14.1 简单磁现象
一、单选题
1.在举行沙滩排球比赛的场地上,人们往往先用“磁选”来对沙子进行处理。“磁选”是选走沙子中的( )
A.粗的沙子和小石块 B.铜、铝碎片
C.玻璃和塑料碎片 D.铁钉、铁片
2.下列现象中,由于摩擦起电造成的是( )
A.演奏二胡时,琴弓的弓毛与琴弦摩擦产生声音
B.冬天感动手冷时,双手摩擦会使手变暖和
C.把钢针沿磁体摩擦几下,钢针就能吸引铁屑
D.玻璃棒中的原子核束缚电子的本领弱,失去了部分的电子
3.如图,将M棒用细线自由悬挂起来使之呈静止状态.当用N棒的一端靠近M棒的一端时,若它们相互有排斥力( )
A.只有N棒一定是磁体 B.只有M棒一定是磁体
C.M棒和N棒都是磁体 D.无法确定哪一根棒是磁体
4.塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,下列现象中“粘“的原因与其相同是( )
A.两个铅块底面削平挤压后能“粘”在一起
B.课堂上,老师把磁性板擦“粘“在竖直的黑板上
C.干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上
D.用乒乓球堵住装满水的饮料瓶口并倒置,乒乓球“粘”在饮料瓶口上
5.下列说法正确的是( )
A.悬吊着的小磁针静止时N极指向地理的北极附近
B.小强用力推箱子没推动,是因为推力小于摩擦力
C.为防止CO中毒,可在煤炉上放一盆水
D.为增加灯泡的发光亮度,在灯泡中充入氧气起助燃作用
6.探究活动中,掌握研究问题的方法非常重要.例如,探究声音的产生的条件时,将发声的音叉触及水面,水花四溅.以下活动中所用方法与上述研究方法相同的是( )
A.在描述磁场时引入了磁感线
B.探究平面镜成像特点时,用等大的两个棋子探究像与物的大小关系
C.测量人体体温时,利用体温计内水银柱的长度变化来显示人体的温度高低
D.探究声音的传播时,将发声手机置于瓶内,不断抽出瓶内气体,听到的声音越来越小
7.下列现象不属于摩擦起电的是( )
A.在干燥的天气脱毛衣时会听到轻微的噼叭声
B.化纤衣服穿在身上特别爱吸附灰尘
C.用干净的塑料梳子梳头发时,头发会随梳子飘起
D.将磁铁靠近铁钉时,磁铁吸起铁钉
8.关于磁场和磁感线,以下说法错误的是( )
A.磁体周围存在着磁感线
B.磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
C.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极的
D.小磁针静止时指南北方向是因为受到地磁场作用的结果
9.如图是我国劳动人民在生产生活中创造和使用的工具,下列选项中正确的是( )
①汲水用的桔槔运用了杠杆原理
②钻木取火是将内能转化成机械能
③司南利用了地磁场对磁体有力的作用指示南北
④篆刻用的刀刃很薄是为了减小压强
⑤日晷测定时间利用了光的直线传播
A.①②③ B.①②⑤ C.①③⑤ D.②④⑤
10.能写红黑双色的磁画板截面如图所示,按下写字笔黑色按钮写出黑色的字,按下红色按钮写出红色的字,刷子左右移动则字消失。下列说法正确的是( )
A.刷子可以用铁制作 B.写黑字时笔尖为S极
C.写红字时笔尖为N极 D.写字的原理是同名磁极相互排斥
二、填空题
11.如图所示为一条形磁铁,其中一端为______极,另一端为______极,磁感线从______极出发回到______,条形磁铁中______的极性最强.
12.磁悬浮列车是利用________磁极相互________的原理来实现悬浮的.
13.“司南”最早出现于我国_______时期,它是我国古代劳动人民智慧的结晶,静止时,其勺柄指向______方.
14.用细线悬挂起来能自由转动的条形磁体,静止后总能指向________方向,这是我国古代四大发明之一______的制造原理.
15.磁化是指把铁磁性物质(铁、钴、镍)与磁铁的________接触或靠近时,显出磁性的过程.
三、综合题
16.阅读下面短文,回答问题。
善变的软磁铁
如图 所示为中国科技馆探索与发现展厅的一个名为“善变的软磁铁”的展品,体验者推动如图所示的软磁铁A向永磁铁B移动(永磁铁的右端是 N 极),会感觉到同性的软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大,推动越来越吃力。但是,当软磁铁继续 靠近永磁铁,两者接近到一定距离时,两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力。这 件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间同性相吸的奇妙特性。
磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁。所谓软,是指这些材料容易磁化,在磁性上表现“软”。在一般情况下,软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类——永磁铁的正常属性,但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时,软磁材料的磁矩方向发生了变化,两者的斥力会突然转变为吸引力。软磁材料,易被磁化,被磁化后,磁性也容易消失,也易于通过敲打和加热退磁,它广泛用于电工设备和电子设备,如应用在电磁铁、变压器和电机的铁芯中,以便在断电后磁性消失。
(1)图中当永磁铁和软磁铁接近到一定距离时,两磁铁间变为吸引力,此时软磁铁的左端是_____极;(选填“N”或“S”)
(2)下列实例中应用的磁铁,_____不适合选用软磁体。
A.电磁继电器 B.电磁起重机 C.实验室中常用的强磁铁
17.阅读短文,回答问题。
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”,进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图所示。1994年,IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是______;
A.铜、银 B.铁、铜 C.铜、铝 D.铁、镍
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层的厚度是1.7nm时,这种复合膜的电阻______(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”;
(3)“新型读出磁头”可将微弱的______信息转化为电信息;
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0______ (选填“大”或“小”)得多。
18.铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磷体靠近它或与它接触时,它便有了吸引钢铁的性质,也就是被磁化了.软铁磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料.而钢等物质在磁化后,磁性能够保持,称为硬磁性材料.硬磁性材料可以做成永磁体,还可以用来记录信息.
录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒.
录音时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场.磁带划过磁头时,磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息(如图所示)
放音时,磁带贴着放音磁头运动,磁性强弱变化的磁带使磁头中产生变化的感应电流,电流经放大后使扬声器发声,便“读”出了录音带中记录的信息.
随着技术的不断进步,磁记录与人们的关系越来越密切.录音带、录像带,电脑中的磁盘,打电话的磁卡,银行的信用卡,还有磁卡式车票等等,都是用磁来记录信息的.磁记录技术提高了工作效率,给生活带来了很大的方便.
阅读上面文字,完成下列内容:
(1)磁带上的_______记录了声音、图象信息;录音机在把声音信号变成磁信号的过程中,要先把声音信号变成_______信号.
(2)请根据上面的内容,提出一个物理问题并尝试解答提出的问题,
示例:
问题:什么是磁化?
解答:使没有磁性的物体获得磁性的过程
问题:_______.
解答:_______.
(3)随着技术的不断进步,磁记录与人们的关系越来越密切例如:_______.
19.阅读短文,回答文后的问题
铁磁性材料的磁化与退磁
铁磁性物质的结构与其他物质有所不同,它们本身就是由很多已经磁化的小区域组成的,这些磁化的小区域叫做“磁畴”.磁化前,各个磁畴的磁化方向不同,杂乱无章的混在一起,各个磁畴的作用在宏观上互相抵消,物体对外不显磁性.磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴的磁化方向有规律的排列起来,使得磁场大大加强.
有些铁磁性材料在外磁场撤去以后,磁畴的方向仍能很好地保持一致,物体具有很强的剩磁,这样的材料叫做硬磁性材料.有的铁磁性材料,外磁场撤去以后,磁畴的磁化方向又变得杂乱,物体没有明显的剩磁,这样的材料叫做软磁性材料.永磁体要有很强的剩磁,所以要用硬磁性材料制造.电磁铁要在通电时有磁性,断电时失去磁性,所以要用软磁性材料制造.
高温下,磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈震动时,磁畴的排列会被打乱,这些情况下材料都会产生退磁现象.
请回答下列问题:
(1)下列说法中,正确的是_______.
A.只有铁和铁的合金可以被磁铁吸引 B.只要是铁磁性材料总是有磁性的
C.制造永久磁铁应当用硬磁性材料 D.电磁铁的铁心应当用硬磁性材料
(2)关于磁化和退磁,以下说法不正确的是( )
A.铁磁性物质是由已经磁化的小区域组成,这些小区域叫做磁畴
B.当各个磁畴的磁化方向杂乱无章时,物体对外不显磁性,当排列方向有序时,对外显示磁性
C.磁化的过程是使各个磁畴的磁化方向取向趋于一致的过程
D.退磁是各个磁畴的磁性消失的过程
(3)把一根条形磁铁从中间切断,我们将得到( )
A.一段只有N极,另一段只有S极的两块磁铁
B.两段均无磁性的铁块
C.两段均有N极和S极的磁铁
D.两段磁极无法确定的磁极
(4)为了保护磁卡上的信息,你认为应该怎样做_______?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,“磁选”是选走沙子中的铁物质,故D符合题意。
故选D。
2.D
【解析】
【详解】
A.演奏二胡时,琴弓的弓毛与琴弦摩擦产生声音,属于振动产生声音,不属于摩擦起电,故A项不符合题意;
B.冬天感到手冷时,双手摩擦会使手变暖和,是摩擦生热,机械能转化成内能,不属于摩擦起电,故B项不符合题意;
C.把钢针沿磁体摩擦几下,钢针就能吸引铁屑,是磁化现象,不是摩擦起电,故C项不符合题意;
D.玻璃棒中的原子核束缚电子的本领弱,失去了的电子带正电,是摩擦起电,故D项符合题意。
故选D。
3.C
【解析】
【详解】
由题意可知,当用N棒的一端靠近M棒的一端时,它们相互排斥,说明它们一定都有磁性,且靠近的是同名磁极.故只有C的说法正确,故选C.
点睛:本题考查的是物体具有磁性的特点,解题的关键是正确判断磁极间的相互作用规律.
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
用塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,这是摩擦起电现象。
A.两个铅柱底面削平挤压后能粘在一起,这是分子引力作用的结果,故A不符合题意;
B.板擦和黑板都是磁性材料,板擦“粘”在竖直的黑板上,这是磁体间力的作用,故B不符合题意;
C.在干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上,这是摩擦起电现象(化纤布料的衣服与人体摩擦),故C符合题意;
D.用乒乓球堵住装满水的玻璃杯,倒置后,在大气压的作用下乒乓球“粘”在杯口上,故D不符合题意;
故选C。
5.A
【解析】
【详解】
A.根据同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引可知,悬吊着的小磁针静止时N极指向地磁的南极,而地磁的南极在地理的北极附近,所以悬吊着的小磁针静止时N极指向地理的北极附近,A正确;
B.小强用力推箱子没推动,箱子处于静止状态,即平衡状态,受力平衡,受到推力和摩擦力的作用,这两个力大小相等,B错误;
C.CO难溶于水,在煤炉上放一盆水无法防止煤气中毒,C错误;
D.在灯泡内充入氧气,会使灯丝熔断,D错误。
故选A。
6.C
【解析】
【详解】
探究声音的产生的条件时,将发声的音叉触及水面,水花四溅,知道发声体在振动,采用的是转换法。
A.在描述磁场时引入了磁感线,采用的是模型法,故A不符合题意;
B.探究平面镜成像特点时,用等大的两个棋子探究像与物的大小关系,采用的是等效替代法,故B不符合题意;
C.利用体温计内水银柱的长度变化来显示人体的温度高低,是采用的转换法,故C符合题意;
D.探究声音的传播时,将发声手机置于瓶内,不断抽出瓶内气体,听到的声音越来越小,采用的是推理法,故D不符合题意。
故选C。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.因为在干燥的天气,毛衣和身体之间,或者毛衣和其他衣物之间摩擦容易产生静电,所以会在脱毛衣时听到噼啪声,故A不符合题意;
B.化纤布料与皮肤摩擦容易产生静电,而带电物体有吸引轻小物体的性质, 所以化纤衣服穿在身上容易吸附灰尘,故B不符合题意;
C.塑料梳子与头发摩擦后会产生静电,梳子和头发一个带正电荷,一个带负电荷,因为异种电荷相互吸引,所以头发会随着梳子飘起,故C不符合题意;
D.当磁铁靠近铁钉时,铁钉进入了磁场被磁化,因为磁力的作用,铁钉和磁铁会相互吸引,与静电的产生无关,故D符合题意。
故选D。
8.A
【解析】
【详解】
A.磁体周围存在磁场,磁感线是为了方便研究磁场而假想出来的,磁体周围不存在磁感线,故A错误,A符合题意;
B.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的,故B正确,B不符合题意;
C.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,故C正确,C不符合题意;
D.磁体周围存在着磁场,地球也是一个磁体,周围有地磁场,小磁针静止时南极指向地理的南极,故D正确,D不符合题意。
故选A。
9.C
【解析】
【详解】
①汲水用的桔槔是运用杠杆原理,故①正确;
②钻木取火将机械能转化为内能,故②错误;
③司南利用地磁场对磁体有力的作用,因而能指南北,故③正确;
④篆刻用的刀刃很薄是为了增大压强,故④错误;
⑤日晷测定时间利用了光的直线传播,根据影子的位置确定时间,故⑤正确。
故ABD错误,C正确。
故选C。
10.A
【解析】
【详解】
A.要想把写的字去掉,需要把笔尖吸引的小磁体恢复到原来位置,这就要用一个磁性材料去吸引,可以用软铁吸引,就用软铁制成刷子,故选项A正确。
B.写黑字时小磁体的S极被吸引,说明黑色笔尖是N极,故选项B错误;
C.写红字时小磁体的N极被吸引,说明红色笔尖是S极,故选项C错误;
D.写字时是靠异名磁极相互吸引来完成的,故选项D错误。
故选A。
11. 两端
【解析】
【详解】
[1][2]磁铁有两个极,一端为南极,一端为北极;
[3][4]磁体外部的磁感线,从磁体的N极出发,回到S极;
[5]磁铁的两端磁性最强;
12. 同名 排斥
【解析】
【分析】
要解答本题需掌握:磁悬浮列车的原理是利用同名磁极相互排斥的原理工作的.
【详解】
磁悬浮列车的目的是:减小车和轨道之间的摩擦,提高车速.所以利用同名磁极相互排斥,使列车微微离开轨道,减小了摩擦.
13. 战国 南
【解析】
【详解】
司南”最早出现于我国战国时期,它是我国古代劳动人民智慧的结晶,静止时,其勺柄指向南方.
14. 南北 指南针
【解析】
【分析】
由指南针指南北的原因和磁极间的相互作用规律分析.
【详解】
由于地球是个大磁体,且地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理的北极附近,所以在水平面内自由转动的小磁针,静止后由于同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,则小磁针总是一端指南,一端指北,使磁体有了指向性,这也是我国四大发明之一:指南针的原理.
15.磁极
【解析】
【详解】
磁化是指没有磁性的物体获得磁性的过程,电流或者磁体都可以使物质磁化.磁化是指把铁磁性物质(铁、钴、镍)与磁铁的磁极接触或靠近时,显出磁性的过程.
故答案为磁极.
【点睛】本题考查了磁化的概念,属于基础知识的考查,比较简单.
16. S C
【解析】
【详解】
(1)[1]同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,当永磁铁和软磁铁接近到一定距离时, 两磁铁间变为吸引力,说明此时软磁铁的左端是S极。
(2)[2]软磁体易被磁化,磁性也易消失,故实验室中常用的强磁铁不适合选用软磁体。
故选C。
17. B 具有 磁 小
【解析】
【详解】
(1)[1]由题意知,组成复合膜的两种金属一种是易磁化的金属铁、铬、镍中的一种,另一种是不易被磁化的。
故选B。
(2)[2]由图知,当d=1.7nm时,远小于1,即在施加磁场前后,复合膜的阻值变化较大,符合“巨磁电阻效应”,即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”。
(3)[3]由题意知,“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息,即将磁场的变化(磁信息)转化为电流的变化(电信息)。
(4)[4]由图知,当复合膜发生“巨磁电阻效应”时远小于1,即R远小于R0,因此电阻R要比R0小的多。
18. 硬磁性材料 电 录音的原理是什么?(或怎样根据电流方向判断磁场方向?等等) 声音先转变成变化的电流,电流通过磁头产生变化的磁场,磁带划过磁头被磁化.(或利用安培定则.等等) 信用卡、电话磁卡、第二代身份证、软磁盘、硬磁盘等
【解析】
【分析】
(1)录音机的原理可以从短文中找出(硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音);(2)从这个短文中,我们学到了什么知识,就可以把这个问题提出来并解答;
(3)生活中用磁记录信息的例子很多,如磁盘、磁卡、银行卡、电话卡、信用卡等.
【详解】
(1)硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音,录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒用来记录声音和图象的;录音时,声音先转变成强弱变化的电流,声信号变成了电信号.
(2)题中告诉了我们录音机录音的原理,可以提出这个问题,并用声音先转变成变化的电流,电流通过磁头产生变化的磁场,来回答.
(3)磁性材料应用在信用卡、电话磁卡、第二代身份证、软磁盘、硬磁盘等.
19. C D C 避免高温环境和受到剧烈震动
【解析】
【详解】
解答:(1)A、磁铁能够吸引铁、钴、镍等金属,故A错误;B. 能够被磁化的材料称为磁性材料,磁性材料不一定具有磁性,故B错误;C. 制造永久磁铁应当用硬磁性材料,剩磁强,故C正确;D. 电磁铁要求通电时有磁性,断电时无剩磁,故制造电磁铁应当用软磁性材料,故D错误;(2)A、铁磁性物质是由已经磁化的小区域组成,这些小区域叫做磁畴,故A正确;B. 根据分子电流假说可得,当各个磁畴的磁化方向杂乱无章时,物体对外不显磁性,当排列方向有序时,对外显示磁性,故B正确;C. 当各个磁畴的磁化方向排列方向有序时,对外显示磁性,所以磁化的过程是使各个磁畴的磁化方向取向趋于一致的过程,故C正确;D. 当各个磁畴的磁化方向杂乱无章时,物体对外不显磁性,所以各个磁畴的取向变得杂乱无章的过程叫退磁,故D错误;(3)一个条形磁铁从中间断开后,每一段磁铁的磁极个数都是两个,即都具有各自的N极和S极,故C正确;
(4)根据题意知:高温下,磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈震动时,磁畴的排列会被打乱,这些情况下材料都会产生退磁现象,故为了保护磁卡上的信息,应该避免高温环境和受到剧烈震动
答案第1页,共2页
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