1.1
指南针为什么能指方向
一．选择题（共16小题）
1．（2020春?温州期中）小明设计了下列四个实验，来验证“条形磁铁的磁性两端强、中间弱”的特性。其中不能达到实验目的的是（ ）
A．甲实验中，将条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B．乙实验中，将两根条形磁铁相互平移靠近
C．丙实验中，将条形磁铁沿水平方向从挂有铁块的弹簧测力计下方向右移动
D．丁实验中，将放在一堆大头针上的条形磁铁提起
【解答】解：
A、甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球，小球会跑到磁体的两极上，而中间部分没有，说明两端磁性强，中间弱，故A不符合题意；
B、乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近，由于越来越近，磁体之间的引力越来越大，但是感觉不到中间磁力和两端磁力的差异，故B符合题意；
C、丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动，弹簧测力计的示数先变小后变大，说明两端磁性强，中间磁性弱，故C不符合题意；
D、将丙实验中放在一堆大头针上的条形磁铁提起，磁体两端的大头针数目多，中间几乎没有，说明两端磁性强，中间磁性弱，故D不符合题意。
故选：B。
2．（2020?绍兴模拟）实验室有一根钢棒，下列做法叙述中，能确定钢棒具有磁性的有（ ）
①用该钢棒去吸引磁铁，能吸引
②将该钢棒中点系上细线，悬挂起来，拨动钢棒，发现最后总是指向南北
③用该钢棒去吸引小铁钉，能吸引
④将钢棒与一个强磁体放在一起，一段时间后，发现钢棒也有磁性
A．①②
B．②③
C．①③
D．②④
【解答】解：
①用该钢棒去吸引磁铁，即使钢棒没有磁性，条形磁体也会吸引钢棒，所以不能确定钢棒是否具有磁性；
②磁体由于受到地磁场的作用，当其自由静止时，要指向南北方向，因此，将该钢棒中点系上细线悬挂起来，拨动钢棒，发现最后总是指向南北，可以确定钢棒具有磁性；
③用该钢棒去吸引小铁钉，能吸引，根据磁体可以吸引磁性物质的特性可知，可以确定钢棒具有磁性；
④将钢棒与一个强磁体放在一起，一段时间后，发现钢棒也有磁性，钢棒有可能被磁化，也有可能钢棒本来就有磁性，故不能确定钢棒是否具有磁性。
综上所述，②③的做法可以确定钢棒具有磁性。
故选：B。
3．（2019?西湖区一模）如图所示，小金同学将数枚一元硬币放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列说法正确的是（ ）
A．“硬币桥”上最外侧的硬币没有磁性
B．“硬币桥”最中间的磁性最强
C．两枚硬币的相邻部分是同名磁极
D．“硬币桥”的搭建利用了磁化的原理
【解答】解：
当硬币都放在磁体的N极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，由于异名磁极相互吸引，因此硬币的S极会吸引在磁体的N极上，最外侧的硬币也有磁性；
同理，当硬币都放在磁体的S极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，由于异名磁极相互吸引，两枚硬币的相邻部分是异名磁极，相当于条形磁铁，并且中间磁性最弱，因此硬币的N极会吸引在磁体的S极上；所以搭成了一座漂亮的“硬币桥”，故ABC错误，D正确。
故选：D。
4．（2018?诸暨市一模）现有a、b、c三根铁棒，为确定铁棒是否有磁性，将三根铁棒如图所示悬挂，在三根铁棒悬挂前，根据图示情况可得（ ）
A．a、b一定均有磁性
B．a、b有可能都没有磁性
C．b、c一定均有磁性
D．b、c有可能都没有磁性
【解答】解：根据三棒的平衡态进行受力分析可知，a、c棒都有水平向右的力，所以b有磁性；再分析b、c可知之间存在斥力，所以判断c
有磁性，所以无磁性的只有a，故C正确，ABD错误。
故选：C。
5．（2018春?建德市期中）科学家观测到一种水生细菌，它具有沿地球磁场游动的向磁性。在电子显微镜下发现，该细菌细胞中沿长条轴线排列着大约20颗细黑粒。则下列说法不正确的是（ ）
A．在强磁场附近该细菌的运动方向可能会改变
B．细黑粒中一定含有铁元素
C．地磁场S极在地球的北极附近
D．细黑粒中可能存在磁性
【解答】解：A、在强磁场附近，会破坏地磁场的影响，故该细菌的运动方向可能会改变，故A正确；
B、细黑粒中也许含有钴、镍等元素，故B错误；
C、地磁的南极在地理的北极附近，故C正确；
D、细黑粒中可能存在磁性，在地磁作用下有方向性，故D正确。
故选：B。
6．（2020春?吴兴区期中）一根条形磁铁不小心摔成两段后，一共会有N极的个数为（ ）
A．1个
B．2个
C．3个
D．4个
【解答】解：一根条形磁铁不小心摔成两段后，就会变成两个小的条形磁铁，因为每个磁体都有一个N极，所以一共会有N极的个数为2个。
故选：B。
7．（2020?杭州）有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（ ）
