第1节 指南针为什么能指方向

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第4章电与磁
第1节 指南针为什么能指方向
联想情景导入
你玩过磁铁吗 将一角、伍角、一元的硬币分别与磁铁接触，你观察到哪些硬币能被磁
铁吸引，哪些硬币不能被磁铁吸引
用一条形磁铁接触铁屑后，你会看到磁铁的两端吸引较多的铁屑，这是为什么呢
将一块条形磁铁用细线悬挂起来，使磁铁能自由转动。当磁铁静止时，你发现磁铁的两
端所指的方向吗
用两块条形磁铁的两端相互接近，然后用其中一块磁铁的另一端与另一块磁铁的一端接
近，你会有什么感觉
将一些铁屑放在你的科学课本上，在课本的下面放一块磁铁。移动磁铁观察课本上面的
铁屑发生什么变化。
我们知道，信鸽能够长途飞行而不迷失方向。科学家们曾做过一个实验：把几百只训练
有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小铁块，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞。结果绝大部分缚铜块的信鸽都能飞回到鸽舍，而缚着铁块的信鸽却全部飞散了。为什么膀下各缚小铁块的信鸽全部飞散。而绝大部分缚铜块的信鸽都能飞回到鸽舍呢
重点知识详解
一、磁体和磁极
1．磁性：磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
实验操作：让磁铁去接近：①大头针；②l元硬币；③5角硬币；④塑料；⑤1角硬币；⑥纸片；⑦回形针。
实验现象：能被磁铁吸引的物体有①②⑦。
实验结论：磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
2．磁体：具有磁性的物体。常见的磁体有条形、针形、蹄形、圆柱形。
3．磁极：磁体上磁性最强的部位。
探究磁体各部分磁性的强弱。
探究思路：用磁体去吸铁屑。
实验现象：如下图所示：
实验结论：磁体两端的磁性最强。中间磁性最弱。
4．南北极：
(1)探究磁体的自然指向。
将小磁针放在针尖上。用手拨动小磁针，观察静止时的指向。
注意：1．不要让磁体靠近它。 2．多做几次你能发现什么规律
实验现象：小磁针静止后的位置总是指向南北方向。
实验结论：悬吊着的磁针，静止时指南的那个磁极叫南极(S极)，指北的那个磁极叫北极(N极)。
5．磁极间相互作用的规律：
把两个磁极靠在一起，观察到现象如下；
实验次数 被靠近磁极 靠近磁极 实验现象
1 N S 吸引
2 N N 排斥
3 S S 排斥
l S N 吸引
实验结论：同名磁极相互排斥。异名磁极相互吸引。
6．磁化：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。
(1)被磁化的物体如果是铁捧，获得的磁性会立即消失。
(2)被磁化的物体如果是钢棒。获得的磁性就会保持较长的时间。
(3)人造磁体：能长久保持磁性的磁体。
(4)制造的原理是：用一个磁铁在一根钢棒上沿同一方向摩擦。
二、磁场和磁感线
(一)磁场
1．磁场：磁体周围存在着一种能传递磁极间相互作用的特殊物质叫做磁场。磁场的
基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用。
2．磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方
向。
(二)磁感线
1.磁感线：在磁场中厕一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁
针北极所指的方向一致，这些曲线叫磁感应线，简称磁感线。
实验操作：在一块玻璃板上均匀撒一些铁屑，然后把玻璃板放在条形磁体上，观
察铁屑的分布有什么变化，轻敲玻璃板。观察铁屑的分布有什么变化。
实验分析：当把撒有铁屑的玻璃板放在条形磁体上，铁屑都将被磁化成了“小磁
针”，轻敲玻璃板时，铁屑离开玻璃板可以自由转动，最后按磁场的分布排列，从
而显示磁场的分布。
2．磁感线的特点：
(1)在磁体外部。磁感线由磁体的北极(N极)到磁体的南极(S极)。
(2)磁感线的方向就是该点小磁针北极受力的方向，也就是小磁针静止后北极所
指的方向。
(3)磁感线密的地方表示该点磁场强，即磁感线的疏密表示磁场的强弱。
(4)在空间每一点只有一个磁场方向，所以磁感线不相交。
3．不同形状磁铁的磁感线。
二、地磁场
地磁场：地球产生的磁场叫地磁场。地磁的北极在地理位置南极附近，地
磁的南极在地理位置北极附近。地理两极与地磁两极并不重合，水平放置的
磁针N极的指向，跟向北地理子午线并不一致，其间有一交角 磁偏角。
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精典例题解析
[例1] 如图所示，弹簧秤下挂一铁球。将弹簧秤自左向右逐渐
移动时，弹簧秤的示数 ( )
A．不变 B．逐渐减少
C．先减小再增大 D．先增大再减小
[解析] 磁体上磁性强弱并不一样。实验证明。磁体两端(磁极)处
的磁性最强，而中间的磁性最弱。因而铁球在条形磁铁的N极和S极处受到的吸引
力最大，在正中处受到的吸引力很小。
[答案] C
[例2] 关于磁场和磁感线，下列说法正确的是 ( )
A．只有在磁铁周围才有磁场
B．磁感线是由铁屑组成的
C．磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到南极
D．在磁场中某点小磁针静止时。南极所指方向就是该点的磁场方向
[解析] 磁场在磁体周围和通电导体周围都存在；磁场方向规定为在磁场中某点小磁针静止
时，小磁针北极所指的方向；磁感线是假想的线，而不是由铁屑组成的。所以正确
选项为C。
[答案] C
[例3] 有一条形铁块，上面的字样已模糊不清，试用多种方法判定它是否具有磁性。
[解析] 判断某物体是否具有磁性，主要可依据磁铁的吸铁性，指向性以及磁极间的相互作
用规律。
[答案] 方法l：根据磁体的吸铁性来判断。取一些磁性物质(如少量铁粉)。如条形铁块能
吸引铁粉，就说明它有磁性。是磁体。
方法2：把条形铁块用细线系住中间，悬吊起来。如果它具有磁性，它将会在地球磁场的作用下，只在南北方向停下来。如果该铁块不具有磁性。就会在任意方向停下来。
方法3：另取一根条形磁铁。用其两端分别先后去靠近条形铁块的某一端。如果两次都能吸引。说明它是铁块，无磁性；如果一次吸引，一次排斥，说明它有磁性。是磁铁。
[例4] 磁体周围一条磁感线的方向如图所示，试确定磁体的N、S极和A点处小磁针的指
向。
[解析] 在磁体周围磁感线从磁体北极出来，回到南极。由磁感线的方向即可判断出磁体的
两极，又因为小磁针在某点时的N极指向与该点磁感线方向一致，那么就能作出一
条通过磁针所在处的磁感线，小磁针N极指向即可得出。从乙图磁感线分布看。两
磁极极性相同。
[答案] 如图所示
考点应试必备
1．一根钢条接近小磁铁，小磁铁的N极被吸向钢条，这一现象说明钢条原来 ( )
A．一定有磁性，接近磁性的一端是S极
B．一定有磁性，但不能确定它的极性
C．一定没有磁性
D．不一定有磁性
2．如图所示。甲、乙两根钢棒，若用甲棒的A1端靠近乙棒的A2端时．有吸引作用；若用
甲棒的A1端靠近乙棒的中部时没有吸引作用。关于这两根钢棒，以下说法中正确的是
( )
A．甲棒没有磁性，乙棒有磁性 B．甲棒有磁性，乙棒没有磁性
C．甲、乙两棒都有磁性 D．甲、乙两棒都没有磁性
3．下面情况中，能断定钢棒原来就有磁性的是 ( )
A．将钢棒的一端靠近磁铁的一端，两者互相吸引
B．将钢棒的一端靠近磁铁的一端，两者互相排斥
C．将钢棒放在磁铁附近，钢棒会被磁化
D．将钢棒靠近铝物质，两者既不吸引又不排斥
4．磁体周围磁感线的分布情况是 ( )
A．在一个平面上 B．在磁体周围的空间
C．磁感线的分布都是均匀的 D．以上没有正确的
5．把下列物体放在磁场中，不会受到磁力作用的是 ( )
A．镍棒 B．铜棒 C．铁片 D．小磁针
6．关于地磁场，下列说法中正确的是 ( )
A．地磁两极跟地理两极完全重合
B．世界上第一个论述磁偏角的科学家是我国的张衡
