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指南针为什么能指示方向？
指南针的发展历史
我们的祖先早在2000年前就发现磁体，并制作了罗盘（利用磁体的指向性）
在公元1世纪初，我国古人就发明了司南，当它静止时勺柄指向南方
小磁针制作成指南针
罗盘 司南 指南针
【考点练习】指南针的原理
【例1】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，地理的南极 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，地磁的南极
【答案】A
【解答】地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其“柢”（勺柄）指向南方，即指南针的南极，地理上的南极是地磁的北极，A符合题意，BCD不符合题意。
磁体与磁极
磁性：是指物体具有吸引铁钴镍的性质，有永磁体和软磁铁两种类型
【注意】磁体：具有磁性的物质，叫做磁体
磁极：磁体上磁性最强的位置叫做磁极，有N极和S极两种磁极。
两种磁极：将磁体自由悬挂，静止时指向南极方向的一端称为南极，用S表示；指向北极方向的一端称为北极，用N表示；
磁力：两块磁体彼此之间，会产生相互排斥或相互吸引的力，叫做磁力
【磁体间的相互作用规律】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
【考点练习】磁体间的相互作用
【例2】如图所示，小科将条形磁铁的A端靠近小磁针的N极，发现它们相互排斥，则A端为_____极，判断依据是______________
【答案】N（或北） 同名磁极相互排斥
【解析】如图所示，小科将条形磁铁的A端靠近小磁针的N极，发现它们相互排斥，则A端为N极，判断依据是同名磁极相互排斥；
磁化
定义：使原来没有磁性的物质，带有磁性的过程叫做磁化
磁化后，磁性的保存时间：
钢：磁化后能较长的保存磁性
铁：磁化后磁性消失过快
当两个磁体磁性强弱差别很大时，较大的磁铁可以将较弱的磁体磁化，改变磁体的磁极
磁场
磁场:磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质，磁体间的相互作用都是通过磁场产生的。
性质：对放入磁场间的磁体（铁钴镍可以认为被磁化后的磁体）产生磁力的作用
磁场的方向：科学上规定，小磁针静止时，N极所指示的方向是该处位置的磁场方向
【注意】磁场中，一般各个点的磁场方向是不同的
【考点练习】磁场方向
【例3】如图所示，在条形磁铁周围放有甲、乙、丙、丁四个可以自由转动的小磁针，当它们静止时，磁针N极指向错误的是（ ）
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】D
【解答】根据“异名磁极相互吸引”可知，小磁针的左端应该为S极，而不是N极，故D错误符合题意，而A、B、C正确不合题意。
磁感线：为了形象的描述磁场的分布情况，英国科学家法拉第引入了磁感线的概念。
【注意】磁场是真实存在的物质，磁感线是虚拟出来的概念
磁感线方向：磁感线上箭头的方向就是该点的磁场方向
磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱
常见磁体的磁感线分布图
条形磁体磁感线 蹄形磁铁磁感线
异名磁极磁感线 同名磁极磁感线
地磁场
地磁场：地球本身是一个磁体，地理南极是地磁场的北极，地理北极是地磁场的南极。
小磁针静止时指向南北极的原因：因为小磁针静止时，会受到地磁场的影响，地球的地理北极为地磁场的南极，小磁针的北极会受到地磁场的吸引作用，小磁针的北极会指向北极，同理小磁针的南极会指向南极。
同步练习
1．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。”图中符合上述说法的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】AB．“以磁石磨针锋，则能指南”，则小磁针具有指南北的性质，所以小磁针应该指向南北，故AB不符合题意；
CD．“能指南，然常微偏东，不全南也”，则小磁针S极略偏向东方，地理的北极是地磁的南极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极在上方，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
2．为了判断一根铁棒是否具有磁性，小明进行了如下四个实验，根据实验现象不能确定该铁棒一定有磁性的是（ ）
A．悬挂的铁棒转动起来后静止时指向南北
B．将铁棒一端靠近小磁针，相互吸引
C．将铁棒一端靠近大头针，大头针被吸引
D．水平移动铁棒，测力计示数有变化
【答案】B
【详解】A．地磁场的分布为地理位置的北极是地磁的S极，地理位置的南极是地磁的N极，悬挂的铁棒多次转动起来后静止时能自动的指向南北，能说明铁棒具有磁性，故A不符合题意；
B．小磁针具有吸引铁、钴、镍的性质，当铁棒靠近小磁针时会被吸引，所以不能说明铁棒具有磁性，故B符合题意；
C．将铁棒一端靠近大头针，大头针被吸引，能说明铁棒具有磁性，故C不符合题意；
D．水平移动铁棒，测力计示数有变化，说明铁棒和铁块之间有磁力的作用，能说明铁棒具有磁性，故D不符合题意。
故选B。
3．两个磁极间的磁感线分布如图所示，小磁针在B点静止，则（ ）
A．甲、乙磁极均为S极 B．小磁针的上端是S极
C．A、B两点的磁场强弱相同 D．磁极周围的磁感线是真实存在的
【答案】B
【详解】A．磁体周围磁感线是从N极出来，回到S极，甲、乙磁极均为N极，故A不符合题意；
