16.1 永磁体的磁场（讲义）物理新教材沪粤版九年级下册

第十一章 功与机械能 第1节 永磁体的磁场 课标要点 知道磁体有吸铁性、指向性和磁极间相互作用的规律。 知道磁体周围存在磁场，知道磁场是有方向的。 会用磁感线描述磁场，认识条形磁体和蹄形磁体的磁场分布。 知道地球本身是一个巨大的磁体，了解地磁场。 学习重难点 重点：磁极间的相互作用规律；磁场的概念及方向；用磁感线描述磁场。 难点：理解磁场是客观存在的物质；磁感线的理想模型法；地磁场的南北极与地理南北极的关系。 知识点 磁现象与磁体 1.磁性：物体能够吸引 ___ ___、 ___ ___、 ___ ___等物质的性质叫做磁性。 2.磁体：具有 ___ ___的物体叫做磁体。 天然磁体：如磁铁矿。 人造磁体：如钢针、扬声器里的磁铁。 3.磁极： 定义：磁体上磁性 ___ ___的部分叫做磁极。 分类：任何磁体都有 ___ ___个磁极。 南极（S极）：指南的一端。 北极（N极）：指北的一端。 特性：如果将磁体分割成若干小块，每一小块仍然有 ___ ___个磁极（即磁单极子不存在）。 4.磁极间的相互作用规律： 同名磁极相互 ___ ___ 。 异名磁极相互 ___ ___。 特别提醒 判断物体是否有磁性的方法： 看是否能吸引铁、钴、镍等物质。 看是否具有指向性（悬挂静止后是否指南北）。 看与其他磁体是否有排斥现象（只有排斥才能证明两物体均有磁性，吸引可能是因为一方无磁性）。 随学随练 1．公园里小朋友钓“鱼”。“鱼”是塑料做的，鱼竿上的“饵”是一块磁铁，只要磁铁碰到“鱼”嘴巴就能轻松地把“鱼”钓上来。“鱼”嘴巴的材料可能是（     ） A．铁 B．塑料 C．铜 D．铝 2．磁体之间的吸引或排斥是通过___________来实现的。物理学规定：小磁针在磁场中的某一点静止时，___________极所指的方向就是该点磁场的方向。 知识点 磁场（重点） 1.磁场的存在： 磁体周围存在着一种看不见、摸不着，但客观存在的特殊物质，叫做 ___ ___。 基本性质：磁场对放入其中的磁体产生 ___ ___的作用。 2.磁场的方向： 规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时 ___ ___极所指的方向就是该点的磁场方向。 注意：小磁针 N 极受力方向与该点磁场方向 ___ ___；S 极受力方向与该点磁场方向 ___ ___。 易错提醒 磁场是真实存在的物质，而磁感线是为了描述磁场而假想出来的曲线，实际并不存在。 磁场方向是小磁针 N极 的指向，不是 S 极，也不是整个小磁针的指向。 随学随练 3．如图所示为一款磁吸式车载手机支架，支架内置的磁体能够与手机背后的磁吸片吸合，从而在行车过程中实现稳定固定。在正常使用时，支架内置的磁体周围存在________，支架内置的磁体与手机背后的磁吸片相互吸合是因为________（选填“同名”或“异名”）磁极相互吸引。 4．东汉王充在《论衡》中写到“顿牟掇芥，磁石引针”，意为玳瑁经摩擦可以吸引芥一类的轻小物体，磁石能吸引铁针。今天我们可以从物理学的角度解释这些现象：玳瑁能吸引芥是因为其摩擦后带_____________；磁石周围存在_____________，能吸引铁等物质。 知识点 磁感线（模型法） 1.定义：为了形象、直观地描述磁场，物理学中引入了一些带箭头的曲线，叫做 ___ ___。 2.特点： 在磁体外部，磁感线总是从磁体的 ___ ___极出发，回到 ___ ___极。 在磁体内部，磁感线从 S 极指向 N 极（形成闭合曲线）。 磁感线上某点的切线方向表示该点的 ___ ___方向。 磁感线的疏密程度表示磁场的 ___ ___：越密表示磁场越 ___ ___，越疏表示磁场越 ___ ___。 任意两条磁感线 ___ ___（填“相交”或“不相交”）。 3.常见磁体的磁场分布： 条形磁体：两端密集，中间稀疏。 蹄形磁体：两极之间近似为匀强磁场（平行且间距相等），外部类似条形磁体。 同名磁极：相互排斥，中间区域磁感线稀疏甚至出现“空白区”。 异名磁极：相互吸引，磁感线连接两极。 教材延伸 实验模拟：在玻璃板上均匀撒上铁屑，放上磁体，轻敲玻璃板，铁屑会被磁化并按磁场排列，显示出磁感线的形状。 方法论：这种通过建立理想模型来研究物理问题的方法叫做 ___ ___法。类似的还有光线、原子结构模型等。 随学随练 5．冬季午间，小华将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的A端总是指影子的反方向，如图所示。下列说法中正确的是（     ） A．树叶周围存在磁感线 B．树叶的A端指向地磁南极 C．回形针磁体的“N”应标注在A端 D．若用磁体的N极靠近树叶的A端，会相互吸引 6．对磁场和磁感线的有关认识，正确的是（     ） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁感线是从磁体的南极出来回到磁体的北极 C．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反 D．磁场是真实存在的，而磁感线是假想虚构的 知识点 地磁场 1.地磁场：地球本身是一个巨大的 ___ ___，其周围存在的磁场叫做地磁场。 2.磁偏角：我国宋代学者 ___ ___最早发现了磁偏角（地理两极与地磁两极并不重合）。 3.地磁极与地理极的关系： 地磁场的 N极 在地理的 ___ ___极附近。 地磁场的 S极 在地理的 ___ ___极附近。 因此，指南针的 N 极指向地理北方（因为被地磁 S 极吸引）。 特别提醒 记忆口诀：“地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近”。 信鸽、海龟等动物利用地磁场导航。 随学随练 7．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，其柢指南”，“柢”即杓柄，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．“司南”静止时指向东西方向 B．“司南”在转动过程中不受惯性的作用 C．“柢”是司南的S极 D．“司南”是由铜制成的 8．郑和下西洋时，航行中使用罗盘和星象来辨别方向，其中罗盘的磁针可以指南北是因为受到___________的作用。磁针的N极指向地理的___________极附近。 题型 磁化的微观解释（安培分子电流假说简介） 现象：为什么铁棒被磁体摩擦后会变成磁体？ 解释：物质内部存在微小的“分子磁体”（或环形电流）。 未磁化时：分子磁体取向杂乱无章，磁性相互抵消，对外不显磁性。 磁化后：在外界磁场作用下，分子磁体取向变得大致相同，宏观上显示出磁性。 去磁：高温加热或剧烈敲击，会使分子热运动加剧，破坏有序排列，从而失去磁性。 活学活用 9．如图所示，在用铁屑显示磁场磁感线形状时，撒落在平板上的铁屑要薄而均匀。当把撒有铁屑的平板放在条形磁体上时，铁屑都将被 _______ 成“小磁针”。为了显示磁感线的形状，还要轻轻地敲击平板，这样做的目的是 ________ 。如果有木板和玻璃板，承载铁屑的平板应该选择 ________ ，原因是 _________ 。    10．北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”针锋能指南是摩擦使针（　　） A．被磁化 B．带电 C．内能增加 D．质量减小 基础通关 1．指南针是我国的四大发明之一，在其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。下列说法正确的是（　　） A．北京地区的地磁场方向由北向南 B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极 C．“指南鱼”鱼头端为该鱼形磁体的N极 D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极 2．下列关于磁现象的说法中正确的是（     ） A．同名磁极相吸，异名磁极相斥 B．磁感线总是从磁体的S极出发回到磁体的N极 C．磁感线是磁场中真实存在的闭合曲线 D．地磁场的北极在地理的南极附近 3．司南是我国早期的指南针。小东为了制作一个“司南”将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，并一起置于装水的纸盘中，使其漂浮在水面上，能自由转动，如图所示。下列说法中正确的是（     ） A．“司南”静止时勺柄指南，应标为N极 B．“司南”能指南北是受地磁场的作用 C．纸盘换成铁盘后“司南”也能正常使用 D．司南只有一个磁极 4．水平桌面上横放一根条形磁体，用数显测力计悬挂一个铁块，置于磁体一端上方，保持一定距离且静止。将条形磁体水平左移过程中测力计示数（     ） A．一直变大 B．一直变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 5．如图是一种磁力片玩具，任意两块磁力片的塑料边靠近均能相互吸引。塑料边内各有一个可绕轴线旋转的圆柱形磁体，猜想该磁体的磁极应如图中的（　　） A． B． C． D． 6．如图所示为一款磁悬浮航天员音箱，音箱底部有一块强磁铁，底座内部装有电磁铁。接通电源后，该音箱利用同名磁极相互______的原理实现了“航天员音箱”悬浮。 7．科学兴趣小组同学制作了一个指南针：两根细针，一个按扣、一只大头针和一块橡皮，做一个如图所示的指南针。做法：用橡皮和大头针制作指南针的底座。使两根细针磁化后穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这样就制成了一个指南针。指南针指南北是由于受到___________的作用，下列金属材料中适合制造细针的是___________（选填“铜”“铁”“铝”）。 8．如图，弹簧测力计下端吊一铁球，当它们在水平放置的条形磁体的上方沿水平直线从左端移到右端的过程中，弹簧测力计的示数_____________（选填“变大”“变小”“先变小后变大”或“先变大后变小”）；用细绳系住条形磁体的中间并悬空挂住，当条形磁体静止时，其N极指向地磁______；最早发现地理两极和地磁两极并不完全重合的是北宋科学家______。 9．在探究磁体周围磁场的实验中，小明绘制了如图所示的图，其中甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，根据图中小磁针静止时的指向，乙是 _______ （选填“N极”或“S极”）。 、10．如图，甲、乙为两根外形完全相同的钢棒，一根有磁性，一根没有磁性，当乙从甲的左端水平向右移到右端，若两根钢棒间吸引力的大小不变，则_______钢棒有磁性；若两根钢棒间吸引力两端大，中间小，说明_______钢棒有磁性。 素养提升 11．某同学用磁体将缝衣针磁化，然后将缝衣针放在一片在水中静止的树叶上制成“指南针”。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，他观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法正确的是（     ） A．叶尖指向地磁南极 B．“指南针”的叶尖所指方向为该点的磁场方向 C．“指南针”周围存在磁场和磁感线 D．磁化后的缝衣针能带动树叶指南北，是因为它受到地磁场的作用 12．请标出图中小磁针的N极，并标出A点的磁感线方向。 13．如图是磁力搅拌杯工作原理图。当底座电动机带动磁体转动，磁性搅拌棒因被磁体吸引，同步转动搅拌杯中液体。下列说法正确的是（     ） A．同步旋转时，搅拌棒A端是S极 B．将搅拌棒换成铝质，更轻巧易驱动 C．将搅拌棒换成无磁性的铁棒，无法工作 D．搅拌杯的工作原理是同名磁极相互排斥 14．如图所示，一个铁块挂在弹簧测力计挂钩上，从A点开始沿水平面缓慢推动一个条形磁铁至B点。下列说法正确的是（     ） A．弹簧测力计的示数不变 B．弹簧测力计的示数先变小再变大 C．磁铁移至铁块正下方时弹簧测力计示数最大 D．磁铁移至铁块正下方时弹簧测力计示数最小 15．如图所示，四个完全相同的环形磁铁、、、套在塑料支架的光滑杆上，静止时磁铁、b、c悬浮在空中，d压在塑料支架底板上。若每个磁铁受到的重力均为，磁铁的上表面是极，正确的是（     ） A．磁铁的上表面是极 B．磁铁受到向上的力是 C．磁铁对底板的压力是 D．磁铁d对底板的压力是 迁移创新 16．新课标物理教材提到：要想验证猜想和假设是否正确，就要通过实验获取证据。通过小学科学的学习我们知道了条形磁体有两个磁极，分别是南极（S）和北极（N），两个磁极分别位于条形磁体的两端。小莲在实验时不小心将条形磁体摔断了，如图所示，他于是猜想断开后的AB段、CD段上都只有一个磁极。请你自选器材证明小莲的观点是错误的。要求至少用两种方法进行证明，说明所使用的器材、简要步骤和主要现象。 实验 所需器材 简要步骤 主要现象 方法一 方法二 17．（多选）关于下列四幅图的描述正确的是（   ） A．甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强 B．乙图中地球磁场的 N 极在地理的南极附近 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．丁图中让钢棒AB 靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性 18．如图所示，弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体从右至左匀速运动到其S极完全通过的过程中，下列图像能反映弹簧测力计示数随位置变化情况的是（   ） A． B． C． D． 19．如图所示，是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（　　） A．A有磁性、B没有磁性 B．A没有磁性、B有磁性 C．都有磁性 D．无法判断有没有磁性 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 功与机械能 第1节 永磁体的磁场 课标要点 知道磁体有吸铁性、指向性和磁极间相互作用的规律。 知道磁体周围存在磁场，知道磁场是有方向的。 会用磁感线描述磁场，认识条形磁体和蹄形磁体的磁场分布。 知道地球本身是一个巨大的磁体，了解地磁场。 学习重难点 重点：磁极间的相互作用规律；磁场的概念及方向；用磁感线描述磁场。 难点：理解磁场是客观存在的物质；磁感线的理想模型法；地磁场的南北极与地理南北极的关系。 知识点 磁现象与磁体 1.磁性：物体能够吸引 ___铁___、___钴___、___镍___ 等物质的性质叫做磁性。 2.磁体：具有 ___磁性___ 的物体叫做磁体。 天然磁体：如磁铁矿。 人造磁体：如钢针、扬声器里的磁铁。 3.磁极： 定义：磁体上磁性 ___最强___ 的部分叫做磁极。 分类：任何磁体都有 __两____ 个磁极。 南极（S极）：指南的一端。 北极（N极）：指北的一端。 特性：如果将磁体分割成若干小块，每一小块仍然有 ___两___ 个磁极（即磁单极子不存在）。 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___ 。 特别提醒 判断物体是否有磁性的方法： 看是否能吸引铁、钴、镍等物质。 看是否具有指向性（悬挂静止后是否指南北）。 看与其他磁体是否有排斥现象（只有排斥才能证明两物体均有磁性，吸引可能是因为一方无磁性）。 随学随练 1．公园里小朋友钓“鱼”。“鱼”是塑料做的，鱼竿上的“饵”是一块磁铁，只要磁铁碰到“鱼”嘴巴就能轻松地把“鱼”钓上来。“鱼”嘴巴的材料可能是（     ） A．铁 B．塑料 C．铜 D．铝 【答案】A 【详解】磁体具有吸引铁、钴、镍类物质的性质，铁可被磁铁吸引，符合要求；塑料、铜、铝均不能被磁铁吸引，不符合要求。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．磁体之间的吸引或排斥是通过___________来实现的。物理学规定：小磁针在磁场中的某一点静止时，___________极所指的方向就是该点磁场的方向。 【答案】 磁场 N/北 【详解】略 知识点 磁场（重点） 1.磁场的存在： 磁体周围存在着一种看不见、摸不着，但客观存在的特殊物质，叫做 ___磁场___ 。 基本性质：磁场对放入其中的磁体产生 ___力___ 的作用。 2.磁场的方向： 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的磁场方向。 注意：小磁针 N 极受力方向与该点磁场方向 ___相同___ ；S 极受力方向与该点磁场方向 ___相反___ 。 易错提醒 磁场是真实存在的物质，而磁感线是为了描述磁场而假想出来的曲线，实际并不存在。 磁场方向是小磁针 N极 的指向，不是 S 极，也不是整个小磁针的指向。 随学随练 3．如图所示为一款磁吸式车载手机支架，支架内置的磁体能够与手机背后的磁吸片吸合，从而在行车过程中实现稳定固定。在正常使用时，支架内置的磁体周围存在________，支架内置的磁体与手机背后的磁吸片相互吸合是因为________（选填“同名”或“异名”）磁极相互吸引。 【答案】 磁场 异名 【详解】根据磁现象的基础知识点，所有磁体周围都存在磁场，这是磁体的基本性质。 磁极间的相互作用规律为：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。二者相互吸合，说明是异名磁极相互吸引。 4．东汉王充在《论衡》中写到“顿牟掇芥，磁石引针”，意为玳瑁经摩擦可以吸引芥一类的轻小物体，磁石能吸引铁针。今天我们可以从物理学的角度解释这些现象：玳瑁能吸引芥是因为其摩擦后带_____________；磁石周围存在_____________，能吸引铁等物质。 【答案】 电 磁场 【详解】玳瑁摩擦后带电，带电体具有吸引轻小物体的性质，可吸引芥这类轻小物体。 磁体周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的铁、钴、镍等铁磁性物质产生磁力作用，所以磁石能通过周围的磁场吸引铁针。 知识点 磁感线（模型法） 1.定义：为了形象、直观地描述磁场，物理学中引入了一些带箭头的曲线，叫做 __磁感线____ 。 2.特点： 在磁体外部，磁感线总是从磁体的 ___N___ 极出发，回到 ___S___ 极。 在磁体内部，磁感线从 S 极指向 N 极（形成闭合曲线）。 磁感线上某点的切线方向表示该点的 ___磁场___ 方向。 磁感线的疏密程度表示磁场的 __强弱____ ：越密表示磁场越 ___强___ ，越疏表示磁场越 ___弱___ 。 任意两条磁感线 ___不相交___ （填“相交”或“不相交”）。 3.常见磁体的磁场分布： 条形磁体：两端密集，中间稀疏。 蹄形磁体：两极之间近似为匀强磁场（平行且间距相等），外部类似条形磁体。 同名磁极：相互排斥，中间区域磁感线稀疏甚至出现“空白区”。 异名磁极：相互吸引，磁感线连接两极。 教材延伸 实验模拟：在玻璃板上均匀撒上铁屑，放上磁体，轻敲玻璃板，铁屑会被磁化并按磁场排列，显示出磁感线的形状。 方法论：这种通过建立理想模型来研究物理问题的方法叫做 模型 法。类似的还有光线、原子结构模型等。 随学随练 5．冬季午间，小华将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的A端总是指影子的反方向，如图所示。下列说法中正确的是（     ） A．树叶周围存在磁感线 B．树叶的A端指向地磁南极 C．回形针磁体的“N”应标注在A端 D．若用磁体的N极靠近树叶的A端，会相互吸引 【答案】D 【详解】A．磁感线是人们假想出来的形象地表示磁场的曲线，不是真实存在的，故A错误； B．冬季午间，影子偏北，由题意可知，树叶的A端总是指影子的反方向，即指向地理南极，地理南极附近是地磁北极，故B错误； C．A端指向地磁北极（即地理南极），由异名磁极相互吸引可知，A端应标注S极，故C错误； D．根据异名磁极相互吸引的规律，A端是磁体的S极，用磁体的N极靠近A端时，二者为异名磁极，会相互吸引，故D正确。 故选D。 6．对磁场和磁感线的有关认识，正确的是（     ） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁感线是从磁体的南极出来回到磁体的北极 C．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反 D．磁场是真实存在的，而磁感线是假想虚构的 【答案】D 【详解】AD．磁场是真实存在的物质，磁感线是为了形象描述磁场而人为假想的曲线，故 A 错误，故 D 正确； B．磁感线在磁体的外部是从磁体的N极出来回到磁体的S极，故 B 错误； C．根据磁场方向的定义，小磁针静止时N极所指的方向（即N极所受磁力的方向）规定为该点的磁场方向，二者方向相同，故 C 错误； 故选D。 知识点 地磁场 1.地磁场：地球本身是一个巨大的 ___磁体___ ，其周围存在的磁场叫做地磁场。 2.磁偏角：我国宋代学者 ___沈括___ 最早发现了磁偏角（地理两极与地磁两极并不重合）。 3.地磁极与地理极的关系： 地磁场的 N极 在地理的 __南极____ 极附近。 地磁场的 S极 在地理的 ___北极___ 极附近。 因此，指南针的 N 极指向地理北方（因为被地磁 S 极吸引）。 特别提醒 记忆口诀：“地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近”。 信鸽、海龟等动物利用地磁场导航。 随学随练 7．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，其柢指南”，“柢”即杓柄，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．“司南”静止时指向东西方向 B．“司南”在转动过程中不受惯性的作用 C．“柢”是司南的S极 D．“司南”是由铜制成的 【答案】C 【详解】A．“司南”静止时指向南北方向，故A错误； B．惯性是物体的属性，不是力，不能说“受惯性的作用”，故B错误； C．“其柢指南”，即杓柄指向地理南方，地理南方附近是地磁北极，由异名磁极相互吸引可知“柢”是司南的S极，故C正确； D．铜不是磁性材料，“司南”是由天然磁石制成的，故D错误。 故选C。 8．郑和下西洋时，航行中使用罗盘和星象来辨别方向，其中罗盘的磁针可以指南北是因为受到___________的作用。磁针的N极指向地理的___________极附近。 【答案】 地磁场 北 【详解】地球周围存在地磁场，磁场对放入其中的磁体有力的作用，罗盘的磁针可以指南北是因为受到地磁场的作用。根据地磁场的分布规律，磁针静止时N极的指向与地磁场方向一致，因此磁针N极指向地理北极附近。 题型 磁化的微观解释（安培分子电流假说简介） 现象：为什么铁棒被磁体摩擦后会变成磁体？ 解释：物质内部存在微小的“分子磁体”（或环形电流）。 未磁化时：分子磁体取向杂乱无章，磁性相互抵消，对外不显磁性。 磁化后：在外界磁场作用下，分子磁体取向变得大致相同，宏观上显示出磁性。 去磁：高温加热或剧烈敲击，会使分子热运动加剧，破坏有序排列，从而失去磁性。 活学活用 9．如图所示，在用铁屑显示磁场磁感线形状时，撒落在平板上的铁屑要薄而均匀。当把撒有铁屑的平板放在条形磁体上时，铁屑都将被 _______ 成“小磁针”。为了显示磁感线的形状，还要轻轻地敲击平板，这样做的目的是 ________ 。如果有木板和玻璃板，承载铁屑的平板应该选择 ________ ，原因是 _________ 。    【答案】 磁化 便于“小磁针”转动 玻璃板 玻璃板表面更光滑，摩擦力更小 【详解】当把撒有铁屑的平板放在条形磁体上时，铁屑都将被磁化成小磁针； 为了显示磁场的分布情况，还要轻轻敲击玻璃板，这样做的目的是便于“小磁针”转动； 若有表面粗糙的木板和光滑的玻璃板，则承载铁屑应该选择光滑的玻璃板，这是因为光滑的玻璃板摩擦力小，“小磁针”运动起来更灵活。 10．北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”针锋能指南是摩擦使针（　　） A．被磁化 B．带电 C．内能增加 D．质量减小 【答案】A 【详解】原本不带磁性的针，被磁石摩擦后获得磁性，这个过程叫磁化，磁化后的针会在地磁场作用下指向南北。带电无法使针指南，摩擦确实会让针内能增加，但这不是针能指南的原因，针的质量变化和指向性无关。 故选A。 基础通关 1．指南针是我国的四大发明之一，在其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，浮在水面上，其静止时鱼头指向南方。下列说法正确的是（　　） A．北京地区的地磁场方向由北向南 B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极 C．“指南鱼”鱼头端为该鱼形磁体的N极 D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的N极 【答案】D 【详解】A．地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场方向由地磁北极指向地磁南极，即由南向北，故A错误； B．任何磁体都有两个磁极，即N极和S极，故B错误； C．“指南鱼”静止时鱼头指向南方，说明鱼头端为该磁体的S极，故C错误； D．地理南极附近是地磁场的N极，“指南鱼”静止时鱼头指向南方，即指向地磁场的N极，故D正确。 2．下列关于磁现象的说法中正确的是（     ） A．同名磁极相吸，异名磁极相斥 B．磁感线总是从磁体的S极出发回到磁体的N极 C．磁感线是磁场中真实存在的闭合曲线 D．地磁场的北极在地理的南极附近 【答案】D 【详解】A．磁极间相互作用规律为同名磁极相斥、异名磁极相吸，选项表述相反，故A错误； B．磁体外部的磁感线从N极指向S极，故B错误； C．磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，并不是真实存在的，故C错误； D．地磁场的北极在地理的南极附近，故D正确。 故选D。 3．司南是我国早期的指南针。小东为了制作一个“司南”将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，并一起置于装水的纸盘中，使其漂浮在水面上，能自由转动，如图所示。下列说法中正确的是（     ） A．“司南”静止时勺柄指南，应标为N极 B．“司南”能指南北是受地磁场的作用 C．纸盘换成铁盘后“司南”也能正常使用 D．司南只有一个磁极 【答案】B 【详解】A．磁体静止时指南的一端为S极，勺柄指南应标为S极，故A错误； B．地球周围存在地磁场，“司南”受地磁场作用能指南北，故B正确； C．磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，铁盘会吸引磁体使其不能自由转动，故C错误； D．任何磁体都有两个磁极，故D错误； 故选B。 4．水平桌面上横放一根条形磁体，用数显测力计悬挂一个铁块，置于磁体一端上方，保持一定距离且静止。将条形磁体水平左移过程中测力计示数（     ） A．一直变大 B．一直变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 【答案】C 【详解】条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱。铁块受到磁体向下的吸引力，数显测力计示数等于铁块重力与磁体对铁块吸引力之和。将条形磁体水平左移过程中，铁块下方由磁体一端逐渐靠近磁体中部，再逐渐靠近另一端，磁体对铁块的吸引力先变小后变大，因此测力计示数先变小后变大。 故选C。 5．如图是一种磁力片玩具，任意两块磁力片的塑料边靠近均能相互吸引。塑料边内各有一个可绕轴线旋转的圆柱形磁体，猜想该磁体的磁极应如图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题意可知，圆柱形磁体可旋转，且任意两块磁力片的塑料边靠近均能相互吸引。根据异名磁极相互吸引，磁体需要通过旋转从而使异名磁极靠近、吸引，故选 B。 6．如图所示为一款磁悬浮航天员音箱，音箱底部有一块强磁铁，底座内部装有电磁铁。接通电源后，该音箱利用同名磁极相互______的原理实现了“航天员音箱”悬浮。 【答案】排斥 【详解】略 7．科学兴趣小组同学制作了一个指南针：两根细针，一个按扣、一只大头针和一块橡皮，做一个如图所示的指南针。做法：用橡皮和大头针制作指南针的底座。使两根细针磁化后穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，这样就制成了一个指南针。指南针指南北是由于受到___________的作用，下列金属材料中适合制造细针的是___________（选填“铜”“铁”“铝”）。 【答案】 地磁场 铁 【详解】磁化后的细针相当于小磁针，指南针指南北是由于受到地磁场的作用； 制作细针的材料应能被磁化，铁属于磁性材料，铜、铝不是磁性材料，所以适合制造细针的是铁。 8．如图，弹簧测力计下端吊一铁球，当它们在水平放置的条形磁体的上方沿水平直线从左端移到右端的过程中，弹簧测力计的示数_____________（选填“变大”“变小”“先变小后变大”或“先变大后变小”）；用细绳系住条形磁体的中间并悬空挂住，当条形磁体静止时，其N极指向地磁______；最早发现地理两极和地磁两极并不完全重合的是北宋科学家______。 【答案】 先变小后变大 南极 沈括 【详解】条形磁体的磁性分布规律是两端磁性最强，中间磁性最弱。弹簧测力计的示数等于铁球的重力加上磁体对铁球向下的吸引力，铁球从左到右移动时，磁体对铁球的吸引力先变小、到中间最小、再变大，因此弹簧测力计示数先变小后变大； 地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近；根据异名磁极相吸，自由静止的条形磁体N极指向地理北极，因此指向地磁南极； 北宋科学家沈括最早记载发现地理两极和地磁两极并不完全重合（磁偏角）。 9．在探究磁体周围磁场的实验中，小明绘制了如图所示的图，其中甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，根据图中小磁针静止时的指向，乙是 _______ （选填“N极”或“S极”）。 【答案】S极 【详解】图中小磁针的N极指向上方，由于同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此乙为S极。 10．如图，甲、乙为两根外形完全相同的钢棒，一根有磁性，一根没有磁性，当乙从甲的左端水平向右移到右端，若两根钢棒间吸引力的大小不变，则_______钢棒有磁性；若两根钢棒间吸引力两端大，中间小，说明_______钢棒有磁性。 【答案】 乙 甲 【详解】条形磁铁两极处磁性最强，中间磁性最弱，可视为没有磁性，当乙从甲的左端水平向右移到右端，若两根钢棒间吸引力的大小不变，说明下面的乙钢棒有磁性，甲钢棒没有磁性；若两根钢棒间吸引力两端大，中间小，则说明是甲钢棒有磁性，中间磁性最弱，故吸引力最小，乙钢棒没有磁性。 素养提升 11．某同学用磁体将缝衣针磁化，然后将缝衣针放在一片在水中静止的树叶上制成“指南针”。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，他观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法正确的是（     ） A．叶尖指向地磁南极 B．“指南针”的叶尖所指方向为该点的磁场方向 C．“指南针”周围存在磁场和磁感线 D．磁化后的缝衣针能带动树叶指南北，是因为它受到地磁场的作用 【答案】D 【详解】A．叶尖指向地理南方，地理南方附近是地磁北极，故A错误； B．规定小磁针静止时极所指方向为该点磁场方向，叶尖指向南方为极，故B错误； C．磁体周围存在磁场，磁感线是假想曲线，实际不存在，故C错误； D．地球周围存在地磁场，磁化后的缝衣针相当于小磁针，受地磁场作用指南北，故D正确。 故选D。 12．请标出图中小磁针的N极，并标出A点的磁感线方向。 【答案】 【详解】因地磁北极在地理南极附近，所以地磁场的下端为N极，上端为S极，在磁体的外部，磁感线是从N极出来、回到S极，所以A点的磁感线方向是斜向上的；地磁北极在地理南极附近，且异名磁极相互吸引，故小磁针的上端为N极，据此作图。 13．如图是磁力搅拌杯工作原理图。当底座电动机带动磁体转动，磁性搅拌棒因被磁体吸引，同步转动搅拌杯中液体。下列说法正确的是（     ） A．同步旋转时，搅拌棒A端是S极 B．将搅拌棒换成铝质，更轻巧易驱动 C．将搅拌棒换成无磁性的铁棒，无法工作 D．搅拌杯的工作原理是同名磁极相互排斥 【答案】A 【详解】A．根据异名磁极相互吸引可知，杯座内磁体左端为N极，靠近它的搅拌棒A端应为S极，故A正确； B．铝不是磁性材料，不会受到磁体的磁力作用，换成铝棒无法跟随磁体旋转，不能实现自动搅拌，故B错误； C．无磁性的铁棒可以被磁体吸引，底座磁体转动时仍能带动铁棒同步转动，可以正常工作，故C错误； D．杯座内的磁体被电动机带动旋转时，磁性搅拌棒会在磁力作用下跟随磁体同步旋转，所以搅拌杯的工作原理是异名磁极相互吸引，故D错误。 故选A。 14．如图所示，一个铁块挂在弹簧测力计挂钩上，从A点开始沿水平面缓慢推动一个条形磁铁至B点。下列说法正确的是（     ） A．弹簧测力计的示数不变 B．弹簧测力计的示数先变小再变大 C．磁铁移至铁块正下方时弹簧测力计示数最大 D．磁铁移至铁块正下方时弹簧测力计示数最小 【答案】C 【详解】铁块位置固定在上方，条形磁铁从A点向左移动到B点，移动到铁块正下方时，铁块离磁极最近，磁性最强，吸引力最大，因此先变大后变小，弹簧测力计的示数也先变大再变小，且磁铁移到铁块正下方时，示数最大。故ABD错误，C正确。 故选 C。 15．如图所示，四个完全相同的环形磁铁、、、套在塑料支架的光滑杆上，静止时磁铁、b、c悬浮在空中，d压在塑料支架底板上。若每个磁铁受到的重力均为，磁铁的上表面是极，正确的是（     ） A．磁铁的上表面是极 B．磁铁受到向上的力是 C．磁铁对底板的压力是 D．磁铁d对底板的压力是 【答案】D 【详解】A．静止悬浮说明相邻磁铁间存在相互排斥的磁力，即相邻面必定为同名磁极，已知磁铁a的上表面是N极，下表面是S极，由于磁铁a和磁铁b相互排斥，因此磁铁的上表面是S极，故A错误； B．将悬浮的磁铁a、b、c视为一个整体，该整体处于静止状态，其受到的向下总重力为3G，根据二力平衡条件，磁铁c受到d给它竖直向上的磁力大小等于3G，故B错误； CD．将a、b、c、d四个磁铁视为一个整体，整体处于静止状态，受到的总重力为4G，根据二力平衡和相互作用力原理，底板对d的支持力等于整体重力，故磁铁d对底板的压力也等于4G，故C错误，D正确。 故选D。 迁移创新 16．新课标物理教材提到：要想验证猜想和假设是否正确，就要通过实验获取证据。通过小学科学的学习我们知道了条形磁体有两个磁极，分别是南极（S）和北极（N），两个磁极分别位于条形磁体的两端。小莲在实验时不小心将条形磁体摔断了，如图所示，他于是猜想断开后的AB段、CD段上都只有一个磁极。请你自选器材证明小莲的观点是错误的。要求至少用两种方法进行证明，说明所使用的器材、简要步骤和主要现象。 实验 所需器材 简要步骤 主要现象 方法一 方法二 【答案】 实验 所需器材 简要步骤 主要现象 方法一 已知磁极的完整条形磁体 用条形磁体的N极依次靠近AB段的A端、B端，再依次靠近CD段的C端、D端，观察相互作用 AB段、CD段都分别出现一次吸引、一次排斥的现象 方法二 大头针 将AB段、CD段分别靠近大头针，观察各位置吸引大头针的数量 AB段的A端、B端都能吸引大量大头针，CD段的C端、D端也都能吸引大量大头针 【详解】任何磁体都有两个磁极，条形磁体摔断后，断裂处会自动形成两个新的异名磁极，因此每一段仍然同时存在N、S两个磁极。 方法一：利用磁极间的相互作用规律，同名磁极排斥、异名磁极吸引，实验现象说明每段都有两个不同磁极，证明小莲的观点错误。 方法二：利用磁极的性质，磁体两端磁性最强，只有磁极才能吸引大量铁制物体，实验现象说明每段的两端都是磁极，同样证明小莲的观点错误。 也可选用其他方法：比如，将两段磁体分别用细线悬挂自由转动，最终每段都会一端指南、一端指北，证明都有两个磁极；再如，将其中一段AB的两端摆放多个小磁针，发现小磁针的N极都指向A端，S极都指向B端，说明AB两端是两个不同的磁极，也可以说明小莲的观点是错误的。 17．（多选）关于下列四幅图的描述正确的是（   ） A．甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强 B．乙图中地球磁场的 N 极在地理的南极附近 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．丁图中让钢棒AB 靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性 【答案】AB 【详解】A．在磁体外部，磁感线越密集的地方磁场越强，甲图中Q点的磁感线比P点密集，所以甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强，故A正确； B‌．地球是一个大磁体，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B正确； C‌．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时，会成为一个新的条形磁体，铁钉所在位置成为“新条形磁体”的中间位置，磁性很弱，铁钉将落下，而不是吸得更牢，故C错误； D‌．用钢棒靠近条形磁体时，即使钢棒没有磁性，由于磁体能吸引钢铁等物质，它们也会相互吸引；或者钢棒有磁性且靠近条形磁体的是异名磁极时也会相互吸引，所以不能仅根据相互吸引就判定钢棒具有磁性，故D错误。 故选AB。 18．如图所示，弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体从右至左匀速运动到其S极完全通过的过程中，下列图像能反映弹簧测力计示数随位置变化情况的是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】磁体上的不同部位的磁性强弱不一样，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁块在条形磁体的N极和S极处受到的吸引力最大，在中间受到的吸引力最小，所以从右向左匀速运动过程中，弹簧测力计示数先变小再变大，故BCD错误，A正确。 故选 A。 19．如图所示，是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（　　） A．A有磁性、B没有磁性 B．A没有磁性、B有磁性 C．都有磁性 D．无法判断有没有磁性 【答案】A 【详解】钢棒A的一端靠近钢棒B的中部，发现两者吸引，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，说明A的这端有磁性；从一端移动到另一端，始终吸引，说明B不带磁性，因为同名磁极相互排斥，B如果有磁性的话，会在其中的一端磁极处和A发生排斥的现象。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $