第1节 指南针为什么能指方向学案（磁体与磁感线）（所附练习无答案）

2019浙教版八年级下——1.1磁体与磁感线


大家都知道，鸟类是可以通过地磁场进行导航的。但是，鸟类是怎样知道地磁场的呢？最新的研究显 示，鸟的眼睛内有具备观测磁场和光线能力的细胞。鸟类观测磁场的方式与它们观测树木、岩石和其它常 见物体的方法大体相同。一种解释是，飞行的鸟类将磁场叠置在下面的地形上，就如同现代战斗机上安装 的平视显示器一样，这样鸟类就可以凭借磁场远距离飞行而不会迷失方向。
研究人员发现，遮住鸟类的右眼，它们就无法有效导航，而它们的左眼被眼罩罩住时，它们 仍能非常完美的导航。据此，研究人员认为鸟类 其实能用右眼看到磁场，并把信息传递给左脑。 磁力图产生的明、暗阴影，鸟类利用它们的
正常视觉就能看到。当鸟儿转动脑袋时，阴影会发生变化，鸟儿把阴影的图案当做视觉指南针， 用来判断方向。
科学家认为，鸟儿视网膜上的分子在遇到蓝光时，会变成活跃状态，每个分子拥有一个不成对电子，形成一个“自由基对(radical pair)”。磁场的出现对这些自由基对分子重新恢复到不活跃状态所需的时间产生影响。
视觉和磁力图的光线和阴影都会发生变化，不过视觉图一般有更鲜明的线条和边缘，而磁力图从明到暗是渐变的。德国法兰克福市歌德大学的卡特琳·斯塔普特领导的这些研究人员发现，当这种磁感失真时， 明暗图变得毫无意义，因为鸟类此时无法分辨哪些是从视觉图获得的信息，哪些是从磁力图获得的。
斯塔普特决定通过给知更鸟佩戴眼罩(一面是透明金属，另一面是磨砂金属)，检测这些理论。眼罩的两 面是半透明的，可使 70%的光进入，但是磨砂一面的图像显得更模糊。研究人员准备好一切后，先把鸟儿放进笼子里，直到该迁徙的时候才把它们放出来。
鸟儿被放进一个漏斗形状的笼子里，笼壁上涂着流体物质，鸟儿要通过细口才能飞出去。如果鸟儿碰 到笼壁，就会蹭掉液体物质。结果显示，没戴眼罩的鸟和左眼戴眼罩的鸟儿像人们希望的那样，直接飞了 出去，而那些右眼戴眼罩的鸟儿因为分不清方向，朝哪个方向飞的都有。

磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。
二、磁体
概念：具有磁性的物质叫做磁体。

分类：
软磁体：软铁 硬磁体（永磁体）：钢
人造磁体：条形磁体、蹄型磁体、小磁体、环形磁体 天然磁体
三、 磁极：磁体上磁性最强的部分（任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的）
两个磁极：南极（S）指南的磁极叫南极，北极（N）指北的磁极叫北极。
磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
【见例 1-2】



四、 磁化
概念：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
方法：用一个磁体在磁性物体上沿同一方向摩擦，就可使这个物体变成磁体。


五、磁场

【见例 3】

概念：在磁体周围存在的一种物质，能使磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，我们把它叫做磁场。
基本性质：磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用。
磁场的方向：
规定——在磁场中的任意一点，小磁针静止时，N 即所指的方向就是那点的磁场方向。注意——在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。
六、磁感线
概念：为了形象地描述磁场，在物理学中，用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描述下来，这些曲线就是磁感线。
方向：为了让磁感线能反映磁场的方向，我们把磁感线上都标有方向，并且磁感线的方向就是磁场方向。
特点：①磁体外部的磁感线从 N 极出发回到 S 极。（北出南入）
②磁感线是有方向的，磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致。
③磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱。
④磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交。
几种常见类型磁体的磁场画法：

【见例 4-5】

七、地磁场
概念：地球周围存在着磁场叫做地磁场。
地磁场的 N 极在地理的南极附近，磁场的 S 极在地理的北极附近。
应用：鸽子、绿海龟（利用的磁场导航）
磁偏角：由我国宋代的沈括发现的。
【见例 6】












橡皮泥具有很强的可塑性，深受小朋友们的喜爱。现在有一种爱吞磁铁的橡皮泥，把高强磁铁放在旁边， 磁铁会被慢慢吞噬（如图所示）。磁铁会被吞噬的原因是（ ）
橡皮泥中含有磁性物质
橡皮泥有较强的粘连性
高强磁铁具有动能
橡皮泥受到磁铁的压力
如图所示，弹簧测力计下悬挂一个小磁体，小磁体下端为 S 极，其处于水平放置的条形磁体的 N 极的正上方，当弹簧测力计和小磁体逐渐向右移至条形磁体的 S 极的正上方的过程中，弹簧测力计示数变化情况 是 （ ）
A．不断变大 B．先变大后变小
C．不断变小 D．先变小后变大

