18.1磁的奥秘
1.北宋学者沈括在他所著的《梦溪笔谈》中记载:“方家以磁石磨针锋,则能指南。”针锋能指南是由于摩擦使针锋( )
A.带上了电 B.被磁化 C.温度升高 D.质量减小
2.军事著作《武经总要》中记载的“指南鱼”在静止漂浮时,其鱼头始终指向北方,如图所示。将两条完全相同的“指南鱼”靠近摆放,画出磁感线,其中标注磁场方向正确的是( )
A. B.
C. D.
3.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是( )
A.磁感线用来描述磁场的分布情况 B.磁感线越密的地方磁场的磁性越弱
C.小磁针S极指向即该点磁场方向 D.磁场和磁感线都是真实存在的
4.如图所示,为判断一根铁棒是否有磁性,用铁棒一端靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验,发现铁棒这端与小磁针N极相互吸引。以下说法正确的是( )
A.可以确定铁棒一定有磁性
B.可以确定铁棒一定无磁性
C.还需要将铁棒另一端靠近小磁针S极
D.还需要将铁棒另一端靠近小磁针N极
5.“磁悬浮地漏”是一种新产品,其工作原理如图所示,当密封盖上方无水时,在磁体B的作用下,磁体A将密封盖顶起,密封盖上方有一定程度的水后,密封盖被压下,水从排水口流出。该“磁悬浮地漏”的工作原理是( )
A.异名磁极相互吸引 B.异名磁极相互排斥
C.同名磁极相互吸引 D.同名磁极相互排斥
6.在AI时代,大数据中心的计算机主机在处理海量数据时会产生大量电热。如图所示,将主机直接浸泡在氟化液中,可有效冷却且能使电路元件长期稳定工作。由此可知,氟化液除具有良好的导热性外,还应具有良好的( )
A.导电性 B.腐蚀性 C.绝缘性 D.磁性
7.如图所示,为判断一根铁棒是否有磁性,用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验,当出现以下哪一现象,便能证明铁棒有磁性( )
A.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极,N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极,两极均被吸引
8.a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.a端磁极是S极,b端磁极是N极 B.P点没有磁场
C.磁感线是真实存在的 D.Q点的磁场方向水平向右
9.如图所示,在条形磁铁和回形针之间插入哪个物体,回形针会掉落( )
A.玻璃板 B.铝片
C.铁片 D.塑料板片
10.如图,趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体,可用于生产磁性定向药物或抗体,制造生物传感器等.为合成磁小体,趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素( )
A. B. C. D.
11.如图所示,下列说法正确的是( )
A.A点处磁场不存在 B.B点处磁场最强
C.C点处磁场比B点处强 D.D点处磁场方向为水平向左
12.通电螺线管周围的某一条磁感线方向如图所示,则电源的右端为_____(选填“正”或“负”)极。
13.在一条形磁体旁边一点放上一个可以自由转动的小磁针,待小磁针静止后如图所示。现在同一位置再换一体积较大的磁针替换原来的小磁针,等到完全静止后,这个磁针的指向和原来小磁针指向_____(选填“不变”或“改变”)。
14.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中,在螺线管周围的不同位置放上小磁针,接通电路,小磁针静止时的指向如图所示,小磁针_________极的指向就是该点的磁场方向,由此可知通电螺线管的右端是_________极。把电池的正负极对调,再进行实验,目的是探究通电螺线管外部磁场方向与_________方向是否有关。
15.现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为______极,此时活塞将向______运动,促使血液流动。
16.晓彤通过学习磁现象,了解到条型磁体的磁场分布情况如图甲所示,于是她想如果将两个条型磁体的N极按照图乙中所示位置放置,它们周围的磁场分布情况又会怎么样呢?晓彤已经选择了铁屑和硬纸板,请你帮助她添加合适的器材,简述研究该问题的操作过程。
17.请在图中标出静止的小磁针的N极。
18.如图所示,请在图中用箭头标出a点的磁感线方向。
19.请在图中虚线框内标出“S”或“N”极和磁感线A点的方向。
20.如图所示,条形磁铁的A端与通电螺线管的左端相对,二者间的磁感线分布如图所示,请在括号内分别标出条形磁铁A端磁极的极性和电源c端的“+”“﹣”极。
21.某电磁阀的工作原理如图所示。当开关、如图连接时,固定线圈磁场,推动强磁阀门向左运动,封闭液管通道,阻止液体流动。请:
(1)标出此时通电螺线管右端的极性;
(2)标出强磁阀门右端的极性;
(3)画出通电螺线管外部磁场的磁感线(画出一条即可)。
22.如甲图所示,电磁弹射炮是一种新型的武器,炮弹内部装有磁铁,大炮是一个电磁铁。当电磁铁通电后,炮弹会被电磁铁“弹射”出去,请在乙图虚线框内画出电源,并在括号内标出电磁铁的磁极。
23.如图,S闭合后,螺线管的磁感线分布如带箭头的虚线所示。请在答图中虚线框内标出螺线管的“N”极或“S”极和电源的“+”或“-”极。
24.如图所示是未完成连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:标出闭合开关后图中小磁针静止时左端磁极名称,滑动变阻器滑片向左端移动,通电螺线管的磁性增强,导线不能交叉。
25.如图(a)是一款磁悬浮饮料展示架,其简化原理图如图(b)所示,在饮料上方固定一个条形磁体,展示架内有一电磁铁,闭合开关后使饮料悬空,请在括号中标出电磁铁下端极性和电源上端极性。
参考答案
1.答案:B
解析:用磁石摩擦钢针时,钢针会被磁化,获得磁性,成为小磁体。磁体具有指南北的性质,因此针锋能指南。带电无法使针指南,温度升高与磁性无关,质量减小不影响磁性,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.答案:C
解析:已知"指南鱼"静止漂浮时鱼头始终指向北方,根据磁体的性质,磁体静止时指向北方的一端为N极,所以鱼头为N极,奂尾为S极。在磁体外部,磁感线是从N极出发,回到S极的。
A.两条"指南鱼"鱼头(N极)相对,此时磁感线应从N极出发,而图中磁感线方向是指向鱼头,不符合"磁感线从N极出发"的规律,故A错误;
B.两条"指南鱼"鱼尾(S极)相对,磁感线应回到S极,图中磁感线方向是指向鱼尾,不符合"磁感线回到S极"的规律,故B错误;
C.左侧"指南鱼"鱼尾(S极)与右侧"指南鱼"鱼头(N极)相对,磁感线从N极(右侧鱼头)出发,回到S极(左侧鱼尾),符合"磁体外部磁感线从N极出发,回到S极"的规律,故C正确;
D.左侧"指南鱼"鱼头(N极)与右侧"指南鱼"鱼尾(S极)相对,磁感线从N极(左侧鱼头)出发,回到S极(右侧鱼尾),但图中磁感线方向是从S极指向N极,不符合规律,故D错误。
故选C.
3.答案:A
解析:A.磁感线是为了形象、直观地描述磁场的分布情况,比如磁场的强弱、方向等,而引入的假想曲线,故A正确;
B.磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密的地方,磁场的磁性越强,故B错误;
C.磁场方向的规定是,小磁针在磁场中静止时,N极所指的方向才是该点的磁场方向,并非S极,故C错误;
D.磁场是真实存在的,它对放入其中的磁体有力的作用;但磁感线是为了研究方便而假想出来的,并非真实存在,故D错误。
故选A。
4.答案:D
解析:AB.将铁棒一端靠近小磁针N极,N极被吸引,由于磁体能够吸引铁、钴、镍等金属,因此不能判定出铁棒具有磁性,故AB错误;
CD.如果铁棒的一端与小磁针的N极互相吸引,另一端与小磁针的N极互相排斥,根据"同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引"可知,铁棒有磁性,故D正确,C错误。
故选D。
5.答案:D
解析:磁体A需要受到磁体B向上的排斥力才能密封住排水口,故该“磁悬浮地漏”的工作原理是同名磁极相互排斥,故ABC错误,D正确。故选D。
6.答案:C
解析:主机直接浸泡在氟化液中,既能有效冷却又能保持电路元件长期稳定工作,这说明氟化液除具有良好的导热性外,还具有良好的绝缘性。故选C。
7.答案:A
解析:
假设 现象 依据 判断
铁棒无磁性 铁棒任意一端靠近小磁针的任意一个磁极,小磁针均被吸引 磁体能够吸引铁、钴、镍等物质 B、C、D错误
铁棒有磁性 铁棒一端靠近小磁针的某个磁极时,小磁针可能被排斥,也可能被吸引 磁极间的相互作用规律 A正确
8.答案:D
解析:磁感线从磁体的N极出发,回到S极。根据图示,磁感线从a端出发,回到b端,因此a端为N极,b端为S极。磁场存在于磁体周围的空间,P点位于磁体的磁场范围内,因此P点有磁场。磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线,实际上并不存在。根据磁感线的方向,Q点的磁场方向与磁感线方向一致,即水平向右。故选D。
9.答案:C
解析:铁片可以把条形磁铁的磁场屏蔽,回形针失去磁铁的吸引,从而掉落下来。故选C。
10.答案:C
解析:趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体,磁小体具有磁性,可以吸引铁、钴、镍等物质,因此趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素是Fe,故ABD错误,C正确。
故选:C。
11.答案:C
解析:ABC.根据磁场特点可知A点磁场存在,B点不在两极磁场不最强,C点靠近N极,故磁场比B点强,故AB错误,C正确;
D.D点未在水平的磁感线上,故D处磁场方向不是水平向左,故D错误.
12.答案:负
解析:在磁体周围磁感线是从磁体的N极出发回到S极的,由图磁感线的方向可判断通电螺线管的右端为N极,再根据安培定则可判断电流从螺线管的左侧流入,从右侧流出。故电源左端是正极,右端是负极。
13.答案:不变
解析:根据磁极间的相互作用,图中小磁针静止时上端是N极,即该处磁场方向为N极指向,在同一位置再换一体积较大的磁针替换原来的小磁针,该处磁场方向没有发生改变,因此这个磁针的指向和原来小磁针指向不变。
14.答案:N;S;电流
解析:物理学规定,磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向;由图可知,小磁针的N极指向通电螺线管的右端,由于异名磁极相互吸引,可知通电螺线管的右端是S极。
把电池的正负极对调,这样就改变了通电螺线管中的电流方向,再进行实验,观察小磁针指向,目的是探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。
15.答案:S;左
解析:根据安培定则,当电流从a流向b时,用右手握住通电螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向N极。因此线圈的左端为S极,右端为N极。
由于左边永磁体的左端为S极,而通电线圈的左端也为S极,根据同名磁极相斥的原理,活塞将向左运动。这种运动通过推杆传递,可以推动血液循环系统中的血液流动。
16.答案:见解析
解析:实验器材:小磁针。
操作过程:将两个条形磁体的N极按照图乙中所示位置放置,上面铺上硬纸板,均匀的撒上小铁屑,轻轻敲击硬纸板至铁屑按一定规律排列,用笔描摹铁屑分布轮廓。撤去铁屑,在磁体的不同位置均匀放置多个小磁针,用箭头标记小磁针的N极指向。
17.答案:
解析:根据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”可得,靠近磁铁S极为小磁针的N极,作图如下图所示:
18.答案:
解析:根据磁感线在磁体外部从N极出发回到S极的规律,a点位于磁体外部,所以a点的磁感线方向应该是从N极指向S极,即向左。如图所示:
19.答案:见解析
解析:
20.答案:
解析:由于在磁体外部磁感线从磁体的N极出来,回到S极,所以条形磁铁的A端为N极,B端为S极;通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由安培定则可知,大拇指指向通电螺线管的左端N极,四指环绕方向为电流方向,电流从通电螺线管的右边流入、左边流出,则电源的d端为正极、c端为负极,如下图所示:
21.答案:
解析:当开关、如图连接时,电流从螺线管左端流入,右端流出,由安培定则可知,通电螺线管左端为N极,右端为S极;固定线圈磁场,推动强磁阀门向左运动,磁阀门受到向左的推力,由同名磁极互相排斥可知,强磁阀门右端为N极;在磁体的外部磁感线从N极出发,回到S极,如下图所示:
22.答案:
解析:当电磁铁通电后,炮弹会被电磁铁“弹射”出去,由同名磁极相互排斥可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极;由右手螺旋定则可知,电流从螺线管的左端流入,右端流出,所以电源的左侧为正极,右侧为负极,如图所示:
23.答案:
解析:根据磁感线方向可知,螺线管右侧为N极,根据安培定则可以判断,电流从螺线管右侧流入、左侧流出,所以电源右端是正极、左端为负极,如图所示:
24.答案:见解析
解析:由图知,电路连接完毕,闭合开关后,电流从螺线管的右端进入,从左端流出。由安培定则知,通电螺线管的左端为N极;
根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引知,小磁针的左侧为N极,右侧为S极;
在匝数一定时,提高通电螺线管的电流越大,磁性越强。滑片向左端移动后,通电螺线管的磁性增强,螺线管的电流增大,滑动变阻器接入电路的电阻减小,所以滑动变阻器一定接入左端下面接线柱。如图所示:
25.答案:
解析:闭合开关后使饮料悬空,说明饮料罐受到引力作用,由异名磁极相吸引得,电磁铁下方为S极,则电磁铁上端为N极,由安培定则得,电流从电磁铁上端流入,则电源上端为正极,如图所示: