16.1 从永磁体谈起
第2课时 磁场
一、选择题
1．爱因斯坦曾说过：“磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在。”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
2．2019·聊城
关于磁场和磁感线，以下说法错误的是( )
A．磁体周围存在着磁感线
B．磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
C．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极
D．磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向
3．图16－1－17中磁体周围的磁感线分布情况正确的是( )
图16－1－17
4．如图16－1－18所示，甲、乙分别为不同条形磁铁的磁极，它们中间是已知极性的条形磁铁，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线。则可以判断甲、乙两个磁极依次是( )
图16－1－18
A．N、N
B．S、S
C．N、S
D．S、N
5．2019·烟台
甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据如图16－1－19所示的小磁针静止时的指向，可以判断
( )
A．甲是N极，乙是S极
B．甲、乙都是N极
C．甲、乙都是S极
D．甲是S极，乙是N极
图16－1－19
6．如图16－1－20所示是蹄形磁铁的磁场分布图，下列说法正确的是( )
图16－1－20
A．该蹄形磁铁的左端为S极，右端为N极
B．a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
C．置于a点的小磁针，静止时南极指向右侧
D．磁感线是为了研究方便而引入的一种模型
7．一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静止。某时刻开始小磁针所在的区域出现水平向右的磁场，磁感线如图16－1－21所示，则小磁针在磁场出现后( )
图16－1－21
A．两极所受的力是平衡力，所以不会发生转动
B．两极所受的力方向相反，所以会持续转动
C．只有N极受力，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右
D．两极所受的力方向相反，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右
8．2019·长沙
指南针是我国古代的四大发明之一，下列有关指南针和地磁场的说法正确的是
( )
A．指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用
B．指南针静止时南极指向地理北极
C．如果地磁场消失，指南针还能指示南北方向
D．信鸽是靠绑在身上的小磁体实现导航的
二、填空题
9．2019·北京
在条形磁铁四周放置的小磁针静止时的指向如图16－1－22所示，图中小磁针涂黑的一端为它的N极，由此可以判断出条形磁铁的A端是__________(选填“N”或“S”)极。
图16－1－22
10．如图16－1－23所示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________(选填“P”或“Q”)处。
图16－1－23
11．古文《论衡·是应篇》中记载：“司南之杓(用途)，投之于地，其柢(握柄)指南。”学术界据此于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上。
(1)如图16－1－24甲所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的________(选填“N”或“S”)极。
图16－1－24
(2)1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南，如图乙所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的________(选填“B”“C”“D”或“E”)处打磨成磁勺的A端。
三、作图题
12．2020·泰州
如图16－1－25所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向(用箭头表示)。
图16－1－25
13．如图16－1－26所示，请根据小磁针静止时的指向标出磁体的N、S极和磁感线的方向。(小磁针涂黑的一端为N极)
图16－1－26
14．2019·衡阳
地球周围存在着磁场，如图16－1－27所示，请标出地磁场的N极和小磁针静止时的N极。
图16－1－27
四、实验探究题
15．2020·宁波
1852年，法拉第经过深入的思考和大量的尝试，建立了“力线”的概念。他认为在磁极周围充满了力线，依靠力线将磁极间的作用联系起来。他还利用细铁屑把这种所谓的“力线”形象地呈现出来。小科进行了如下实验：①在玻璃板上均匀地撒上一层薄薄的细铁屑；②把玻璃板放在条形磁铁上，观察细铁屑的分布情况；③轻敲玻璃板，再观察细铁屑的分布情况。请回答：
(1)如图16－1－28所示为实验步骤③得到的细铁屑分布情况。请你画出经过A点的磁感线。
图16－1－28
(2)实验步骤②中未敲玻璃板“力线”未能通过细铁屑呈现出来，而步骤③中轻敲玻璃板“力线”能通过细铁屑呈现出来。上述原因分别是什么？
详解详析
1．B
2．A [解析]
磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，磁感线不是真实存在的，故A错误；磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，故B正确；磁体外部的磁感线是从它的北极出来，回到它的南极，故C正确；磁场中的小磁针静止时，北极所指的方向跟该点的磁场方向一致，故D正确。
3．B 4.A 5.B
6．D [解析]
磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线，由图可知该蹄形磁铁的左端为N极，右端为S极，故A错误；磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故a处磁场比b处弱，故B错误；小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁感线方向一致，所以a处的小磁针静止时南极应指向左侧，故C错误；磁感线不是真实存在的，而是为了研究方便假想的线，故D正确。
7．D [解析]
某时刻开始小磁针所在的区域出现水平向右的磁场，小磁针将会受到磁场力的作用，且N极受力方向与磁场方向相同，水平向右；S极受力方向与磁场方向相反，水平向左。所以小磁针会发生转动，最终小磁针在磁场中静止，N极指向水平向右。
8．A [解析]
地球是一个巨大的磁体，它对放入其中的磁体产生磁力作用，指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用，故A说法正确；指南针静止时南极指向地磁北极，即地理南极附近，故B说法错误；如果地磁场消失，指南针能停在任意方向，故C说法错误；信鸽是靠地磁场来实现导航的，倘若在信鸽身上绑上一个磁体会干扰它，故D说法错误。
9．N [解析]
由图知，左侧的小磁针静止时S极都指向A端，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，条形磁铁的A端为N极，B端为S极。
10．弱 Q
[解析]
磁感线的疏密程度代表磁场的强弱，所以a点的磁场比b点要弱；b点磁感线的方向就是小磁针静止时北极的方向，所以b点小磁针的N极指向Q。
11．(1)S (2)D
[解析]
(1)磁勺在正确指南时，根据地理南极在地磁N极附近，异名磁极相互吸引可得，其A端为该磁体的S极。(2)如题图乙所示，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端。
12．如图所示
[解析]
由题图可知，小磁针的N极指向左边，根据异名磁极相互吸引可知，条形磁体的右边是N极，左边是S极；而磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以A点处的磁场方向指向条形磁体的S极。
13．如图所示
14．如图所示
[解析]
地磁场的北极在地理的南极附近，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以可以确定磁感线的方向是向上的。小磁针放在该点静止时，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的上端为N极。
15．(1)如图所示
(2)把撒有细铁屑的玻璃板放在条形磁铁上后，细铁屑被磁化，磁体会对细铁屑产生磁力的作用；由于细铁屑与玻璃表面之间存在摩擦，细铁屑受到的磁力不足以克服摩擦而改变位置或排列方向，所以细铁屑排布尚无规律；由于轻敲玻璃板，玻璃板受力而振动，细铁屑因为惯性保持静止状态，使细铁屑与玻璃板间弹力减小，甚至短暂分离，此时，被磁化的细铁屑在磁力作用下会围绕磁铁呈辐射状有规律地排列起来。16.1 从永磁体谈起
第1课时 磁体
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
2．2020·邵阳改编
指南针是我国古代的四大发明之一，如图16－1－3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( )
图16－1－3
A．指南针的南极，地理的南极
B．指南针的北极，地理的北极
C．指南针的北极，地理的南极
D．指南针的南极，地理的北极
3．在研究“磁极间的相互作用规律”时，实验小组的同学分别设计了四个方案，其中最合理的是( )
A．两人各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近
B．将放在粗糙木板上的两块条形磁铁的磁极相互靠近
C．用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁中间
D．用条形磁铁的一个磁极分别靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的两端
4．如图16－1－4所示是三根形状相同的钢棒用细线悬挂静止后的位置，由此可以判定
( )
图16－1－4
A．都是磁体
B．都不是磁体
C．至少有两个是磁体
D．只能有两个不是磁体
5．2020·杭州
有外形相同的两根钢条M、N，按图16－1－5甲、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( )
图16－1－5
A．M无磁性，N无磁性
B．M无磁性，N有磁性
C．M有磁性，N无磁性
D．M有磁性，N有磁性
6．如图16－1－6所示，条形磁铁的一端吸引着两根大头针，图中表示正确的是
( )
图16－1－6
A．甲
B．乙
C．丙
D．都不正确
二、填空题
7．2019·桂林
一块磁体，无论被分割得多么小，总存在________极和________极。
8．如图16－1－7甲所示，磁体能吸引大头针，是因为磁体具有________性，被磁体吸引的大头针能吸引其他的大头针，是因为大头针被________。如图乙所示的司南是把天然磁石打磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“底盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方，说明长柄是磁体的________极。
图16－1－7
9．小娴不小心将甲、乙两磁体棒各摔成两半，其破裂情况如图16－1－8所示。若将两磁体棒按原状自然接合，则甲棒两半将互相________，乙棒两半将互相________。
图16－1－8
10．如图16－1－9所示，小科在实验室发现一枚钢针，为能快速利用小磁针判断①钢针是否有磁性，②若有磁性则磁极如何分布，小科画出思维导图(如图16－1－10所示)，请补充完整：(1)__________；(2)________________。
图16－1－9
图16－1－10
11．如图16－1－11所示，磁悬浮地球仪应用了________(选填“同”或“异”)名磁极相互排斥的规律，磁悬浮地球仪悬浮静止时，底座对地球仪的斥力与地球仪受到的重力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
图16－1－11
12．桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁铁A的N极和B的S极如图16－1－12甲所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会________(选填“增加”“不变”或“减少”)。如图乙所示，将一根长度略大于两磁体间距的软铁棒，轻轻放在两磁体上，则被吸附的铁屑会________(选填“增加”“不变”或“减少”)。
图16－1－12
三、作图题
13．如图16－1－13甲、乙、丙所示，根据小磁针N极的指向标出磁体的磁极。
图16－1－13
四、实验探究题
14．2019·海南
小谦在探究“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极间的距离有什么关系呢？
(1)你的猜想是__________________________。
(2)小谦用如图16－1－14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，用到的科学方法是________法。
图16－1－14
(3)小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大。小月认为：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，还应研究甲、乙两块磁体相互________时，磁体间作用力与距离的关系。
15．2019·台州
能写红黑双色的磁画板截面如图16－1－15所示，按下写字笔黑色按钮写出黑色的字，按下红色按钮写出红色的字，刷子左右移动则字消失。下列说法正确的是( )
图16－1－15
A．刷子可以用铁制作
B．写黑字时笔尖为S极
C．写红字时笔尖为N极
D．写字的原理是同名磁极相互排斥
详解详析
1．A [解析]
由题意知，矿石可以吸引铁钉，则说明该矿石具有磁性。
2．A [解析]
磁体在自由转动后静止时，一端指南一端指北，指向地理南极的一端为磁体的南极，指向地理北极的一端为磁体的北极，故A正确，BCD错误。
3．D [解析]
当两人各拿一块条形磁铁时，由于外力的作用，在主观感觉上容易产生误判，故A不是最佳方案；若两块条形磁铁的磁性都不是很强时，放在粗糙木板上，实验现象就不是很明显，故B不是最佳方案；条形磁铁的中间磁性最弱，两端磁性最强，故要验证磁极间的相互作用规律应该让两极去靠近，故C不是最佳方案；当用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的两端时，若是同名磁极则相互排斥，而且观察到另一磁体会旋转，直到异名磁极相互吸引，现象较明显，故D方案最合理。
4．C [解析]
根据磁体的吸铁性和磁极间的相互作用规律可知，只要两根钢棒中一根有磁性，它就能吸引另一根钢棒；如果这两根钢棒都有磁性，且互为异名磁极，也相互吸引。由题图可知，b、c相互排斥，说明都是磁体，a有无磁性均可。
5．D [解析]
由题意可知，将M、N按甲、乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力，因为磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱，所以，在图甲中，钢条M的中间位置几乎没有磁性，N却能吸引M，说明钢条N具有磁性；同理，由图乙可知，钢条M也具有磁性，故D正确。
6．A [解析]
针尖靠近磁体S极，故针尖被磁化后都为N极，此时针帽都为S极，根据同名磁极相互排斥可知甲表示正确。
7．南(S) 北(N) [解析]
磁体有南北两极，磁极总是成对出现的，总存在南(S)极和北(N)极。
8．磁 磁化 S(南)
9．吸引 排斥 [解析]
当圆柱形磁体水平断开后，如图甲所示，就会形成两个磁体，其中断面处分别是刚形成的两个磁体的N、S极，所以当两者靠近时，会相互吸引。当圆柱形磁体竖直断开后，如图乙所示，两个磁极在上下两个圆形面上，两个断开后的磁体的上面和下面仍为同名磁极，所以在靠近时会相互排斥。
10．(1)相互排斥 (2)钢针没有磁性
[解析]
根据小磁针和磁极之间的相互作用情况来判断钢针是否有磁性：①将钢针靠近小磁针的N极，若相互排斥，则钢针一定有磁性；②若相互吸引可能是异名磁极也可能没有磁性，再用a端靠近S极，若相互吸引，则钢针没有磁性，若相互排斥，则钢针有磁性。
11．同 是
12．减少 减少
13．如图所示
14．(1)磁极间的距离越近，磁体间的作用力越大
(2)转换 (3)排斥
[解析]
(1)由生活经验可提出猜想，即磁极间的距离越近，磁体间的作用力越大。(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)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，故还应研究甲、乙两块磁体相互排斥时，磁体间作用力与磁极间距离的关系。
15．A [解析]
写黑字时小磁体的S极被吸引，说明写黑字时笔尖是N极，故B错误；写红字时小磁体的N极被吸引，说明写红字时笔尖是S极，故C错误；要想把写的字去掉，需要把笔尖吸引的小磁体恢复到原来的位置，这就要用一个磁性材料去吸引，可以用软铁吸引，即可以用软铁制成刷子，故A正确；写字时是靠异名磁极相互吸引来完成的，故D错误。