为了得出条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性，某同学设计了以下四个实验，其中不能达到目的是
（ ）
将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球
将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近
将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧秤下向右移动
将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁铁提起


铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁，当磁体靠近它或者与它接触时，它便有了吸引钢铁的性质，也就是被磁化了。软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料；而钢等物质在磁化以后，磁性能够保持，成为硬磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息，录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒，录音时，声音先转变成强弱变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱变化的磁场，磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。请回答：
磁性材料分为哪两类？
磁记录应选用哪一类磁性材料？
哪些地方用到了磁记录？
如图所示，将一根条形磁铁从上方靠近铁棒（并不接触铁棒），这时铁棒吸引铁屑，把条形磁铁移开后
（ ）
铁棒和铁屑磁性消失，铁屑落下
铁棒和铁屑已成为一体，永远不会分离
铁棒和铁屑相互吸引，铁屑不落下
铁棒和铁屑相互排斥，铁屑落下
下列几种物质中，不能被磁化的是（ ）
A．铝 B．铁
C．钴 D．镍




如图是条形磁体的磁感线分布， 图中的 E、F、P、Q 四点， 磁场最强的是（ ）
A．E 点
B．F 点
C．P 点
D．Q 点
在研究两个靠近的异名磁极周围磁感线的分布时，某同学提出了以下四种猜想：

利用所学知识可以，断定猜想 和 肯定是错误的，判断的依据是：磁体外部的磁感线都 是 。
请设计一个简单实验，验证剩下的两个猜想是否正确。
下面是四位同学根据小磁针静止时的指向，画出的磁极和磁感线方向，其中正确的是（ ）




关于地磁场的说法中正确的是（ ）
地球的南极对应地磁场的南极
地球的北极对应地磁场的南极
地球的南北极磁性比地球赤道处的磁性小
放在地球赤道处的小磁针静止时 N 极指向地球南极
在地球表面的某位置，发现自由转动的小磁针静止时沿竖直方向，且 S 极向下（提示：指向地心为下， 远离地心为上），则小磁针所在位置在地球的（ ）
A．北磁极附近 B．南磁极附近
C．赤道附近 D．以上均有可能
地球是一个巨大的球体，下列图中有关地磁体的示意图正确的是（ ）








题组训练 A 组
如图以下的 A、B、C、D 中，前两者说明磁体外磁感线分布的情况，后两者说明在磁场中静止小磁针的指向，其中正确的是（ ）

甲、乙两个磁极之间有一个小磁针，小磁针静止时的指向如图所示．那么（ ）
甲、乙都是 N 极
甲、乙都是 S 极
甲是 S 极，乙是 N 极
甲是 N 极，乙是 S 极
关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（ ）
铜、铁和铝都能够被磁体所吸引
磁感线是磁场中真实存在的曲线
磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的
物理学中，把小磁针静止时 S 极所指的方向规定为该点磁场的方向
实验表明，磁体能吸引 1 元硬币，对于这一现象解释正确的是（ ）
硬币一定是铁做的，因磁体能吸引铁
硬币中含磁性材料，磁化后被吸引
硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝
磁体磁性越强，能吸引的物质种类越多
图中所画出的磁极间的磁感线的分布情况，正确的是（ ）


如图是两磁极间磁感线的分布图．下列关于两个磁极的说法正确的是（ ）
左边是 N 极，右边是 N 极
左边是 S 极，右边是 S 极
左边是 S 极，右边是 N 极
左边是 N 极，右边是 S 极
关于磁感线，下列说法正确的是（ ）
磁感线是磁场中实际存在的曲线
磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出发，回到磁体南极
小磁针南极在某处受到磁场力的方向跟该处磁感线方向相同
指南针静止时北极所指的方向是地理的南极
1991 年 8 月《新民晚报》报道一则消息：“上海雨点鸽从内蒙古放飞后，历经 20 余天，返回上海市区鸽巢”，信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇．信鸽有高超的认路本领的原因是（ ）
信鸽对地形地貌有极强的记忆力
信鸽能发射并接收某种超声波
信鸽能发射并接收某种次声波
信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向
假设将小磁针放在地理北极上，那么小磁针的 N 极将（不考虑磁偏角）（ ）
A．指北 B．指南 C．竖直向下 D．竖直向上
如图所示的两根钢棒 A、B，已知其中一根有磁性，另一根没有磁性，现在让 B 棒从 A 棒的中央移到右端，若两棒吸引力大小不变，则 棒有磁性；若两棒吸引力由小到大，则 棒有磁性．
某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体 的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：

猜想 1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为 N 极，右侧为 S 极）。猜想 2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为 N 极，下面为 S 极）。
猜想 3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为 N 极，中部为 S 极）。
根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想 3 是错误的．你认为他们判断的依据是
。
为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意 位置都能保持静止．这说明猜想 是错误的。
为了验证剩下的一个猜想是否正确，环形磁体可以 悬挂起来，如果出现现象是 ， 说明该猜想正确．还可以使用 证明该猜想正确与否。
在航模大赛上，小松制作的小船能朝某一固定方向行驶。小明想知道里面到底是用什么控制小船的。于是他让小松拆开小船，发现里面结构如图所示。 该船应该朝 （填方向）行驶，这是由于 。
如图所示的是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：
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 S 极指向图中的 （P/Q）处；同一小磁针在 a 点所受磁场力 （大于/小于/等于）在 b 点所受磁场力；同一条磁感线上 a、b 两点的磁场方向 （相同/不相同）。










题组训练B 组
有两根大头针被磁铁一端吸引，悬在磁铁下方，如图所示的四幅图中能正确反映实际情况的是（ ）

关于对磁感线的认识，下列说法中不正确的是（ ）
磁感线是为描述磁场而画的一种假想的曲线
磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密，表示磁性越强
磁体周围存在一条条曲线，这一条条曲线叫磁感线
磁感线与放不放铁屑无关
如图所示，重为 G 的小铁块在水平方向力 F 的作用下，沿条形磁铁的表面从 N 极滑到 S 极．下列说法正确的是（ ）
小铁块受到的摩擦力始终不变
小铁块对磁铁的压力始终不变
小铁块受到的重力始终不变
小铁块对磁铁的压强始终不变
关于小磁针，下列描述错误的是（ ）
A．小磁针能够吸引铁屑 B．小磁针可以指南北
C．小磁针周围存在磁场 D．小磁针周围存在磁感线
如图所示．在两个完全相同的磁体的不同磁极上吸着铁钉，如果让两个磁体相互靠近并接触，下列说法正确的是（ ）
两铁钉没有相互作用
两铁钉相互吸引，最后落下来
两铁钉相互排斥，最后落下来
无法判断
一根长条形磁铁 a 固定在水平桌面上，一根小条形磁体 b 被弹簧悬挂在磁铁 a 的 S 极正上方，如图所示．当将小磁体 b 水平向右移动直至磁铁 a 的右端 N 极正上方的过程中， 弹簧的长度将（ ）
先变长，后变短
先变短，后变长
不断地变长
不断地变短
如图所示，将大的条形磁铁中间挖去一块，放入一可以自由转动的小磁针，当小磁针静止 时，它的N 极应指向（ ）
左边 a
右边 c
C．b 边或 d 边
D．不能确定
用磁铁的一极在一根缝衣针上沿同一方向摩擦几次，如图，则摩擦后的缝衣针（ ）
可以磁化，且磁化后 A 端为 S 极
可以磁化，且磁化后 A 端为 N 极
可以磁化，但不能确定 A 端的磁极
不能被磁化，所以不会出现磁极
如图，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互相排斥，这是因为（ ）
磁化后两大头针针帽端都是 N 极
磁化后两大头针针帽端都是 S 极
两大头针针帽端被磁铁 S 极吸引
两大头针针帽端被磁铁 N 极吸引


两个外形完全相同的条形铁条 a、b：如图甲，用手拿住 b，a 掉不下来如图乙，用手拿住 a，b 会掉下来，这个现象说明（ ）
A．a、b 均是磁铁 B．b 是磁铁，a 不是
C．a 是磁铁，b 不是 D．a、b 均不是磁铁
小娴不小心将甲、乙两磁铁棒各摔成两半，破裂情况如图所示．若将两磁铁棒按原状自然接合，则甲棒 两半将互相 ，乙棒两半将互相 。
如下左图所示，根据小磁针 N 极的指向标出磁体的磁极和磁感线的方向。
如上右图所示，根据小磁针 N 极的指向确定图中磁体甲、乙端的磁极并绘制磁感线。
某科考队在森林里迷失方向时，队员们用指南针确定方向，如下左图所示为指南针静止时的指向，请在 上图中的圆圈内填写出“东”、“南”、“西”、“北”表示地理方位。







判断磁体的磁极或磁感线的方向，可利用已知磁极的小磁针，如下左图所示，根据小磁针静止的指向（小 磁针被涂黑端为 N 极），标出 U 形磁体的 N、S 磁极和磁感线的方向。

如上右图所示，请标出 A、B 磁体的南北极