16.1 磁体与磁场
一.选择题
1.小明捡到一块矿石,想了解它的一些性质,于是他将铁钉放在矿石附近,铁钉立即被吸引到矿石上,此现象说明该矿石具有( )
A.磁性 B.导电性 C.弹性 D.绝缘性
2.一根锯条的A端靠近磁针的N极时,磁铁N极被吸引过来,则( )
A.锯条一定具有磁性,并且锯条A端为N极
B.锯条一定没有磁性
C.锯条可能有磁性,也可能没有磁性
D.锯条一定具有磁性,并且锯条A端为S极
3.下列有关磁场的说法中,错误的是( )
A.磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场
B.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁场是有方向的,在磁场中的不同位置,其磁场方向一般不同
D.磁感线能形象的描述磁场,它和磁场都是真实存在的
4.(2017?大庆)下列四种磁体中产生的磁场,其磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同的是( )
A.条形磁铁 B.地磁场 C.通电直导线 D.通电螺线管
5.(2017?天津)如图中磁体两极间磁感线的画法正确的是( )
A. B. C. D.
6.(2017?泰安)如图是我国早期的指南针﹣﹣司南,它是把天然磁石磨成勺子的形状,放在水平光滑的“地盘”上制成的.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”指的是司南长柄,下列说法中正确的是( )
①司南指南北是由于它受到地磁场的作用
②司南长柄指的是地磁场的北极
③地磁场的南极在地球地理的南极附近
④司南长柄一端是磁石的北极.
A.只有①②正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确
7.(2017?长沙)小天利用手中的条形磁体做了以下小实验,其中结论正确的是( )
A.条形磁体能够吸引小铁钉
B.同名磁极相互吸引
C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就不可能有互相作用了
8.(2017?鄂州)如图所示的四件物品展示了我国古代劳动人民的智慧成果,对其中所涉及的物理知识,下列说法中不正确的是( )
A.孔明灯在上升过程中,只受到浮力的作用
B.司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用
C.紫砂壶属于连通器
D.正在发声的编钟一定在振动
9.(2017?烟台)小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识,她归纳整理如下,其中正确的有( )
①磁场看不见摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线是铁屑组成的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近.
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
10.小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来,使它平衡并呈水平状态,悬线系住磁体位置应在( )
A.磁体重心处 B.磁体的某磁极处
C.磁体重心的北侧 D.磁体重心的南侧
11.如图所示的磁场分布与实际相符的是( )
A. B. C. D.
12.关于磁场和磁感线,下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁场中实际存在的曲线
B.地磁场的南极在地理的南极附近
C.条形磁铁周围的磁感线是从南极出发指向北极的
D.指南针指南北是因为地球周围存在磁场
13.(2017?高邮市一模)如图所示的四个实验中,能确定钢棒具有磁性的是( )
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
14.爱因斯坦曾说过,“磁场”在物理学家看来“正如他坐在椅子上一样实在”.这句话形象地说明了( )
A.磁场是为研究问题而假想的 B.磁场是真实存在的一种物质
C.椅子一定是磁体 D.磁场是看得见、摸得着的
15.图中的设备,没有应用磁性材料的是( )
A.指南针 B.光盘 C. 电话机 D.磁悬浮列车
16.如图所示的四个实验中,不能确定钢棒本身具有磁性的是( )
A.小磁针与钢棒排斥 B.静止时始终南北指向
C.能吸引更多铁屑 D.电流表指针偏转
17.一颗铁质的小螺丝掉入细小狭长的小洞中,使用下列方案不能取出小螺丝的( )
A. B. C. D.
18.小红在学习磁现象时,她在实验室拿来甲、乙两根形状完全相同的钢棒,为了判断钢棒的磁性情况,小红做了个小实验,她发现当甲的一端靠近乙的一端时,乙按如图方式转动起来,则小红可判断( )
A.一定是甲棒有磁性,乙棒无磁性
B.一定是乙棒有磁性,甲棒无磁性
C.甲、乙都可能有磁性
D.甲、乙都一定有磁性
19.指南针是我国古代四大发明之一.最早的指南针叫“司南”,是用天然磁石磨成的勺形,勺头为N级,勺柄为S级,如图所示,下列关于司南说法正确的是( )
A.“司南”静止时时因为磁场力与摩擦力平衡
B.“司南”与地磁场间的作用力是相互作用力
C.“司南”静止时总指南北是因为具有惯性
D.“司南”静止时勺柄指向的是地球的北极
20.图甲所示为干簧管开关的结构图,其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料,被固定于玻璃管内.将条形磁体靠近并与干簧管平行放置时,干簧管的磁簧片触点就会闭合,电路接通如图乙所示;当条形磁体远离干簧管时,触点就会断开.则下列说法正确的是( )
A.根据需要软铁簧片可以用塑料片替换
B.触点相互接触利用的是同名磁极相互吸引的原理
C.利用条形磁体使软铁簧片被磁化,触点相互吸引使电路处于导通状态
D.也可利用通电螺线管使软铁簧片被磁化,触点相互排斥使电路处于导通状态
21.下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线
B.磁体周围的磁感线从磁体的 S极出来,回到磁体的N极,构成闭合曲线
C.磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指方向相反
D.磁感线分布越密的地方,其磁场越弱
22.两根完全相同的铁块A和B,如图甲所示放置时,B被吸住掉不下来;如图乙所示放置时,A不能被吸住而掉下来,此现象说明( )
A.A、B都是磁体 B.A、B都不是磁体
C.A是磁体,B不是磁体 D.A不是磁体,B是磁体
23.为探究两个通电螺线管之间的磁场情况,某实验小组同学把9个小磁针分别放在两个通电螺线管之间的9个不同点的位置上如图(a)所示,小磁针静止时N极在各位置上的指向如图(b)所示(小磁针涂黑的一端为N极).四位同学各自画出两个通电螺线管之间的磁感线如图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
二.填空题
24.(2017?上海)研究发现,人体内部存在磁场,人体内部的磁场与人体健康密切相关.
①人体内部的磁场与地磁场相比很弱,若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则下列判断中合理的是 (选填:A、B或C).
A.人体内部磁场的磁感线分布较疏
B、人体内部磁场的磁感线分布较密
C、两者磁场的磁感线疏密大致相同
②对人体内部磁场存在的原因提出猜想,请写出一种猜想及其依据. .
25.(2017?宜昌)如图甲所示.一个条形磁铁摔成两段,取右边的一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这处裂纹的磁极是 极.如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲),这两段会相互 (选填吸引、排斥).
26.(2017?衡阳)如图所示,闭合开关,根据小磁针静止时的指向,可以判断出电源的左端是 极(选填“正”或“负”),条形磁体的右端是 极(选填“N”或“S”).
27.南宋陈元靓在《事林广记》中详细记载了“指南龟”(如图甲所示)的制法.先以木刻龟,在龟体上沿首尾方向开一洞,放入条形磁石,然后以黄蜡填满,在龟尾部敲入一铁针与磁石一端相连,以示方向,其剖面图如图乙所示,将木龟支于竹针之上.使木龟转动,静止后,针指南.则龟尾端为磁石的 (选填“N”或“S”)极.
28.如图所示,是一种磁性黑板,使用时可以将所用的挂图用小磁铁吸到黑板上,黑板与小磁铁之间的相互作用是通过 发生的.黑板擦静止不会掉下来,是因为它受到了黑板给它的 .
29.如图所示,a、b分别为两个条形磁体的某一端磁极,根据图中磁感线的分布,可以判断a、b为 (选填“同名”或“异名”)磁极,其中a为 极.
30.能在水平面内自由转动的小磁针静止后总是指向南北方向,是因为受到 场的作用,小磁针不指向正南、正北方向是因为地磁南北极与地面南北极并不重合,当小磁针静止后,小磁针北极实际上指向 (“地磁北极”、“地磁南极”)
31.指南针能正常工作是由于地球周围存在着 .已知该磁场的N极在地理南极的附近,则正常工作的指南针静止时指向南方的是它的 (N/S)极.
32.由甲、乙两根外形、颜色都相同的钢棒,两端没有任何标记,其中有一根是永磁体.现将甲水平放置,手握乙从甲的一端移向另一端,如图所示,若移动过程中手感到受力均匀,则可以肯定: 是永磁体.原因是: .
33.如图所示实验,把一个钕磁铁(强力磁铁)通过铜管时,磁铁下降缓慢;越强的磁铁和厚的铜管,磁铁下降越慢.分析其原因是:钕磁铁下降时,在铜管中产生了 ,随即使铜管周围产生磁场,与钕磁铁产生相互作用,使磁铁下降减慢.钕磁铁减少的机械能最终会转化为 .
34.磁体间力的作用是通过 发生的.如图的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,若在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向 处(选填“P”或“Q”)
三.作图题
35.(2017?柳州)如图所示,请标出小磁针静止时的N极和磁感线的方向.
36.(2017?菏泽)如图所示,标出通电螺线管的N极和S极.
37.(2017?桂林)请在图中标出条形磁体旁静止的小磁针的N、S极.
四.实验探究题
38.在物理学中,磁感应强度(用字母 B 表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强.
(1)图甲为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知,该磁极为 极,若在2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图乙中的 ;位置1处磁感应强度 位置2 处的磁感应强度(填“大于”、“小于”或“等于”).
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻.某磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度B变化的图象如图丙所示.根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 . (填“增大”或“减小”)
(3)利用该磁敏电阻的R﹣B 特性曲线可以测量磁场中各处的磁感应强度.
①将该磁敏电阻R放置在图甲磁场中的位置1 处. 小吴设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,并连接成如图丁所示的实验电路,其中磁敏电阻所处的磁场未画出.
②正确接线后,测得的数据如下表格所示.该磁敏电阻的测量值为 ?.
根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线(图丙)可知,位置1 处的磁感应强度为 T.
1
2
3
U/V
1.5
3.0
4.5
I/mA
3.0
6.0
9.0
39.磁感应强度B用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉,符号是“T”,为了探究磁铁外轴线上磁感应强度的大小,小刚设计了如图1所示的电路,图甲电源电压6V,R为磁感电阻.其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2.
(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,电流表的示数为A.闭合S1和S2,将图乙中滑动变阻器的滑片P向移动,图甲中电流表的示数逐渐减小.
(2)闭合S1和S2,滑片P不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R,测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度B的数值如下表.请计算x=3cm时,B= T.
x/cm
1
2
3
4
5
6
I/mA[来.
10
12
15
20
30
46
B/T
0.68
0.65
0.51
0.40
0.20
五.解答题(共1小题)
40.阅读下面短文,回答问题.
善变的软磁铁
图甲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,体验者推动如图乙所示的软磁铁A缓慢地向永磁铁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.
根据上述内容回答:
(1)开始体验时,体验者缓慢用力推软磁铁时,永磁铁B与软磁铁A之间相互排斥,此时,下列说法正确的是: (选填选项前的字母)
A.B对A的斥力与体验者对A的推力,是一对相互作用力
B.B对A的斥力与A对体验者的推力,是一对相互作用力
C.B对A的斥力与体验者对A的推力,是一对平衡力
D.B对A的斥力与A对B的斥力,是一对平衡力
(2)图乙中,当永磁铁B和软磁铁A间相互排斥时,此时软磁铁的左端是 极;当它们接近到一定距离时,两磁铁间相互作用变为吸引时,此时软磁铁A的左端是 极.(N/S)
(3)写出一条与硬磁铁相比,软磁铁的突出特点 .如果一个软磁铁还留有磁性,把它的磁性消除或减弱的办法是: .(写出一条即可)
参考答案与试题解析
一.选择题
1.小明捡到一块矿石,想了解它的一些性质,于是他将铁钉放在矿石附近,铁钉立即被吸引到矿石上,此现象说明该矿石具有( )
A.磁性 B.导电性 C.弹性 D.绝缘性
【分析】能吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性.
【解答】解:
由题意知,矿石可以吸引铁钉,则说明该矿石具有磁性.
故选A.
【点评】本题考查了磁体的吸铁性质,这个现象学生在生活中会经常见到,所以学习起来比较容易.
2.一根锯条的A端靠近磁针的N极时,磁铁N极被吸引过来,则( )
A.锯条一定具有磁性,并且锯条A端为N极
B.锯条一定没有磁性
C.锯条可能有磁性,也可能没有磁性
D.锯条一定具有磁性,并且锯条A端为S极
【分析】(1)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
(2)排斥的只有同名磁极;吸引的可能是异名磁极,也可能是磁体吸引磁性材料
【解答】解:铁棒AB的A端靠近小磁针N极时发现小磁针被吸引,铁棒可能是磁体,铁棒和磁针的接触端是异名磁极相互吸引.铁棒也可能不具有磁性,被磁体吸引造成的.
