁场 4．磁感线和静电场电场线的比较 (1)相同点：都是理想模型，切线方向和疏密程度的含义类似，都不相交。 (2)不同点：磁感线是闭合曲线，比如在条形磁体外部从N极到S极，内部是从S极到N极； 静电场电场线是从一点出发到另一点终止，不是闭合曲线。 【例2】（多选）关于磁感线，下列说法中正确的是（    ） A．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱 B．磁感线是磁场中实际存在的线 C．两条磁感线不可能相交 D．磁感线总是不闭合的 【答案】AC 【详解】A．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，故A正确； B．磁感线是磁场中不存在的线，是假设出来描述磁场的，故B错误； C．如果两条磁感线相交，那么交点的磁场就有两个方向，不符合实际，所以两条磁感线不可能相交，故C正确； D．磁感线总是闭合的，故D错误。 故选AC。 【变式2-1】（多选）关于磁感线，下列说法中正确的是（     ） A．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 B．磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线 C．两条磁感线的空隙处不存在磁场，不同磁场形成的磁感线可以相交 D．匀强磁场的磁感线是同向的平行等间距的直线 【答案】AD 【详解】A．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，故A正确； B．磁感线是形象描绘磁场的假想曲线，可以用实验来模拟，但是不存在，故B错误； C．磁感线的疏密反映磁场的强弱，但不等于空隙处不存在磁场，磁场是充满某个区域的，不同磁场源产生的磁场在某一区域叠加，磁感线描绘的是叠加后的合磁场，某处的磁感应强度是唯一的，磁感线不相交，故C错误； D．匀强磁场的磁场强弱和方向都处处相同，磁感线是方向相同的平行等间距的直线，故D正确。 故选AD。 【变式2-2】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结合上述材料，下列说法不正确的是(　　) A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 答案　C 解析　地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故只有C项说法不正确． 【变式2-3】磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　） A．a处磁场比b处磁场强 B．b处磁场和a处磁场强度一样 C．小磁针N极在a处受力比b处受力大 D．小磁针N极在a处受力比b处受力小 【答案】D 【详解】AB．根据磁感线越密的地方，磁感应强度越大，所以a处的磁感应强度小于b处的磁感应强度，故A B错误； CD．小磁针在磁感应强度大的地方受到的力大，所以小磁针N极在a处受力比b处受力小，故C错误，D正确。 故选D。 【知识点3 地磁场】 1．地磁场及其磁感线 地球在地面附近空间产生的磁场，叫作地磁场，如图所示，地球实际上就是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，分别是地磁南极和地磁北极。 2．磁偏角 地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大，地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近，地球的地理两极和地磁两极不重合，形成了磁偏角。 3．地磁场的方向 一般不考虑磁偏角 ①地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极，而竖直方向则南北相反，在南半球竖直向上，在北半球竖直向下。 ②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向均与水平地面平行。 【例3】指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于(　　) A．指南针的两个磁极相互吸引 B．指南针的两个磁极相互排斥 C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质 D．地磁场对指南针的作用 答案：D 解析：用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误． 【变式3-1】一科考船进行环球科考活动从北极附近出发，一路向南直到南极附近，沿途不断测量地磁场的强弱和方向，测量结果可能是（     ） A．地磁场的强弱一直不变，磁场方向始终指向正南方向 B．地磁场的强弱不断变化，磁场方向始终指向正南方向 C．地磁场的强弱一直不变，磁场的方向与正南、正北方向有一较小的偏角 D．地磁场的强弱不断变化，磁场的方向与正南、正北方向有一较小的偏角 【答案】D 【详解】地球可看作一个巨大的磁体，地球表面各处的地磁场并非匀强磁场，因此科考船航行过程中测得的地磁场强弱会随位置不断变化。地磁两极与地理两极并不重合，所以地磁场在当地水平面内的方向与地理南北方向一般存在较小的磁偏角。 故选D。 【变式3-2】如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将(　　) A．指北 B．指南 C．竖直向上 D．竖直向下 答案：D 【变式3-3】（多选）我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图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（    ） A．地球的地理两极与地磁两极重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．在赤道上小磁针的极在静止时指向地理北极附近 【答案】BD 【详解】A．地球的地理两极与地磁两极并不重合，有磁偏角，A错误； B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，B正确； C．地球表面只有在赤道处的地磁场方向与地面平行，其它部分的地磁场都有竖直分量，C错误； D．地理的北极是在地磁的S附近，则在赤道上小磁针的极在静止时指向地理北极附近，D正确。 故选BD。 【知识点4 联系实际问题】 1．磁带、磁盘、存折、信用卡等 2．指南针 3．磁性水雷 4．“干簧管” 5．“磁星” 【例4】磁带、磁盘、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，为了保护这些用具上的信息，你认为应该怎样做？ 答案：磁带、磁卡等是利用对其上面的磁性材料磁化的强弱或方向的不同来记录信息的，如果将它们与磁性物体放在一起，则它上面的磁性材料会被重新磁化，使其原有信息消失，因此磁带、磁卡等应放在远离磁铁等磁性物体的地方．另外各种银行卡、交费卡、电话卡最好也不要长时间地放在一起，以免它们互相磁化而丢失信息． 【变式4-1】一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？ 答案：铁矿石中的磁铁矿(主要成分Fe3O4)具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常，这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏． 【变式4-2】“干簧管”的结构如图所示，玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片会被磁化而接通。关于干簧管，下列说法正确的是（  ） A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B．干簧管接入电路中相当于开关的作用 C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 D．簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互排斥 【答案】B 【详解】AB．当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，所以两簧片又分开，因此于簧管在电路中相当于开关的作用，故A错误，B正确； CD．簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互吸引，干簧管是根据此原理制成的，故CD错误。 故选B。 【变式4-3】磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后，就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是（　　） A、磁体的吸铁性 B、磁极间相互作用的规律 C、电荷作用间的相互作用规律 D、磁场对电流的作用原理 答案：B 模块三 课后作业 1．如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为(　　) A．质量小，重力可以忽略不计 B．受到棋盘对它向上的摩擦力 C．棋盘对它的吸引力与重力平衡 D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力 答案：B 解析：棋子受力如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有向外的弹力．重力使得棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会滑下来，由于空气浮力远小于重力，故可以忽略不计． 2．在宇宙环境中，地磁场保护着地球，地质记录表明，自地球在46亿年前形成以来，已经有过数百次地磁反转，也就是说，地球的磁场在“反极性”（地磁场方向与现在的方向相反）和“正极性”（地磁场方向与现在的方向相同）之间不断变换。物理学家的研究认为，地球的磁极反转在未来仍可能会发生。下列关于地磁反转期间的说法正确的是（　　） A．对依靠磁场进行导航的物种不会有影响 B．若地磁场处于最弱的状态时，就不会对地球生物的生存有影响 C．太阳辐射的髙能粒子直接轰击地球的大气层，可能引发一些疾病 D．地球磁场的反转可能是瞬间发生，而不是一个缓慢、渐进的过程 【答案】C 【解析】地磁反转期间，对依靠磁场进行导航的物种会有影响，A选项错误；地磁场能使太阳辐射的高能带电粒子发生偏转，对地球的生物有一定的变化作用，若地磁场处于最弱的状态时，就会对地球生物的生存有影响，B选项错误；当太阳辐射的高能粒子直接轰击地球的大气层时，可能引发一些疾病，C选项正确；地球磁场的反转不可能是瞬间发生，而是一个缓慢、渐进的过程，D选项错误。故选C。 3．如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是（ ） A.a点的磁场方向为图中Ba指向 B.b点的磁场方向为图中Bb指向 C.a点的磁场比b点强 D.a点的磁场比b点弱 【答案】 C 【解析】 磁感线上某点的切线方向表示该点磁场方向，故A、B错误； 磁感线疏密表示磁场的强弱，a点的磁感线比较密，则a点磁场比b点强，故C正确，D错误。 4．（多选）图中磁体两极间磁感线的画法正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】BCD 【详解】A．图A中，磁感线画成了由S极指向N极，故A错误； B．图B中，磁感线由N极指向S极，且符合条形磁体的磁感线分布规律，故B正确； C．图C中，磁感线由N极指向S极，且符合蹄形磁体的磁感线分布规律，故C正确； D．图D中，两N极相互排斥，磁感线分布正确，故D正确。 故选BCD。 5．指南针是我国古代的四大发明之一。当指南针静止时，其N极指向如图中虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极指向北偏东)所示。则以下判断正确的是(　　) A．可能在指南针上面有一导线东西放置，通由东向西的电流 B．可能在指南针上面有一导线东西放置，通由西向东的电流 C．可能在指南针上面有一导线南北放置，通由北向南的电流 D．可能在指南针上面有一导线南北放置，通由南向北的电流 解析：选C　若指南针静止时N极指向北偏东方向，则有一指向东的磁场，由安培定则知，可能在指南针上面有一导线南北放置，通有由北向南的电流，故C正确。 6．下图为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则（    ） A．A点的磁场强 B．B点的磁场强 C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁场强弱相同 D．因为磁感线是直线，A、B两点的磁场方向相同 【答案】D 【详解】ABC．磁感线的疏密表示磁场的强弱。仅由一条磁感线不能判断其周围的疏密，故不能确定，两点的磁场强弱，也不能认为两点的磁场强弱相同，故ABC错误； D．磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向，图中，两点处的磁感线方向均向右，故D正确。 故选D。 7．蹄形磁体周围的磁场分布如图所示，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是（　　） A．a、b两处的磁场强弱不相等，a处磁场强 B．a、b两处的磁场强弱不相等，b处磁场强 C．蹄形磁体的磁感线起始于蹄形磁体的N极，终止于蹄形磁体的S极 D．a处没有磁感线，所以a处没有磁场 【答案】B 【详解】AB．磁感线的疏密表示磁场强弱。由图可知，b处磁感线较密，a处较疏，因此b处磁场强，a处磁场弱，故A错误，B正确； C．在磁体外部，磁感线从极出发指向极；但在磁体内部，磁感线从极回到极，形成闭合曲线，故C错误； D．磁场是客观存在的，磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线。a处没有画磁感线，不代表该处没有磁场，故D错误。 故选B。 8．（多选）磁场中某区域的磁感线如图所示，、、、、是磁场中的5个点，其中、两点关于直线对称，下列说法正确的是（     ） A．这5个位置中，点的磁场最强 B．点没有磁感线穿过，所以点一定不存在磁场 C．、两点关于直线对称，所以、两点磁场强弱和方向都相同 D．、两点的磁场方向相同 【答案】AD 【详解】A．磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，磁感线越密，磁场越强，这5个位置中，点的磁感线最密，故点的磁场最强，A正确； B．磁感线是人为假想的用于描述磁场的曲线，没有磁感线穿过的A点同样存在磁场，B错误； C．、两点关于直线对称，则、两点磁场强弱相同，磁感线的切线方向表示磁场的方向，、两点的切线方向不同，则、两点磁场方向不同，C错误； D．、两点处在同一条直线上，切线方向相同，则磁场方向相同，D正确。 故选AD。 9．如图所示，三个相同的环形磁铁串在光滑木质支架上，且磁铁2、3处于悬空状态。已知磁铁1的上部是极，1与2、2与3之间的距离分别用、表示，待磁铁稳定后，下列说法正确的是（　　） A． B． C．磁铁2的上部是极 D．磁铁3的上部是S极 【答案】B 【详解】AB．对磁铁2、3由平衡条件知 对磁铁3由平衡条件知 磁铁间的磁场力距离越小力越大，则可知，故A错误，B正确； CD．根据同名磁极相斥，异名磁极相吸，磁铁2的上部是极，磁铁3的上部是N极，故CD错误。 故选B。 10．英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（　　） A．电荷和电荷之间的作用力是通过磁场发生的 B．通电导体和通电导体之间的作用力是通过电场发生的 C．电场线不能相交、磁感线可以相交 D．电场线的疏密表示电场强度的大小，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小 【答案】D 【详解】A．电荷和电荷之间的作用力是通过电场发生的，故A错误； B．通电导体和通电导体之间的作用力是通过通电导体在周围产生的磁场发生的，故B错误； C．电场线和磁场线的切线方向分别表示电场方向和磁场方向，故电场线和磁场线都不能相交，故C错误； D．电场线的疏密表示电场强度的大小，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，故D正确。 故选D。 11．（多选）关于磁场，下列说法正确的是（　　） A．磁场和电场一样，是一种客观存在的特殊物质 B．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或通电导体有力的作用 C．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质 D．磁场是磁体周围或通电导体周围存在的一种物质，有小磁针放入其中时，存在磁场；无小磁针放入其中时，磁场不存在 【答案】AB 【详解】AB．磁场和电场都是客观存在的特殊物质，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体有力的作用，选项AB正确； C．磁场虽然看不见、摸不着，但是它是客观存在的，选项C错误。 D．磁场是磁体周围或通电导体周围存在的一种物质，不管有无小磁针放入其中，磁场都是客观存在的，选项D错误。 故选AB。 12．关于磁场，下列说法正确的是（　　） A．磁场是存在于磁体或通电导体周围的一种特殊物质 B．磁场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想化模型 C．磁体周围分布的磁感线就是磁场 D．磁体间的相互作用是通过电流作为媒介发生的 【答案】A 【详解】AB．根据磁场的定义可知磁场是存在于磁体或电流周围的一种特殊物质，不是理想化模型，故A正确，B错误； C．磁体的周围存在磁场，而磁感线是为了描绘磁场方便而假想的曲线，故C错误； D．磁体间的相互作用是通过磁场作为媒介产生的，故D错误。 故选A。 13．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是(　　) A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁 B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝 C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多 D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引 答案：D 解析：一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性，因而能够被磁体吸引． 14．指南针是我国古代四大发明之一，早期的指南针又叫司南。东汉学者王充在《论衡》中记载∶“司南之杓，投之于地，其柢指南。”“柢”即勺柄，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．