B．小磁针北极指向为该点磁场方向，下端为N极，上端为S极，故B符合题意；
C．A、B两点的磁感线疏密不同，磁场强弱不同，故C不符合题意；
D．磁极周围的磁感线是运用模型法描绘的模型，不是真实存在的，故D不符合题意。
故选B。
4．有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（ ）
A．M无磁性、N无磁性 B．M有磁性、N有磁性
C．M有磁性、N无磁性 D．M无磁性、N有磁性
【答案】B
【详解】根据题意知道，图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力，因磁体的两端磁性最强，中间最弱，所以，在图甲中，钢条M的中间位置磁性弱，N却能牢牢吸引M，说明钢条N具有磁性；同理，由图乙知道，钢条M也具有磁性，故只有B正确。
故选B。
5．如图所示，这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，穿过按钮的两孔，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
【详解】ABC．地球是一个大磁体，指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用，指南针静止时，指向南的一端是磁体的S极，指向北的一端是磁体的N极，针尖指北，所以针尖是N极，针尖所指是地磁南极，故AC错误，B正确；
D．针尖是指南针的N极，所以针尖所指方向，就是该点地磁场的磁场方向，故D错误。
故选B。
6．条形磁铁的一端吸引着两根大头针，则两根大头针的状态应该如（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．乙或丙
【答案】B
【详解】两个大头针被磁铁吸引时已经被磁化，靠近磁体的被磁化成异名磁极，距磁极较远的一端被磁化成与磁体同名的磁极，同名磁极相互排斥。故选B。
7．如图所示是条形磁体的磁场分布，下列说法正确的是（ ）
A．图中磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．a点和b点处的磁场强弱相同
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S极指向右侧
【答案】D
【详解】A．磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的，为了形象的描述磁场，引入了磁感线，故A错误；
B．磁感线的密疏程度表示磁场的强弱，a点处的磁场比b点处的磁场弱，故B错误；
C．在磁体外部，磁感线从N极出发回到S极，所以该条形磁体的左端为S极，右端为N极，故C错误；
D．小磁针在磁场中静止时，N极的指向与该点磁感线的方向一致，所以置于a点的小磁针静止时S极指向右侧，故D正确。
故选D。
8．模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】磁铁外部周围的磁感线都是从N极流出回到S极，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．磁现象普遍存在，请回答下列问题。
（1）地磁北极在地理 极附近。鸽子是靠地磁场辨别方向的，将一块小磁体绑在鸽子的翼下，鸽子 （选填“会”或“不会”）迷失方向。
（2）如图，在铁屑盒上方适当位置固定一根铁棒，观察到铁屑没有被吸引上来，说明铁棒 磁性。将一根条形磁铁从上方靠近铁棒，观察到铁棒把铁屑吸引上来，这种得到磁性的过程叫做 。
【答案】 南 会 没有 磁化
【详解】（1）[1][2]地磁两极和地理两极交错分布，即地磁北极在地理南极附近，鸽子是靠地磁场辨别方向的，将一块小磁体绑在鸽子的翼下，这个小磁铁的磁场会影响鸽子感知地磁场，因而鸽子会迷失方向。
（2）[3][4]如图，在铁屑盒上方适当位置固定一根铁棒，观察到铁屑没有被吸引上来，说明铁棒没有磁性；将一根条形磁铁从上方靠近铁棒，观察到铁棒把铁屑吸引上来，这种是铁得到磁性的过程叫做磁化。
10．将磁钢 M 固定在铁块 C上，用手将一元硬币 B1、B2 叠在一起，竖立在磁钢上端。如左 下图所示。将手指稍稍松开一小段距离，将观察到的现象是两个硬币的上端 （填“合拢”或“分开”），这是因为硬币被 ，且两个硬币的上端 （填“同”或“异”）名。
【答案】 分开 磁化 同
【详解】硬币是磁性材料，所以如图放在一起后，能被磁化；
当两硬币都放在磁体的N极上时，磁化后两硬币上端具有相同的磁极；
由于同名磁极相互排斥，因此它们会相互分开。
11．“悬空的磁环”实验中，若所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为h1，如图所示。再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为h2，乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大。则h1、h2、h3之间的大小关系应该满足：h1 h2，h3 h2。 （填：“＞”“=”“＜”）
【答案】 ＞ ＞
【详解】[1][2]设每个磁环的重力为G，当甲乙两磁环处于静止状态时，甲乙之间的力大小为G，此时所对应的距离为h1；当丙磁环套在乙上方，甲、乙、丙都处于静止状态时，甲乙之间力的大小为2G，对应的距离为h2，由于磁环间的斥力随距离的减小而增大，所以，h1＞h2；当丙磁环套在乙上方，甲、乙、丙都处于静止状态时，乙丙之间力的大小为G，对应的距离为h3，由于磁环间的斥力随距离的减小而增大，所以，h2＜h3。
12．用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，磁铁靠近铁棒，如图中甲所示，则可判断铁棒 带有磁性（“一定”、“不一定”）；若改将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，如图中乙所示，则可判断铁棒一定带有磁性，且A端为 极（填“N”或“S”）。
【答案】 不一定 S
【详解】异名磁极相互吸引。甲图中，如果铁棒有磁性，铁棒和条形磁铁的N极相吸引，说明铁棒也有磁性，并且A端是S极；
磁体可以吸引磁性材料。甲图中，条形磁铁具有磁性，可以吸引没有磁性的铁棒。所以铁棒是否具有磁性不能确定；
将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，由于只有同名极相互排斥，因此铁棒一定有磁性，并且B端为N极，则A端为S极。
13．如图是司南静止时的图片，则“柢部”指向的大致方位是（ ）
东 B．南 C．西 D．北
【答案】B
【解析】根据题意知道，“柢”即握柄，是磁体的S极，静止时指向地理的南极，即地磁场的北极，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
14．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，能合理描述地球这块大条形磁铁的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】地球周围存在着地磁场，地磁的南北极和地理的南北极正好相反，根据文中“方家以磁石摩针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”的“常微偏东”，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
15．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
【解析】由磁感线的特知道，A、B为同名磁极，C与D是异名的，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
16．小金在探究“磁体间相互作用规律”时发现，磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁体间的距离有什么关系呢？
（1）你的猜想是： 。
（2）小金用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学研究方法是 法。
（3）小金分析三次实验现象并得出结论：磁体间距离越近，相互作用力越大。小义认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还需探究甲、乙两磁体相互 时，磁体间作用力与距离的关系。
【答案】 硅体间的距离越近，作用力越大 转换 排斥
【详解】（1）[1]由生活经验可提出猜想，即：磁体间的距离越近，作用力越大。
（2）[2]磁力大小可以通过细线与竖直方向的夹角大小来反映，故采用了转换法。
（3）[3]联想到磁体间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。
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指南针为什么能指示方向？
指南针的发展历史
我们的祖先早在2000年前就发现磁体，并制作了罗盘（利用磁体的指向性）
在公元1世纪初，我国古人就发明了司南，当它静止时勺柄指向南方
小磁针制作成指南针
罗盘 司南 指南针
【考点练习】指南针的原理
【例1】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，地理的南极 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，地磁的南极
磁体与磁极
磁性：是指物体具有吸引铁钴镍的性质，有永磁体和软磁铁两种类型
【注意】磁体：具有磁性的物质，叫做磁体
磁极：磁体上磁性最强的位置叫做磁极，有N极和S极两种磁极。
两种磁极：将磁体自由悬挂，静止时指向南极方向的一端称为南极，用S表示；指向北极方向的一端称为北极，用N表示；
磁力：两块磁体彼此之间，会产生相互排斥或相互吸引的力，叫做磁力
【磁体间的相互作用规律】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
【考点练习】磁体间的相互作用
【例2】如图所示，小科将条形磁铁的A端靠近小磁针的N极，发现它们相互排斥，则A端为_____极，判断依据是______________
磁化
定义：使原来没有磁性的物质，带有磁性的过程叫做磁化
磁化后，磁性的保存时间：
钢：磁化后能较长的保存磁性
铁：磁化后磁性消失过快
当两个磁体磁性强弱差别很大时，较大的磁铁可以将较弱的磁体磁化，改变磁体的磁极
磁场
磁场:磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质，磁体间的相互作用都是通过磁场产生的。
性质：对放入磁场间的磁体（铁钴镍可以认为被磁化后的磁体）产生磁力的作用
磁场的方向：科学上规定，小磁针静止时，N极所指示的方向是该处位置的磁场方向
【注意】磁场中，一般各个点的磁场方向是不同的
【考点练习】磁场方向
【例3】如图所示，在条形磁铁周围放有甲、乙、丙、丁四个可以自由转动的小磁针，当它们静止时，磁针N极指向错误的是（ ）
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
磁感线：为了形象的描述磁场的分布情况，英国科学家法拉第引入了磁感线的概念。
【注意】磁场是真实存在的物质，磁感线是虚拟出来的概念
磁感线方向：磁感线上箭头的方向就是该点的磁场方向
磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱
常见磁体的磁感线分布图
条形磁体磁感线 蹄形磁铁磁感线
异名磁极磁感线 同名磁极磁感线
地磁场
地磁场：地球本身是一个磁体，地理南极是地磁场的北极，地理北极是地磁场的南极。
小磁针静止时指向南北极的原因：因为小磁针静止时，会受到地磁场的影响，地球的地理北极为地磁场的南极，小磁针的北极会受到地磁场的吸引作用，小磁针的北极会指向北极，同理小磁针的南极会指向南极。
同步练习
1．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。”图中符合上述说法的是（ ）
A． B． C． D．
2．为了判断一根铁棒是否具有磁性，小明进行了如下四个实验，根据实验现象不能确定该铁棒一定有磁性的是（ ）
A．悬挂的铁棒转动起来后静止时指向南北
B．将铁棒一端靠近小磁针，相互吸引
C．将铁棒一端靠近大头针，大头针被吸引
D．水平移动铁棒，测力计示数有变化
3．两个磁极间的磁感线分布如图所示，小磁针在B点静止，则（ ）
A．甲、乙磁极均为S极 B．小磁针的上端是S极
C．A、B两点的磁场强弱相同 D．磁极周围的磁感线是真实存在的
4．有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（ ）
A．M无磁性、N无磁性 B．M有磁性、N有磁性
C．M有磁性、N无磁性 D．M无磁性、N有磁性
5．如图所示，这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，穿过按钮的两孔，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
6．条形磁铁的一端吸引着两根大头针，则两根大头针的状态应该如（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．乙或丙
7．如图所示是条形磁体的磁场分布，下列说法正确的是（ ）
A．图中磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．a点和b点处的磁场强弱相同
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S极指向右侧
8．模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．磁现象普遍存在，请回答下列问题。
（1）地磁北极在地理 极附近。鸽子是靠地磁场辨别方向的，将一块小磁体绑在鸽子的翼下，鸽子 （选填“会”或“不会”）迷失方向。
（2）如图，在铁屑盒上方适当位置固定一根铁棒，观察到铁屑没有被吸引上来，说明铁棒 磁性。将一根条形磁铁从上方靠近铁棒，观察到铁棒把铁屑吸引上来，这种得到磁性的过程叫做 。
10．将磁钢 M 固定在铁块 C上，用手将一元硬币 B1、B2 叠在一起，竖立在磁钢上端。如左 下图所示。将手指稍稍松开一小段距离，将观察到的现象是两个硬币的上端 （填“合拢”或“分开”），这是因为硬币被 ，且两个硬币的上端 （填“同”或“异”）名。
11．“悬空的磁环”实验中，若所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为h1，如图所示。再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为h2，乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大。则h1、h2、h3之间的大小关系应该满足：h1 h2，h3 h2。 （填：“＞”“=”“＜”）
12．用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，磁铁靠近铁棒，如图中甲所示，则可判断铁棒 带有磁性（“一定”、“不一定”）；若改将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，如图中乙所示，则可判断铁棒一定带有磁性，且A端为 极（填“N”或“S”）。
13．如图是司南静止时的图片，则“柢部”指向的大致方位是（ ）
东 B．南 C．西 D．北
14．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，能合理描述地球这块大条形磁铁的是（ ）
A． B． C． D．
15．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
16．小金在探究“磁体间相互作用规律”时发现，磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁体间的距离有什么关系呢？
（1）你的猜想是： 。
（2）小金用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学研究方法是 法。
（3）小金分析三次实验现象并得出结论：磁体间距离越近，相互作用力越大。小义认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还需探究甲、乙两磁体相互 时，磁体间作用力与距离的关系。
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