故选C.
【点评】(1)掌握磁极间的相互作用,排斥的两端磁极是同名的,吸引的两端可能是异名磁极,也可能是磁体吸引磁性材料.
(2)注意磁体和带电体之间的异同点.
3.下列有关磁场的说法中,错误的是( )
A.磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场
B.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁场是有方向的,在磁场中的不同位置,其磁场方向一般不同
D.磁感线能形象的描述磁场,它和磁场都是真实存在的
【分析】磁体周围存在磁场,磁极间的相互作用是通过磁场发生的,在磁场中的不同位置,其磁场方向一般不同.小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同.
【解答】解:A、磁体周围的空间存在着看不见,摸不着的磁场,故A正确.
B、磁极不接触也会发生相互作用,是通过磁场发生的,故B正确.
C、磁场是有方向的,在磁场中的不同位置,其磁场方向一般不同,故C正确.
D、磁感线能形象的描述磁场,但磁感线是不存在的,是为了研究磁场方便而假设的物理模型.故D错误.
故选:D
【点评】本题考查了磁场的特点.可抓住磁场与电场的区别来理解记忆.
4.(2017?大庆)下列四种磁体中产生的磁场,其磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同的是( )
A.条形磁铁 B.地磁场 C.通电直导线 D.通电螺线管
【分析】根据条形磁铁的磁场特点、地磁场的磁场特点、通电直导线的磁场特点和通电螺线管的磁场特点进行比较,得出答案.
【解答】解:
条形磁铁的中间没有磁性,但在两端磁性最强;地磁场和通电螺线管的磁场特点与条形磁铁磁体的磁场相似;
通电直导线磁场的分布就是以通电直导线为圆心的一个个同心圆,越靠近通电直导线,磁性越强,磁场分布就越密.
所以通电直导线磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同.
故选C.
【点评】本题考查了不同磁体的磁场特点,是一道基础性题目.
5.(2017?天津)如图中磁体两极间磁感线的画法正确的是( )
A. B. C. D.
【分析】在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极.
【解答】解:
A、磁体周围的磁感线从磁体的N极出来,回到磁体的S极,故A正确;
B、磁体周围的磁感线从磁体的S极出来,回到磁体的N极,故B错误;
C、磁体周围的磁感线从磁体的N极出来,回到磁体的N极,故C错误;
D、磁体周围的磁感线从磁体的S和N极出来,故D错误.
故选A.
【点评】磁体周围的磁感线的形状与附近磁体的磁极有关,要记住课本中告诉的记住磁体周围磁感线的形状:如条形磁铁的、蹄形磁体、相互靠近的SS极的、相互靠近的NN极的,相互靠近的NS极的.
6.(2017?泰安)如图是我国早期的指南针﹣﹣司南,它是把天然磁石磨成勺子的形状,放在水平光滑的“地盘”上制成的.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”指的是司南长柄,下列说法中正确的是( )
①司南指南北是由于它受到地磁场的作用
②司南长柄指的是地磁场的北极
③地磁场的南极在地球地理的南极附近
④司南长柄一端是磁石的北极.
A.只有①②正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确
【分析】(1)地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫做地磁场;
(2)指南针是根据地磁场的作用工作的,地磁的南极在地理的北极附近,而地磁的北极在地理的南极附近,再根据磁极间的作用规律,可判断指南针的指向.(3)司南实际上就是一个磁铁;磁体静止时,指南的叫南极用字母S表示;指北的叫北极,用字母N表示.
【解答】解:
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,其静止时其勺柄指向南方,即指南的南极用S表示;地理上的南极是地磁的北极,故①②正确,③④错误.
故选:A.
【点评】本题考查了磁场和地磁场,磁场是一种真实存在的物质,对于磁场的认识,我们是通过它对其他物体的作用来认识的.
7.(2017?长沙)小天利用手中的条形磁体做了以下小实验,其中结论正确的是( )
A.条形磁体能够吸引小铁钉
B.同名磁极相互吸引
C.将条形磁体用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就不可能有互相作用了
【分析】(1)磁体能吸引铁、钴、镍等物质;
(2)根据磁极间的相互作用规律;
(3)磁体具有指向性,当自由转动的磁体静止时,其N极指北,S极指南;
(4)磁体周围存在磁场,玻璃不能隔离磁场.
【解答】解:
A、条形磁体周围存在磁场,能够吸引小铁钉,故A正确;
B、由磁极间的相互作用规律可知,同名磁极相互排斥,故B错误;
C、将条形磁体用线悬挂起来,让磁体自由转动,静止时指向地理南极的磁极叫南(或S)极,指向地理北极的是磁体的北极(N极),地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,故C错误;
D、玻璃不能隔离磁场,条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有互相作用,故D错误.
故选A.
【点评】本题考查了磁体的指向性和磁极间的相互作用,是一道基础题目.
8.(2017?鄂州)如图所示的四件物品展示了我国古代劳动人民的智慧成果,对其中所涉及的物理知识,下列说法中不正确的是( )
A.孔明灯在上升过程中,只受到浮力的作用
B.司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用
C.紫砂壶属于连通器
D.正在发声的编钟一定在振动
【分析】(1)浸在液体和气体中的物体都要受到浮力的作用;
(1)地球是一个大磁体,周围存在磁场,叫做地磁场,地磁场对放入其中的小磁针产生磁力的作用;
(3)上端开口,底部相互连通的容器是连通器;
(4)声音是由于物体的振动产生的.
【解答】解:
A、孔明灯在上升过程中,受到重力小于受到浮力的作用,故A错误;
B、地磁场能对地球附近的磁体产生磁力,所以司南能够指南北是受地磁场的作用,故B正确;
C、茶壶的壶嘴和壶身上端开口,底部相互连通,是利用连通器的原理,故C正确;
D、正在发声的物体都在振动,所以发声的编钟一定在振动,故D正确.
故选A.
【点评】本题考查了浮力、地磁场、连通器的应用,以及声音的产生,属于综合性题目.
9.(2017?烟台)小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识,她归纳整理如下,其中正确的有( )
①磁场看不见摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线是铁屑组成的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近.
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
【分析】(1)据课本可知,磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转换法;
(2)磁感线是不存在的,是为了研究方便假象的一些有方向的曲线;
(3)磁感线是不存在的;
(4)地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近.
【解答】解:
①磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转换法,故①正确;
②磁感线是不存在的,是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线,故②错误;
③磁感线是不存在的,磁感线是铁屑组成的说法错误,故③错误;
④地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近,故④正确;
故正确的是①④.
故选A.
【点评】此题考查了磁场的判断方法、磁感线的理解、地磁场的理解等知识点,是一道综合题.
10.小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来,使它平衡并呈水平状态,悬线系住磁体位置应在( )
A.磁体重心处 B.磁体的某磁极处
C.磁体重心的北侧 D.磁体重心的南侧
【分析】地球是个大磁体,北京在北半球,条形磁体在地磁场中受到磁力作用,根据图示可以判断悬线的位置.
【解答】解:如图,地球是个大磁体,北京在北半球,北半球的磁感线是斜向下的.则条形磁体的上端是N极,向下微倾,要使质地均匀的条形磁体水平平衡,悬线系在磁体重心的北侧.
故选C.
【点评】分析地球周围的磁场,知道条形磁体在地磁场的作用下的大致方向,方可判断悬线挂的位置.本题可以拓展到在赤道上、在南半球等.
11.如图所示的磁场分布与实际相符的是( )
A. B. C. D.
【分析】在磁体外部,磁感线从N极出发,到S极进入;用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极.
【解答】解:AB、磁体周围的磁感线是从磁体的N极出来回到S极,故AB错误;
C、由安培定则可知螺线管的右端为N极,左端为S极,磁感线在螺线管的外部是从N极到S极,故C错误;
D、由安培定则可知螺线管的左端为N极,右端为S极,磁感线在螺线管的外部是从N极到S极,在螺线管内部,磁感线从S极到N极,故D正确;
故选:D.
【点评】本题考查磁体周围和电流磁场的认识和理解,要能熟练应用安培定则.注意直导线时,安培定则的大拇指指向为电流的方向,而通电螺线管大拇指指向为螺线管的内部磁场方向
12.关于磁场和磁感线,下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁场中实际存在的曲线
B.地磁场的南极在地理的南极附近
C.条形磁铁周围的磁感线是从南极出发指向北极的
D.指南针指南北是因为地球周围存在磁场
【分析】①磁体周围存在磁场;磁感线是为了描述磁场的方向和强弱而引入的一条条假想的曲线,它实际并不存在;在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极;
②地球地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围存在着磁场.地磁两极与地理两极正好相反.
【解答】解:
A、磁感线是为了形象的描述磁场的方向和强弱而引入的一条条假想的曲线,它实际并不存在.此选项错误;
B、地磁场的南极在地理北极附近.此选项错误;
C、任何磁体周围的磁感线都是从北极出发回到南极的.此选项错误;
D、正是由于地磁场的存在,使得指南针总是能够指南北.此选项正确.
故选D.
【点评】本题考查了学生对磁场、地磁场和磁感线的了解和掌握,一定要了解磁场是一种客观存在的物质,磁场是有方向性的,磁感线描述磁场的方法叫“模型法”.
13.如图所示的四个实验中,能确定钢棒具有磁性的是( )
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
【分析】(1)磁体的基本性质是能够吸引铁、钴、镍和其他磁性材料,还具有指南北的性质;
(2)给带铁芯的螺线管通电,便制作成了电磁铁,影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、线圈的匝数和铁芯的有无;
(3)导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现),这是电磁感应现象.
【解答】解:
图①中小磁针与钢棒相互吸引可以使小磁针偏转,排斥也可以使小磁针偏转,吸引不能说明有磁性,排斥能说明有磁性,题中没有说明是吸引还是排斥,所以不能说明钢棒是否具有磁性;
图②中钢棒指南北,这是磁体的基本性质,说明钢棒具有磁性;
图③说明铁芯能使通电螺线管的磁性增强,不能说明钢棒具有磁性;
图④中导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现),这是电磁感应现象,说明钢棒具有磁性.
能确定钢棒具有磁性的是②④.
故选B.
【点评】此题考查了磁体的基本性质,电磁铁磁性强弱的决定因素和电磁感应等知识点,是一道综合性题目.
14.爱因斯坦曾说过,“磁场”在物理学家看来“正如他坐在椅子上一样实在”.这句话形象地说明了( )
A.磁场是为研究问题而假想的 B.磁场是真实存在的一种物质
C.椅子一定是磁体 D.磁场是看得见、摸得着的
【分析】磁场虽然是看不见、摸不着的,但是它却是实实在在的一种物质,它会对放入其中的磁体产生力的作用.
【解答】解:A、磁场看不见、摸不着,但磁场是一种真实存在的物质;而磁感线是为研究磁场而假想的一种模型,不是客观存在的;故A不对.
B、说法正确.
C、爱因斯坦是把椅子比作磁场,并不是说椅子就是磁场,故C不对.
D、我们生活的世界是物质世界,许多物质都是看得见、摸得着的,但也有些物质是看不见、摸不着的,比如磁场.故D不对.
故选B.
【点评】由于磁场看不见、摸不着,容易忽视它的客观存在,是一个容易出错的地方.
15.图中的设备,没有应用磁性材料的是( )
A.指南针 B.光盘 C. 电话机 D.磁悬浮列车
【分析】通过各器材或机械的构造、工作原理,来分析是否应用磁性材料.
【解答】解:A、指南针是应用磁性材料制成的磁针,是利用磁体的指向性工作的;
B、光盘是利用了光头读取碟片上刻录的信息信号工作的,故B符合题意;
C、电话机的听筒和扬声器是利用电流的磁效应工作的,所以它们构造中有磁体,应用了磁性材料;
D、磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用的原理工作,所以主要利用了软磁性材料制成.
故选B.
【点评】本题考查对生活中磁性材料的认识,这要求记住哪些是磁性材料,属简单题目.
16.如图所示的四个实验中,不能确定钢棒本身具有磁性的是( )
A.小磁针与钢棒排斥 B.静止时始终南北指向
C.能吸引更多铁屑 D.电流表指针偏转
【分析】(1)磁体的基本性质是能够吸引铁、钴、镍和其他磁性材料,还具有指南北的性质;
(2)给带铁芯的螺线管通电,便制作成了电磁铁,影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、线圈的匝数和铁芯的有无;
(3)导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现),这是电磁感应现象.
【解答】解:
A、同名磁极相互排斥,小磁针与钢棒相互排斥,说明都具有磁性,故A不符合题意;
B、钢棒指南北,这是磁体的基本性质,说明钢棒具有磁性,故B不符合题意;
C、铁芯能使通电螺线管的磁性增强,不能说明钢棒具有磁性,故C符合题意;
D、导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现),这是电磁感应现象,说明钢棒具有磁性,故D不符合题意.