司南周围不存在磁场，存在磁感线 B．司南静止时，勺柄指向地磁的南极 C．司南勺柄的指向与勺子的磁极有关 D．将勺子换成铜材质的，也会出现相同的现象 【答案】C 【详解】A．磁体周围存在着磁场，但磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，实际中并不存在，故A错误； B．司南静止时，勺柄指向地理的南极，地磁的北极，故B错误； C．司南是由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，正是由于磁勺的磁场与地磁场的相互作用，才使得司南的勺口指向地理北极，而勺柄指向地理南极，因而司南勺柄的指向与勺子的磁极有关，故C正确； D．司南是由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，而铜是非磁性物质，不会出现与磁性相关的现象，故D错误。 故选C。 15．我们赖以生存的地球是一个巨大的磁体，其磁场类似于条形磁铁的磁场。地磁北（N）极处于地理南极附近，地磁南（S）极处于地理北极附近。在地磁场中的不同位置摆放a、b、c、d四个小磁针，小磁针黑体部分为N极，如图所示。当小磁针静止时，N极指向正确的是（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】D 【详解】小磁针N极的指向为磁场的方向，则图中d处小磁针的指向是正确的。 故选D。 16．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　） A．“磁星”表面的磁感线可能相交 B．磁感线是真实存在的有方向的曲线 C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场 D．“磁星”表面某点静止一小磁针，小磁针的N极指向为该点磁场方向 【答案】D 【详解】A．磁场中某点不可能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故A错误； B．磁感线是假想的有方向的闭合曲线，故B错误； C．感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误； D．磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，而小磁针N极所指的方向就是该点的磁感线切线方向，故D正确。 故选D。 17．如图所示，小磁针所指方向正确的是（ ） 【答案】 A 18．（多选）如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（ ） A.图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极 B.图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极 C.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极 D.图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极 【答案】AD 19．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（　　） A．磁场的方向就是放在该点的一小段通电直导线电流的方向 B．在磁场强的地方磁感线较密 C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，可以通过实验来模拟 【答案】B 【解析】由安培定则可知，A错误；磁场的强弱用磁感线的疏密程度表示，B正确，C错误；磁感线是人为引入用来形象描述磁场的，并不是真实存在的，D错误。 20．（多选）下列各选项图表示磁场的磁感线，据图分析磁场中a点的磁场比b点的磁场强的是(　) 【答案】 AC 【解析】 磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，磁场越强，磁感线分布越疏的地方，磁场越弱，故A、C图中a点的磁场比b点的磁场强，A、C正确。 21．某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是（ ） A. 磁铁的重心处 B. 磁铁的某一磁极处 C. 磁铁长边的重心的北侧 D. 磁铁长边的重心的南侧 【答案】 C 【解析】 在北京地区，地球的磁场方向为北偏下，条形磁铁所受磁场力也为北偏下，若将细线系在条形磁铁重心处，它必然会向北偏下方向倾斜，故而要将细线系在条形磁铁重心北侧，故C正确，ABD错误。 极限思维：在赤道处磁场方向和水平面平行，在地理北极磁场方向垂直于水平面向下，在北京的磁场方向为斜向北下。 22．关于磁场、磁感线和电场线，下列说法正确的是（　　） A．磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合曲线 B．磁感线和电场线都是相互平行的 C．地磁场的磁感线起于地理北极附近，终止于地理南极附近 D．磁感线和电场线都是真实存在的 【答案】A 【解析】磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合曲线，A正确；磁感线和电场线不一定都是相互平行的，B错误；地磁场的磁感线在地球的外部从地理南极附近到地理北极附近，在地球的内部从地理北极附近到地理南极附近，C错误；磁感线和电场线都是假想的，不是真实存在的，D错误。故选A。 23．下列说法中与实际情况相符的是（　　） A．地球的磁偏角是一个定值 B．地磁场的北极在地理北极附近 C．除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象 D．郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早 【答案】D 【解析】磁极和地理极不重合，所以磁偏角在地球上不同地点是不同的，故A错误；地磁场的北极在地理南极附近，故B错误；已经发现其他星球上也有磁现象，故C错误；郑和1405年，哥伦布生于1450 年，郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早，故D正确。故选D。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $