第1节 指南针为什么能指方向 同步练习（45张ppt）

第1章 电与磁
第1节 指南针为什么能指方向
1.知道磁性、磁体和磁极的概念。
2.知道磁极间的相互作用规律。
3.能够描述磁化的概念。
4.知道磁体周围存在磁场，并能说出其存在的证据。
5.知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。
6.知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极。
7.能利用地磁场知识解释磁体在生产和生活中的应用。
学习目标
知识点1 磁体和磁极
1.磁性和磁体
现象
用磁体分别接近铁片、钢锯片、镍片、铜片、铝块、木块、回形针、玻璃片
等，发现磁体能够吸引铁片、钢锯片、镍片、回形针，但不能吸引铜片、铝
块、木块、玻璃片
定义
. .
（1）磁性
（2）磁体的概念、特点和分类
蹄形磁体
针形磁体
条形磁体
纽扣磁体
2.磁极
（1）磁极的概念
现象
将条形磁体放在铁屑中，拿出后发现两端吸引的铁屑数量比中间的多
分析
条形磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱
总结
磁体上磁性最强的部位叫做磁极。磁体有两个磁极
把一个条形磁体分割成两段或几段后，则每一段磁体上将各有两个磁极: N 极和 S 极，
如图所示。
?
归纳总结：任何磁体有且只有两个磁极。
（2）磁体具有指向性
能够自由转动的磁体，静止时两端总是指向南北方向。我们把磁体指北的那个磁极
叫北极或 N 极，指南的那个磁极叫南极或 S 极。
?
指南针就是利用磁体的指向性制成的。
（3）教材第3页活动（上）：探究磁极间的相互作用规律
实验探究
把一个条形磁体悬挂起来，用另一个条形磁体的一端去接近它的其中一
端，观察现象.换用磁体的另一端再去接近，观察现象
. .
实验现象
相同的两个磁极相互靠近时会相互排斥，不同的两个磁极相互靠近时会
相互吸引
归纳总结
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
（4）判断物体是否具有磁性的方法
判断依据
具体操作
磁体的磁性
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
磁体的指向性
用自由悬挂、自由漂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南北方向，说明该物体具有磁性，否
则没有磁性
磁极间的相互
作用规律
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
典例1 当悬挂的 ???? 、 ???? 、 ???? 三个钢棒互相靠近时，出现的现象如图所示，
则下列判断正确的是( )
?
C
A. ???? 、 ???? 棒有磁性， ???? 棒没有磁性
B. ???? 棒没有磁性， ???? 、 ???? 棒有磁性
C. ???? 棒可能有磁性也可能没有磁性， ???? 、 ???? 棒有磁性
D. ???? 、 ???? 棒有磁性， ???? 棒可能有磁性也可能没有磁性
?
[解析] 根据三棒的状态进行分析，可知 ???? 、 ???? 棒之间存在斥力，则 ???? 、 ???? 棒一定有
磁性； ???? 、 ???? 棒之间相互吸引，因为 ???? 棒有磁性，所以 ???? 棒可能有磁性也可能无磁
性，故C正确。
?
知识点2 磁化 难点
1.教材第3页活动（下）：磁化实验
实验装置
实验步骤
实验现象
实验结论
. .
（1）如图所示，在大头
针盒上方的适当位置固
定一根铁棒
铁棒不能把大头
针吸引上来
当条形磁体靠近铁棒时，
铁棒就具有吸引大头针
的能力，说明磁体使铁
棒获得了磁性
（2）将一根条形磁铁从
上方靠近铁棒
铁棒把大头针吸
引上来
说明：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫做磁化
【补充实验】
实验步骤
实验现象
归纳总结
（3）把铁棒上方的条
形磁体拿开
铁棒吸住的大头针落下去
铁棒被磁化后，其磁性容易
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
（4）将铁棒换成钢棒
重复步骤（1）~（3）
条形磁体拿开后，吸引在钢
棒上的大头针几乎没有掉落
2.对磁化的说明
（1）用磁体在钢棒上沿同一方向摩擦多次，钢棒的磁性就能较长久地保持。被磁化
的钢棒是一个磁体，也有 N 极和 S 极。
?
（2）类比电荷理解磁化的结果
. .
. .
A端带负电，B端带正电
通常情况下，物体内部正
负电荷无序排列，物体呈
电中性
当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排
斥，导体内自由电荷重新分布，使导体靠近带电体的
一端带异种电荷，导体远离带电体的一端带同种电荷
类比电荷的定向移动，我们可以建立以下模型，分析钢棒被磁化后的磁极。
当用磁体在钢棒上沿同一方向摩擦时，钢棒得到磁性，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。
典例2 [2022·杭州期中] 如图所示，其中能正确反映两根大头针被
条形磁体吸起时的真实情况的是( )
C
A.图甲 B.图乙
C.图丙 D.图乙和图丙
[解析] 大头针被磁化后，两根大头针的下端为同名磁极，相互排斥，所以大头针会
彼此远离。
知识点3 磁场和磁感线 重难点
1.磁场的存在
用条形磁体靠近静止的小磁针→小磁针偏转→小磁针的运动状态改变→磁体周围的某
种物质使小磁针受力→磁体周围存在着一种看不见、摸不着的特殊物质，叫做磁场。
3.磁场的方向
实验设计及
现象
. .
归纳总结
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其所处位
置的磁场方向。在磁体周围的不同位置，磁场方向不同
4.磁感线的引入
作用:显示磁场的方向
实验
活动
（1）在有机玻璃板上均匀地撒上细铁屑，然
后把玻璃板放在条形磁体上，轻敲玻璃板，
观察到细铁屑有规律地排列成一条条曲线
. .
（2）将一些小磁针放在细铁
屑排列的一条曲线上，小磁针
静止时的 N 极指向就是该位置
的磁场方向
. .
实验
活动
（1）在有机玻璃板上均匀地撒上细铁屑，然
后把玻璃板放在条形磁体上，轻敲玻璃板，
观察到细铁屑有规律地排列成一条条曲线
. .
现象
分析
细铁屑在磁场里被磁化，成了一些很小的磁
针，所以磁体周围细铁屑的排列可以形象地
显示出各点的磁场分布
在条形磁体周围，小磁针在磁
场中是按一定的方向排列的
归纳
总结
. .
5.常见磁体的磁感线分布图
条形磁体
蹄形磁体
异名磁极间
同名磁极间（N）
同名磁极间（S）
蹄形磁体周围小铁
屑的分布情况
用磁感线演示器演示的条形磁
体在空间中的磁感线分布情况
用磁感线演示器演示的
蹄形磁体在空间中的磁
感线分布情况
6.磁感线的特点
疏密性
磁体周围的磁场强弱并不相同，磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱，
磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱
闭合性
在磁体外部，磁感线从磁体的北极出发，回到磁体的南极；在磁体内部，
磁感线从磁体的南极出发回到北极，形成一条条闭合的曲线
方向性
磁感线上的箭头表示的方向，即是磁场方向。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
立体性
磁感线布满磁体周围整个空间，并不只在一个平面上
不相交性
磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只
有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两
个方向，这是不可能的
注意 磁场中某点的磁场方向是确定的，即为磁感线上该点的切线方向,跟小磁针在该点静止时N极指向一致
典例3 如图所示，请根据磁体的磁极标出磁感线的方向及小磁针的 N 极。
?
[答案] &1&
知识点4 地磁场
1.小磁针指南北的原因
现象
分析
让一个小磁针在水平面内自由转动，发现静止后小磁针南极指向南方，北
极指向北方；再施加一个力，让小磁针指东西方向后放手，发现小磁针转
回到南北方向
归纳
总结
（1）根据磁场的性质可知，小磁针一定处在一个磁场中。
（2）地球本身相当于一个大磁体，地球周围存在着磁场，叫做地磁场
2.地磁场（含教材第5页思考与讨论答案）
小磁针的 N 极总是指向北方，说明地磁场的方向在地表是由南指向北的，所以地磁
北极应在地理的南极附近，地磁南极应在地理的北极附近。如图所示，实际上，地
磁场的分布跟条形磁体的磁场相似。
?
磁偏角
地磁两极与地理两极并不重合，所以小磁针所指的方向并不是地理的正南、正北方
向，而是稍微有点偏离。地磁南、北极的连线和地理南、北极的连线之间有一个夹
角，称为磁偏角。
拓展培优
典例4 指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果，关于指
南针，下列说法正确的是( )
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针的指向不会受附近磁体的干扰
C.指南针能够指南北，说明地球具有磁场
D.指南针所指的南北方向与地理的两极是重合的
C
[解析] A(×) 指南针是一个磁体，磁体都有两个磁极。 B(×) 指南针的周围有其他磁
体时，两个磁场相互作用会产生磁力，使指南针不一定指向南北方向。 C(?) 指南针
能够指南北，说明地球具有磁场。 D(×) 地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理
南极附近，地理南北极与地磁南北极并不重合。
?
题型1 磁极间的相互作用角度
角度1 判断物体是否具有磁性 ★★★
?
典例5 小华同学在教室里擦黑板时，发现当板擦靠近黑板时，会被吸附在黑板上。
为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性，他设计了下列实验，能得出正确结论
的是( )
A.用小磁针分别靠近板擦和黑板，小磁针都发生了偏转，说明板擦和黑板都具有磁性
B.将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上，说明板擦一定具有磁性
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某端始终指向北方，说明
板擦一定具有磁性
D.将板擦用细线悬挂起来，发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向，说明黑板具
有磁性
C
[解析]
选项
分析
结论
A
小磁针发生了偏转，可能是受到吸引力，也可能是受到排斥力，无法
判断板擦和黑板是否具有磁性
×
B
板擦不具有磁性、黑板具有磁性或板擦具有磁性、黑板不具有磁性时，
将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上
×
C
将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，若板擦不具有磁性，其指向是
随机的，若发现板擦静止时某端始终指向北方，说明板擦受到了地磁
场的作用，则板擦一定具有磁性
√
D
如果板擦和黑板相互吸引，不能确定是黑板具有磁性还是板擦具有磁性
×
方法点拨
判断物体是否具有磁性的四个方法
（1）根据磁体可以吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质；
（2）根据磁体的指向性；
（3）根据磁极间的相互作用规律，注意“斥定吸不定”；
（4）根据磁体不同部位磁性强弱不同且磁极的磁性最强的性质。
角度2 判断磁极 ★★★
?
典例6 [2022·杭州期中] 如图所示，甲、乙两小磁针放在一根条形磁铁中间位置，丙、丁两小磁针放在该条形磁铁左右附近位置，甲、乙、丙、丁四个小磁针静止时，甲、乙两小磁针的 N 、 S 极如图所示。关于丙、丁两小磁针和条形磁铁 ???? 、 ???? 两端的极性，下列判断正确的是( )
?
C
A.该条形磁铁 ???? 端是 S 极， ???? 端是 N 极 B.丙左端是 S 极，丁左端是 N 极
C.丙左端是 N 极，丁左端是 N 极 D.丙左端是 S 极，丁左端是 S 极
?
[解析] 由甲、乙两小磁针静止时的 N 极指向可知，条形磁铁的 ???? 端是 N 极， ???? 端是 S
极，故A错误。由同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针丙右端是 S 极，
左端是 N 极；小磁针丁左端是 N 极，右端是 S 极，故C正确，B、D均错误。
?
题型2 磁场和磁感线
角度1 对磁场和磁感线的理解 ★★★
?
典例7 下列有关磁场和磁感线的说法中，正确的是( )
A.磁场和磁感线都是真实存在于磁体周围的
B.磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的
C.有磁感线的地方就有磁场，没有磁感线的地方没有磁场
D.磁场的方向是由放在该点的小磁针的 N 极决定的
?
B
[解析]
选项
分析
结论
A
磁场是客观存在的，而磁感线是帮助我们描述磁场而假想的一条条
曲线，实际并不存在
×
B
磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，磁体间的吸引或
排斥作用是通过磁场实现的
√
C
磁体周围存在磁场，与磁感线的有无无关
×
D
磁场中某点的磁场方向是一定的，可以根据放入该点的小磁针静止
时 N 极所指的方向判断，但不是由小磁针 N 极决定的
×
选项
分析
结论
A
磁场是客观存在的，而磁感线是帮助我们描述磁场而假想的一条条
曲线，实际并不存在
×
B
磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，磁体间的吸引或
排斥作用是通过磁场实现的
√
C
磁体周围存在磁场，与磁感线的有无无关
×
D
×
归纳总结
磁场与磁感线的区别
磁场
磁感线
客观真实存在
不存在
一种物质
一种科学模型
存在于磁体周围及内部任一点
画出代表性的几条，方便分析、研究即可
角度2 磁感线作图 ★★★
?
典例8 根据要求作图。
（1）已知条形磁体的极性如图甲所示，画出小磁针在 ???? 、 ???? 位置静止时的指向及相应的两条磁感线。
?
（2）已知蹄形磁体的一条磁感线如图乙所示，标出磁极极性并画出小磁针在C位置静止时的指向。
（3）已知条形磁体的极性如图丙所示，标出小磁针两端的极性及磁感线的方向。
方法点拨
只要知道磁体的磁极、磁感线的方向、小磁针静止时 N 极的指向三者其中之一，即可进行判断。
?
[答案]
甲
乙
丙
题型3 地磁场 ★★
?
典例9 地球周围存在着磁场，如图所示，请在 ???? 、 ???? 方框中标出地磁的 N 、 S 极，
并在 ???? 、 ???? 方框中标出小磁针静止时的 N 、 S 极。
?
[答案] 如图所示
[解析] 小磁针静止时两端总是指向南北方向， S 极指南， N 极指北，故C是 N 极，D
是 S 极。根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知A是 S 极，B是 N 极。
?
方法点拨
题型4 磁与力的综合 ★★★★
?
典例10 [2022·金华期中] 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体，小球与磁体左端对齐。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体的
正上方，则弹簧测力计的示数变化情况是( )
B
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
[解析] 条形磁体对小铁球有吸引力，但条形磁体中间磁性比两极磁性弱，故将条形磁体
水平向左缓慢移动至右端与小球对齐的过程中，条形磁体对小铁球的吸引力先变小后变
大，故弹簧测力计的示数变化情况也为先变小后变大。
方法点拨
解题的关键是明确磁体不同位置的磁性强弱不同，条形磁体两端磁性最强，中间最弱。
题型5 解释生活现象 ★★★★
?
典例11 （原创题）上有天堂，下有苏杭，苏杭之间有桐乡。桐乡是江南著名的丝绸之乡，大街小巷里有正宗蚕丝制被店面，制被阿姨利用一枚缝被绣花针来缝制漂亮的被面。绣花针除了缝制被面，还有其他作用，请运用所学知识解释如何利用一枚绣花针来辨别方向？
[答案] 如图甲所示，用磁铁的 N 极在绣花针上沿针尖到
针尾的方向摩擦多次后，绣花针被磁化；在磁铁和绣花
针最后接触的位置上，即磁铁的 N 极与绣花针的针尾相
?
互接触的位置上，绣花针的针尾与磁铁的 N 极相互吸引，根据磁极间的相互作用规
律，可知针尾为 S 极，则针尖为 N 极；把这枚绣花针用细线悬挂起来，如图乙所示，
静止时针尖（ N 极）指向北方。
?
思路点拨
要利用一枚绣花针辨别方向，首先要使绣花针被磁化，成为一个小磁体，再利用磁体的指向性和地磁场的知识进行判 断。