C．地磁场的磁感线是从地理南极出发，回到地理北极
D．以上没有正确的
7．根据磁感线方向的规定可以知道，小磁针北极在某点所受的磁力方向与该点的磁感线方向 ( )
A．平行 B．垂直 C．相同 D．相反
8．磁悬浮列车将为交通运输事业开辟一方新的天地，下面有关它的说法中不正确的是
( )
A．通过列车底部和下方轨道间的同名磁极相互排斥，可使列车悬浮
B．为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料
C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动
D．列车悬浮行驶时,车体与轨道间无阻力，无震动,运行平稳
9．如图所示。光滑水平面上，放甲、乙两辆同样的小车。甲车上放一个无磁性的条形铁块，
乙车上放一块相同质量的条形磁铁，则 ( )
A．甲车不动，乙车向甲车方向运动 B．乙车不动，甲车向乙车方向运动
C．甲、乙两车同时相向运动 D．甲、乙两车同时反向运动
10．两枚铁质大头针的针尖吸在条形磁铁的N极，发现两枚大头针的针帽一端互相排斥，这
是因为 ( )
A．磁化后两大头针针帽端都是N极 B．磁化后两大头针针帽端都是S极
C．两大头针针帽端被磁铁S极吸引 D．两大头针针帽端被磁铁N极吸引
11．磁体上_________叫磁极，放在水平桌面上能自由转动的小磁针有 _________个磁极，
小磁针静止时指向_______方的磁极叫南极，指向________方的磁极叫北极。
12. 磁极间的相互作用是：同名磁极互相___________；异名磁极互相_________。
13．使原来没有磁性的物体_______叫做磁化。把磁铁的N极靠近铁棒一端，被磁化的铁棒
靠近磁铁一端为_______极，远离磁铁的另一端为_______极。
14．把条形磁铁从中间断为两段，那么这两个断面再靠近时,
将__________ ；如图将喇叭上的圆形磁铁截断后,再让
原断处相对,两半磁铁之间将_________(选填“相互吸
引”或“相互排斥”或“不发生相互作用”)。
15．如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，a
点的磁场比b点的磁场_______(选填“强”或“弱”)；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”)。
16．1991年《新闻晚报》报道一则消息：“上海的信鸽从内蒙古放飞，历经20余天,返回
上海市区鸽巢。信鸽这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇。”人们对信鸽
有高超的认识本领提出了如下猜想：
A．信鸽对地形地貌有超强的记忆力；
B．信鸽能发射并能接收某种超声波；
C．信鸽能发射并能接收某种次声波}
D．信鸽体内有磁性物质，它能借助地磁场辨别方向。
那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢 科学家们曾做过一个实验：把几百只训练有素的
信鸽分成两组．在一组信鸽的翅膀下各缚一块小铁块，而在另一组信鸽的翅膀下各缚
一块大小相同的铜块。然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚
铜块的信鸽都能飞回到鸽舍，而缚着铁块的信鸽却全部飞散了。
(1)科学家的实验结果支持上述哪个猜想 ________(填字母)。
(2)缚铜块的信鸽能从很远的陌生地方飞回鸽巢是因为铜块________填“是”或“不是”)磁性物质。
参考答案：
第1节 指南针为什么能指方向
1．D 2．A 3．B 4．B 5．B 6．C 7．C 8．C 9．C 10．A
11．磁性最强的地方 两 南 北
12．排斥 吸引
13．具有磁性的过程S N
14．相互吸引 相互排斥
15．弱 Q
16．(1)D (2)不是
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