故选C.
【点评】此题考查了磁体的基本性质,电磁铁磁性强弱的决定因素和电磁感应等知识点,是一道综合性题目.
17.一颗铁质的小螺丝掉入细小狭长的小洞中,使用下列方案不能取出小螺丝的( )
A. B. C. D.
【分析】磁体具有吸引磁性物质的性质.同时磁性物质可以被磁体磁化,从而获得磁性.
【解答】解:A、图中磁体可以吸引小螺丝,可以取出,不合题意;
B、图中磁体可以吸引小螺丝,可以取出,不合题意;
C、图中铁棒可以被磁体磁化,从而具有磁性,能吸引小螺丝,可以取出,不合题意;
D、铜棒不是磁性物质,不能被磁化,无法吸引小螺丝,不能取出,符合题意.
故选D.
【点评】本题考查了磁体的磁性和磁化、磁性物质的应用,属简单的磁现象,难度不大.
18.小红在学习磁现象时,她在实验室拿来甲、乙两根形状完全相同的钢棒,为了判断钢棒的磁性情况,小红做了个小实验,她发现当甲的一端靠近乙的一端时,乙按如图方式转动起来,则小红可判断( )
A.一定是甲棒有磁性,乙棒无磁性
B.一定是乙棒有磁性,甲棒无磁性
C.甲、乙都可能有磁性
D.甲、乙都一定有磁性
【分析】(1)磁体具有磁性,能够吸引铁、钴、镍等物质;
(2)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.
【解答】解:(1)由于磁体能够吸引铁钴镍等物质,所以甲、乙两个钢棒中可能只有一个是磁体.故ABD均错误;
(2)甲、乙如果都有磁性,两个异名磁极靠近时,也相互吸引.故C正确.
故选C.
【点评】靠近体现了两端的相互作用情况,结合磁极间的作用规律可以确定两者是异名磁极或一个有磁性,另一个无磁性.因此审题时一定要认真,把握住题目中的关键词.
19.指南针是我国古代四大发明之一.最早的指南针叫“司南”,是用天然磁石磨成的勺形,勺头为N级,勺柄为S级,如图所示,下列关于司南说法正确的是( )
A.“司南”静止时时因为磁场力与摩擦力平衡
B.“司南”与地磁场间的作用力是相互作用力
C.“司南”静止时总指南北是因为具有惯性
D.“司南”静止时勺柄指向的是地球的北极
【分析】(1)(2)对司南进行受力分析,确定力的性质;
(3)(4)司南是我国发明的最早的指南,它静止时指南的一端是南极,指北一端是北极,据此即可确定勺柄的极性.
【解答】解:A、“司南”静止时不会受到摩擦力的作用,故A错误;
B、物体间力的作用是相互的,“司南”与地磁场间的作用力是相互作用力,故B正确;
C、“司南”静止时总指南北是因为受到地磁场的作用,故C错误;
D、“司南”静止时勺柄是S极,则勺柄指向的是地球的南极,故D错误.
故选:B.
【点评】本题主要考查了地磁场的性质,属于基础知识考查,也是学生易错的内容.
20.图甲所示为干簧管开关的结构图,其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料,被固定于玻璃管内.将条形磁体靠近并与干簧管平行放置时,干簧管的磁簧片触点就会闭合,电路接通如图乙所示;当条形磁体远离干簧管时,触点就会断开.则下列说法正确的是( )
A.根据需要软铁簧片可以用塑料片替换
B.触点相互接触利用的是同名磁极相互吸引的原理
C.利用条形磁体使软铁簧片被磁化,触点相互吸引使电路处于导通状态
D.也可利用通电螺线管使软铁簧片被磁化,触点相互排斥使电路处于导通状态
【分析】根据磁化的规律可以判断磁簧片的极性,再根据磁极间的相互作用,可解释为什么条形磁铁靠近时电路接通,远离时触点断开.
【解答】解:左侧磁簧片的最左端靠近条形磁铁的N极,所以磁化后该端为S极,则另一端为N极;同理可以确定右侧磁簧片的右端为N极,另一端为S极,所以两磁簧片中间靠近的部分因异名磁极相互吸引而触接;当条形磁铁移开时,磁性消失,磁簧片因弹性而断开.
A、磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质,不能吸引塑料,故不可以用塑料片替换软铁簧片,故A错误;
B、触点相互接触利用的是异名磁极相互吸引的原理,故B错误;
C、利用条形磁体使软铁簧片被磁化,触点相互吸引使电路处于导通状态,故C正确;
D、也可利用通电螺线管使软铁簧片被磁化,触点相互吸引使电路处于导通状态,故D错误.
故选C.
【点评】干簧管实际是一种继电器控制电路,其利用的不是电磁铁,而是一个永久磁铁对磁簧片的磁化作用,搞清这一原理,才能对其工作情况进行有针对性的分析.
21.下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线
B.磁体周围的磁感线从磁体的 S极出来,回到磁体的N极,构成闭合曲线
C.磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指方向相反
D.磁感线分布越密的地方,其磁场越弱
【分析】(1)磁感线是为了研究磁场方便而人为加上去的;
(2)在磁体的外部,磁感线从磁体的 N极出来,回到磁体的S极;
(3)磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极的指向一致,与南极所指方向相反;
(4)磁感线分布越密的地方,其磁场越强;
【解答】解:A、磁感线是为了研究磁场方便而人为加上去的,故A错误;
B、在磁体的外部,磁感线从磁体的 N极出来,回到磁体的S极,故B错误;
C、磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极的指向一致,与南极所指方向相反,故C正确;
D、磁感线分布越密的地方,其磁场越强;故D错误;
故选C.
【点评】此题主要考查了对磁感线的理解.要知道磁感线是假想的线,不是真实存在的.在磁体外部从北极出来回到南极.
22.两根完全相同的铁块A和B,如图甲所示放置时,B被吸住掉不下来;如图乙所示放置时,A不能被吸住而掉下来,此现象说明( )
A.A、B都是磁体 B.A、B都不是磁体
C.A是磁体,B不是磁体 D.A不是磁体,B是磁体
【分析】磁体上不同的部位,磁性的强弱不同,可以利用磁体上磁性的强弱不同造成的磁力不同来判定金属棒磁性的有无.
【解答】解:(1)磁体上磁性最强的部分叫磁极,位于磁体的两端,磁性最弱的部分在磁体的中间,这个位置几乎没有磁性.
(2)用B的一端靠近A的中间部分时,B被吸起,由此可以确定铁棒B有磁性,不能确定A磁性的有无;若A有磁性,当用A的一端即磁性最强的部位去靠近B的中间部分时,应该吸引B,而实际上没有吸引,说明了铁棒A没有磁性.
故选D.
【点评】由磁体上不同部位磁性的不同来认识金属棒磁性的有无时,关键要掌握其两端的磁性是最强的,即磁极.
23.为探究两个通电螺线管之间的磁场情况,某实验小组同学把9个小磁针分别放在两个通电螺线管之间的9个不同点的位置上如图(a)所示,小磁针静止时N极在各位置上的指向如图(b)所示(小磁针涂黑的一端为N极).四位同学各自画出两个通电螺线管之间的磁感线如图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【分析】要解决此题需要掌握磁感线方向的规定具有一定的规律性,是从磁体的北极出发,回到南极.小磁针静止时北极所指的方向与磁场的方向(或磁感线方向)相同.
【解答】解:∵小磁针静止时北极所指的方向与磁场的方向(或磁感线方向)相同;
又∵由图a和b可知:小磁针静止时指向是由下向上;
∴在两个螺线管之间的磁感线的方向是由下边螺线管指向上边的螺线管;故C正确.
故选C.
【点评】此题主要考查了学生对磁感线理解和应用.解决此题的关键是知道小磁针静止时北极所指的方向与磁场的方向(或磁感线方向)相同.
二.填空题
24.(2017?上海)研究发现,人体内部存在磁场,人体内部的磁场与人体健康密切相关.
①人体内部的磁场与地磁场相比很弱,若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则下列判断中合理的是 A (选填:A、B或C).
A.人体内部磁场的磁感线分布较疏
B、人体内部磁场的磁感线分布较密
C、两者磁场的磁感线疏密大致相同
②对人体内部磁场存在的原因提出猜想,请写出一种猜想及其依据. 电流周围有磁场,人体内也有电流 .
【分析】(1)为了形象、准确的描述磁场,我们用一些带箭头的曲线来表示,这样的曲线叫磁感线,磁感线也是假想出来的,不是真实存在的;但磁场是确确实实存在.
(2)地磁场的南极在地球的北极附近,地磁场的北极在地球的南极附近,地球的南北极与地磁场的南北极是不重合的.
【解答】解:
①磁场越强,反映在磁感线上分布较密,磁场越弱,反映在磁感线上分布较疏;
人体内部的磁场与地磁场相比很弱,若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则人体内部磁场的磁感线分布较疏,故选A;
②根据奥斯特实验,通电导体周围有磁场,对人体内部磁场存在的原因提出猜想:电流周围有磁场,人体内有电流.
故答案为:①A;②电流周围有磁场,人体内也有电流.
【点评】本题主要考查磁感线、磁场的有关知识,要多加练习.
25.(2017?宜昌)如图甲所示.一个条形磁铁摔成两段,取右边的一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这处裂纹的磁极是 N 极.如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲),这两段会相互 吸引 (选填吸引、排斥).
【分析】任何磁体都有两个磁极:磁北极(N极)和磁南极(S极);磁体分成若干份,每一份又是一个新的磁体.
【解答】解:
如图乙,由于异名磁极相互吸引,所以右边裂纹的磁极是N极.
如图甲,如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起,由于左边裂纹的磁极是S极、右边裂纹的磁极是N极,所以这两段会相互吸引.
故答案为:N;吸引.
【点评】理解掌握磁体的性质、磁极间的相互作用规律是解决此类问题的关键.
26.(2017?衡阳)如图所示,闭合开关,根据小磁针静止时的指向,可以判断出电源的左端是 正 极(选填“正”或“负”),条形磁体的右端是 S 极(选填“N”或“S”).
【分析】已知小磁针上端极性,可知其下端极性;小磁针静止,根据磁极间的相互作用判断螺线管右端和条形磁体左端的极性,再判断条形磁体右端的极性;利用安培定则可判断螺线管中的电流方向和电源左端的极性.
【解答】解:观察图中小磁针可知,其上端是N极,下端是S极;小磁针处于静止状态,因异名磁极相互吸引,螺线管的右端和条形磁体的左端都吸引小磁针下端,所以螺线管的右端和条形磁体的左端都是N极,则条形磁体的右端为S极;
用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,四指指向就是电流的方向,所以电流从螺线管的左端流向右端;在电源外部,电流从电源的正极流向负极,所以电源左端为正极.
故答案为:正;S.
【点评】本题主要考查的是安培定则的运用以及磁极间的相互作用规律的运用等,难度不大.
27.南宋陈元靓在《事林广记》中详细记载了“指南龟”(如图甲所示)的制法.先以木刻龟,在龟体上沿首尾方向开一洞,放入条形磁石,然后以黄蜡填满,在龟尾部敲入一铁针与磁石一端相连,以示方向,其剖面图如图乙所示,将木龟支于竹针之上.使木龟转动,静止后,针指南.则龟尾端为磁石的 S (选填“N”或“S”)极.
【分析】指南龟是根据地磁场的作用工作的,地磁的南极在地理的北极附近,而地磁的北极在地理的南极附近,再根据磁极间的作用规律,可判断指南针的指向.
【解答】解:
地球是一个大磁体,指南龟指南北的原因是由于受到了地磁场的作用;指南龟静止时,指向南的一端是磁体的南(S)极;指向北的一端是磁体的北(N)极,所以龟尾端为磁石的S极.
故答案为:S.
【点评】本题考查了指南龟指南北的原因,注意不要答成“地磁两极与地理两极的关系”.
28.如图所示,是一种磁性黑板,使用时可以将所用的挂图用小磁铁吸到黑板上,黑板与小磁铁之间的相互作用是通过 磁场 发生的.黑板擦静止不会掉下来,是因为它受到了黑板给它的 摩擦力 .
【分析】磁体周围存在着一种物质,我们称之为磁场,而磁体间的作用正是通过磁场而发生的.物体处于平衡状态,一定受到平衡力的作用.一对平衡力必须符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上.
【解答】解:磁铁的周围空间存在着磁场,磁体间的相互作用是通过磁场而发生的.
磁性黑板上的黑板擦不会掉下来,说明黑板擦处于平衡状态,受到平衡力的作用,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,在水平方向上受到的磁性黑板的引力和黑板对黑板擦的支持力是一对平衡力;黑板擦不会掉下来,是因为它受到摩擦力等于重力.
故答案为:磁场;摩擦力.
【点评】磁场虽然看不见、摸不着,但它是确实存在的,磁极间的相互作用就是通过磁场而发生作用的.
29.如图所示,a、b分别为两个条形磁体的某一端磁极,根据图中磁感线的分布,可以判断a、b为 同名 (选填“同名”或“异名”)磁极,其中a为 N 极.
【分析】磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极;磁场中的小磁针静止时,N极指向与该点磁场方向相同.
【解答】解:由图可见,磁感线从a极和b极出发,并且互相排斥,因此a、b为同名磁极,都是N极.
故答案为:同名;N.
【点评】常见磁铁的磁感线的形状应牢记:如条形磁铁、蹄形磁铁、通电螺线管等
30.能在水平面内自由转动的小磁针静止后总是指向南北方向,是因为受到 地磁 场的作用,小磁针不指向正南、正北方向是因为地磁南北极与地面南北极并不重合,当小磁针静止后,小磁针北极实际上指向 地磁南极 (“地磁北极”、“地磁南极”)
【分析】(1)地球是一个巨大的磁场,周围存在着地磁场;
(2)地磁的南北极和地理的南北极是相反的,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,存在着磁偏角.
【解答】解:
能在水平面内自由转动的小磁针静止后总是指向南北方向,是因为受到地磁场的作用,小磁针的北极指向地理北极,实际上是地磁南极.
故答案为:地磁;地磁南极.
【点评】指南针指南北的原因是受到地磁场的作用,注意指南针是在水平面内自由转动后,小磁针静止时才指向地磁体的南北极,与南北方向稍有偏差.
31.指南针能正常工作是由于地球周围存在着 地磁场 .已知该磁场的N极在地理南极的附近,则正常工作的指南针静止时指向南方的是它的 S (N/S)极.
【分析】磁体周围存在着磁场,磁场对放入磁场中的磁体有力的作用;小磁针在磁场中,N极的指向为磁感线的方向.
【解答】解:
地球本身是一个大磁体,所以地球的周围存在磁场,指南针放入地磁场后能指示一定的方向;磁场的N极在地理南极的附近,则磁感线的方向是从N极出来,指向S极;小磁针静止时N极的指向与磁感线方向相同,故指南针静止时指向南方的是它的S极.
故答案为:地磁场;S.
【点评】本题考查了学生对磁场、地磁场和磁感线的了解和掌握,一定要了解磁场是一种客观存在的物质,磁场是有方向性的,磁感线描述磁场的方法叫“模型法”.
32.由甲、乙两根外形、颜色都相同的钢棒,两端没有任何标记,其中有一根是永磁体.现将甲水平放置,手握乙从甲的一端移向另一端,如图所示,若移动过程中手感到受力均匀,则可以肯定: 乙 是永磁体.原因是: 条形磁铁的两个磁极磁性最强,移动过程中手感到受力均匀,说明乙有磁性,甲没有磁性 .
【分析】条形磁体两端磁性最强,中间磁性最弱,根据这条规律进行判断.
【解答】解:如图,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,说明是乙的磁极吸引不具有磁性的钢棒,所以甲没有磁性,乙具有磁性;若两钢棒间吸引力先由大变小,然后由小变大,说明是具有磁性的甲两端磁性最强,对钢棒乙的吸引中间最弱,两端最强,所以甲有磁性,乙没有磁性.
故答案为:乙; 条形磁铁的两个磁极磁性最强,移动过程中手感到受力均匀,说明乙有磁性,甲没有磁性.
【点评】这是鉴别外形相同的钢棒,一个有磁性,一个没有磁性的方法之一,还可以把甲的一定放在乙的中间,如果吸引,甲有磁性,乙没有磁性.
33.如图所示实验,把一个钕磁铁(强力磁铁)通过铜管时,磁铁下降缓慢;越强的磁铁和厚的铜管,磁铁下降越慢.分析其原因是:钕磁铁下降时,在铜管中产生了 电流 ,随即使铜管周围产生磁场,与钕磁铁产生相互作用,使磁铁下降减慢.钕磁铁减少的机械能最终会转化为 内能 .
【分析】强磁铁通过钢管时,导致铜管的磁通量发生变化,从而产生感应电流,出现感应磁场要阻碍原磁场的变化,导致强磁铁受到一定阻力.
【解答】解:当磁铁下降时会导致铜管的磁通量发生变化,产生感应电流,从而铜管出现感应磁场,与钕磁铁产生相互作用,使磁铁下降减慢.钕磁铁减少的机械能最终会转化为内能.
故答案为:电流;内能.
【点评】本题考查了电磁感应、电流周围的磁场以及磁场间的相互作用,属于电磁学基础知识的考查,相对比较简单.
34.磁体间力的作用是通过 磁场 发生的.如图的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,若在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向 Q 处(选填“P”或“Q”)
【分析】磁场的性质是对于放入其中的磁体产生磁力的作用;磁感线是为了描述看不见的磁场而引入的,磁感线的曲线方向表示磁场的方向,磁场方向跟放在该点的小磁针的北极指向一致.
【解答】解:磁体间力的作用是通过磁场发生的;
根据图示的磁感线方向可知,b点的磁场方向指向Q,也就是小磁针静止在该点时北极所指的方向,即N极指向Q点.
故答案为:磁场;Q.
【点评】本题考查了磁感线的方向与磁场方向一致的应用,要会根据磁感线方向确定磁场的方向.
三.作图题
35.(2017?柳州)如图所示,请标出小磁针静止时的N极和磁感线的方向.
【分析】根据磁极间的相互规律可确定小磁针的NS极,磁体周围的磁感线是由北极出发回到南极的.
【解答】解:
由异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为S极,右端为N极,磁体周围的磁感线是由北极出发回到南极的.如下图所示:
.
【点评】此题主要考查的是学生对磁极间的相互规律和磁场方向的理解和掌握,是一道基础性的题目.
36.(2017?菏泽)如图所示,标出通电螺线管的N极和S极.
【分析】由图可知小磁针的指向判断磁感线的方向,从而确定螺旋管的极性.
【解答】解:磁感线是从磁体的N极出来回到磁体的S极的;小磁针N极指向与磁感线的方向是相同的,由图可知,螺旋管的左端应为N极,右端为S极.如图所示:
【点评】小磁针在磁场中静止时N极的指向为该点的磁场方向,也为该点次磁感线的方向.
37.(2017?桂林)请在图中标出条形磁体旁静止的小磁针的N、S极.
【分析】根据条形磁铁的N、S极,利用磁极间的作用规律可以确定小磁针的N、S极
【解答】解:
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,则小磁针的左端是N极,右端是S极.如下图所示:
【点评】此题主要考查了磁极间的相互作用的规律,是一道基础作图题.
四.实验探究题
38.在物理学中,磁感应强度(用字母 B 表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强.
(1)图甲为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知,该磁极为 N 极,若在2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图乙中的 丙 ;位置1处磁感应强度 大于 位置2 处的磁感应强度(填“大于”、“小于”或“等于”).
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻.某磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度B变化的图象如图丙所示.根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 增大 . (填“增大”或“减小”)
(3)利用该磁敏电阻的R﹣B 特性曲线可以测量磁场中各处的磁感应强度.
①将该磁敏电阻R放置在图甲磁场中的位置1 处. 小吴设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,并连接成如图丁所示的实验电路,其中磁敏电阻所处的磁场未画出.
②正确接线后,测得的数据如下表格所示.该磁敏电阻的测量值为 500 ?.
根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线(图丙)可知,位置1 处的磁感应强度为 1.0 T.
1
2
3
U/V
1.5
3.0
4.5
I/mA
3.0
6.0
9.0
【分析】(1)由磁感线的方向确定条形磁铁的磁极,由小磁针N极受力确定N极指向;磁感线的方向表示的是磁场的方向,磁感线的疏密程度表示的是磁场的强弱.由此入手可以确定位置1处磁感应强度与位置2处的磁感应强度的强弱关系.
(2)由图象可知随B的变大,电阻逐渐变大;
(3)由欧姆定律可知电阻的阻值,由这个阻值可以图象出找到对应的坐标点,即可求得对应的磁感应强度;由位置的变化可得出电阻的变化,由电路的特点可知电流的变化及电压的变化.
【解答】解:
(1)由图甲可知,磁感线从下端发出,故该磁极为N极;
2处的磁场方向竖直向下,若在2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其N极指向与磁场方向相同,故小磁针的N极向下,丙图正确;
1处的磁感线比2处的磁感线更密,故1处的磁感应强度大于2处;
(2)由图可以看出,磁场增强时,磁敏电阻的阻值增大.
(3)②由I=可得,该磁敏电阻的测量值为:R===500Ω;
③由图丙可知,当R=500Ω时,磁感应强度为1.0T.
故答案为:(1)N;丙;大于;(2)增大;(3)②500;③1.0.
【点评】本题问题较多,但只要能将其折分为几个小题来处理即可简单化解:如(1)考查的是条形磁铁的磁场分布特点,(2)考查图象的分析,(3)考查电路知识,(4)考查串联电路的特点.
39.磁感应强度B用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉,符号是“T”,为了探究磁铁外轴线上磁感应强度的大小,小刚设计了如图1所示的电路,图甲电源电压6V,R为磁感电阻.其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2.
(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,电流表的示数为A.闭合S1和S2,将图乙中滑动变阻器的滑片P向移动,图甲中电流表的示数逐渐减小.
(2)闭合S1和S2,滑片P不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R,测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度B的数值如下表.请计算x=3cm时,B= 0.6 T.
x/cm
1
2
3
4
5
6
I/mA[来.
10
12
15
20
30
46
B/T
0.68
0.65
0.51
0.40
0.20
【分析】(1)据题可知,此时的电源电压是6V,且此时的磁场强度为零;图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的时速逐渐减小,据此分析即可判断规律;
(2)x=5cm时,对于图表得出电流是30mA,据欧姆定律可以判断电阻大小,进而判断磁场的强弱;
【解答】解:(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,即磁场强度为零,据图2可知,此时的R=100Ω,故此时电路中的电流是:I===0.06A;图甲中电流表的示数逐渐减小,故电路的电阻变大,故巨磁电阻的阻值变大,所以巨磁电阻所处的磁场变强,所以滑动变阻器的有效电阻变小,故滑片P向右移动;
(2)x=3cm时,对于图表得出电流是15mA,据欧姆定律可知,R===400Ω,故对应磁场的强度是0.6T;
故答案为:(1)0.06;右;(2)0.6.
【点评】此题考查了电路的分析、欧姆定律的应用等知识点,是一道综合性的计算题,难度较大.
五.解答题
40.阅读下面短文,回答问题.
善变的软磁铁
图甲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,体验者推动如图乙所示的软磁铁A缓慢地向永磁铁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.
根据上述内容回答:
(1)开始体验时,体验者缓慢用力推软磁铁时,永磁铁B与软磁铁A之间相互排斥,此时,下列说法正确的是: B (选填选项前的字母)
A.B对A的斥力与体验者对A的推力,是一对相互作用力
B.B对A的斥力与A对体验者的推力,是一对相互作用力
C.B对A的斥力与体验者对A的推力,是一对平衡力
D.B对A的斥力与A对B的斥力,是一对平衡力
(2)图乙中,当永磁铁B和软磁铁A间相互排斥时,此时软磁铁的左端是 N 极;当它们接近到一定距离时,两磁铁间相互作用变为吸引时,此时软磁铁A的左端是 S 极.(N/S)
(3)写出一条与硬磁铁相比,软磁铁的突出特点 易被磁化 .如果一个软磁铁还留有磁性,把它的磁性消除或减弱的办法是: 高温或敲击 .(写出一条即可)
【分析】(1)物体间力的作用是相互的;
(2)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
(3)软磁体易被磁化,磁性也易消失,通过敲打和加热退磁.
【解答】解:(1)物体间力的作用是相互的,开始体验时,永磁铁对软磁铁有斥力,软磁体对永磁铁也有斥力,它们是一对相互作用力;故B正确,ACD错误;
(2)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,图中乙中,当永磁铁B和软磁铁A间相互排斥时,因为永磁体B的右端是N极,所以软磁铁的左端是N极;
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.
(3)软磁体易被磁化,磁性也易消失,故与硬磁铁相比,软磁铁的突出特点是易被磁化;磁性消除或减弱的办法是敲打和加热.
故答案为:(1)B;(2)N;S;(3)易被磁化;高温或敲击.
【点评】本题考查了磁极间的作用规律和软磁性材料的应用,认真审题得出相关信息是关键.