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
【解答】解：由题意可知，图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力，
因磁体的两端磁性最强，中间最弱，几乎没有磁性，
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，由选项可知，只有D正确。
故选：D。
8．（2020春?温州期中）如图弹簧秤下挂一条形磁铁，沿着条形磁铁自左向右水平方向移动时，弹簧秤的示数将（ ）
A．不变
B．逐渐增大
C．先增大后减小
D．先减小后增大
【解答】解：
由图知竖直放置的磁铁受力平衡，在开始位置时两个S极靠近，相互排斥，此时弹簧测力计的示数等于磁铁的重力减去斥力；当上面的磁铁向右运动时，两同名磁极开始远离，斥力减小，当过了中间位置，两个异名磁极逐渐靠近，变为引力，再向右运动，引力变大，拉力变大，所以弹簧测力计的示数逐渐增大，故B正确。
故选：B。
9．（2019秋?余杭区月考）研究发现，人体内部存在磁场，但与地磁场相比很弱，则（ ）
A．人体内部磁场的磁感线分布比地磁场密
B．人体内部磁场的磁感线不是闭合的曲线
C．把人体看作一个磁体，该磁体可能只有一个磁极
D．人体内部磁场可能是由人体内的电流产生
【解答】解：
A、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与地球的磁场，故A错误；
B、人体内部磁场的磁感线是闭合的曲线，故B错误；
C、任何磁体都有两个极：N极和S极，把人体看作一个磁体，该磁体也有磁极，故C错误；
D、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D正确。
故选：D。
10．（2019?金华一模）我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中，将指南针分为“水针”和“旱针”两类。在图所示装置中，条形磁铁左方的水盆中悬浮的“水针”和正上方悬挂的“旱针”在静止时其N极分别指向（ ）
A．左，左
B．左，右
C．右，左
D．右，右
【解答】解：根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁的左端为S极，所以“水针”的右端为N极，“旱针”的左端为N极。
故选：C。
11．（2019?西湖区校级模拟）如图是把A、B、C三块钢块悬挂起来，并让它们彼此靠近时的情况，则下列判断正确的是（ ）
A．因为A、B吸引，B、C相互排斥，所以只有B是磁体
B．因为A、B吸引，B、C相互排斥，所以A、B、C一定都是磁体
C．若A、C靠近，一定会相互吸引
D．若A、C靠近，可能会相互排斥
【解答】解：磁体能吸引铁、钢等物质；磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
由图可知，BC是相互排斥的，故BC一定是磁体；AB相互吸引，A可能是磁体，也可能不是磁体；A、C靠近时，若A是没有磁性的钢块，则A、C会相互吸引；
若A是磁体，因A的右端与C的左端是同名磁极，此时A、C会相互排斥，综上所述，D正确。
故选：D。
12．（2019?台州）能写红黑双色的磁画板截面如图所示，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（ ）
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
【解答】解：写黑字时小磁体的S极被吸引，说明黑色笔尖是N极，故选项B错误；
写红字时小磁体的N极被吸引，说明红色笔尖是S极，故选项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位置，这就要用一个磁性材料去吸引，可以用软铁吸引，就用软铁制成刷子，故选项A正确。
写字时是靠异名磁极相互吸引来完成的。故选项D错误。
故选：A。
13．（2019?绍兴）如图所示，内部均装有磁铁的两块清洁器M和N隔着窗玻璃总能合在一起移动，这让玻璃清洁变得安全高效。关于清洁器的分析正确的是（ ）
A．两块清洁器能合在一起的原理是异名磁极相互吸引
B．N受到的重力和M对N的吸引力是一对平衡力
C．玻璃对N的支持力和M对N的吸引力是一对相互作用力
D．移动M时，N也能跟着一起移动，说明力能改变物体的形状
【解答】解：A、两块清洁器内部均装有磁铁，它们能合在一起的原理是异名磁极相互吸引，故A正确；
B、受到的重力方向竖直向下，M对N的吸引力方向是水平的，所以不是一对平衡力，故B错误；
C、玻璃对N的支持力和N对玻璃的压力是一对相互作用力，而不是与M对N的吸引力是一对相互作用力，故C错误；
D、移动M时，N也能跟着一起移动，说明力能改变物体的运动状态，故D错误。
故选：A。
14．（2018春?杭州期末）如图所示，在水平桌面上放置一块磁铁制成的底座，再将一个由磁铁制成的陀螺旋转起来，细心地调整两个磁铁的相对位置，就可以使陀螺悬浮在大磁铁底座的上方某个位置。对于正处于悬浮状态的陀螺，以下说法正确的是（ ）
A．陀螺受到竖直向下的磁力作用
B．陀螺是由于同名磁极相互排斥才能悬浮
C．给陀螺粘上一块橡皮，它仍然能在该处悬浮
D．增强底座磁铁的磁性，陀螺一定会掉落
【解答】解：
A、地球周围的一切物体都受到重力的作用，所以陀螺受到竖直向下的重力；同时陀螺处于悬浮状态，所以还受到竖直向上的磁力的作用，故A错误；
B、磁性陀螺是利用同名磁极相互排斥受到竖直向上斥力的作用而悬浮在空中的，故B正确；
C、陀螺原来处于悬浮状态，说明竖直方向的重力和磁力是一对平衡力，当在陀螺上粘上一块铁皮或橡皮泥，重力增大，但磁力不变，所以陀螺竖直方向受力不再平衡，因此不可能继续悬浮，故C错误；
D、增强底座磁铁的磁性，底座磁铁的磁力增强，所以陀螺一定不会掉落，故D错误。
故选：B。
15．（2018春?台州期中）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（ ）
A．小铁块受到的摩擦力一直变小
B．小铁块受到的重力始终不变
C．小铁块对磁铁的压力始终不变
D．小铁块对磁铁的压强先变大后变小
【解答】解：A、C、铁块在左端时，受到N极的引力较大，铁块对磁铁的压力较大；
越靠近中间，磁性减弱，磁铁对铁块的作用减小，铁块对磁铁的压力减小；
靠近S极，磁性增强，引力增大，铁块对磁铁的压力较大．也就是铁块对磁铁的压力先变小后变大．
由于粗糙程度不变，压力先变小后变大，所以摩擦力也是先变小后变大．故A、C错误；
B、小铁块的重力是由于地球的吸引而产生的，不会随外力的变化而变化．故B正确；
D、因为受力面积不变，而压力先变小后变大，所以受到的压强是先变小后变大，故D错误．
故选：B．
16．（2018?金华模拟）用磁铁吸引光滑水平桌面上的铁钉，铁钉受到吸引而没有与磁铁接触，处于静止状态，如图所示。则磁铁对铁钉作用力的方向是（ ）
A．向右上方
B．向左上方
C．竖直向上
D．竖直向下
【解答】解：铁钉受到的力有重力、支持力、磁铁对铁钉的作用力，铁钉处于静止状态，所以这三个力彼此平衡。这三个力中，重力的方向是竖直向下，根据二力平衡的条件可知磁铁对铁钉作用力的方向是竖直向上，磁铁对铁钉的作用力与支持力之和等于重力。
故选：C。
二．填空题（共5小题）
17．（2015春?萧山区期中）如图为一种椭球体磁铁，该磁铁磁性最强的部位在哪里呢？小明认为在磁铁的两端。为了验证自己的猜想，他做了如下的实验：
步骤1：将两个磁铁如甲图放置，手拿住上面的磁铁，将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端，下面磁铁均掉落。
步骤2：将两个磁铁如图乙放置，手拿住上面的磁铁，下面的磁铁不会掉落。
（1）根据小明的实验，可判断出小明的猜想是 错误 （选填“正确”或“错误”）的。
（2）要确定该磁铁磁性最强的部位，你的实验方案是 用该磁铁吸引铁屑，吸引铁屑最多的部位就是磁性最强的部位 。
【解答】解：（1）按步骤1操作，如果磁极在两端（磁极的磁性最强），做两次实验，总有一次是吸引的，两次都不吸引，说明磁铁两端的磁性比较弱，所以磁极不在两端；按步骤2操作，下面的磁铁不会掉落（可以吸引），说明磁极在侧面，则小明的猜想是错误的；
（2）磁体上磁性最强的部分是磁极，为了更直观的确定磁铁磁性强弱，方法是：用该磁铁吸引铁屑，吸引铁屑最多的部位就是磁性最强的部位。
故答案为：
（1）错误；
（2）用该磁铁吸引铁屑，吸引铁屑最多的部位就是磁性最强的部位。
18．（2015春?越城区校级期中）福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的，每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体，如图所示。当推动A轮转动时，其他3个轮会随之转动，若A轮磁体外侧是N极，则C轮磁体外侧是 S 极。如果A轮逆时针转动，C轮将 顺 （填“顺”或“逆”，下同）时针转动，D轮将 逆 时针转动。
【解答】解：如果A轮磁体外侧是N极，则与A轮相邻的C轮磁体外侧是S极，与C轮相邻的D轮和B轮磁体外侧是N极。
根据异名磁极相互吸引可知，磁动轮中各齿轮之间转动方向的关系与普通齿轮传动装置相同。如果A轮逆时针转动，C轮将顺时针转动，D轮和B轮将逆时针转动。
故答案为：S；顺；逆。
19．（2020?福建一模）小科在宁波科学探索中心参观时，体验了名为“铁钉桥”的游戏项目。利用左右两块电磁铁将数枚原本没有磁性的细铁钉磁化后相互吸引搭建而成。小科推测：两块电磁铁相互靠近的两端，a端和b端为 异名磁极 （填“同名磁极”或“异名磁极”）。可以通过增加电磁铁中 电流 的方法，搭建起由等量的粗铁钉（长度、密度等与细铁钉一致）组成的“铁钉桥”
【解答】解：
（1）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。图中，左右两块电磁铁将数枚原本没有磁性的细铁钉磁化后相互吸引。可见，a端和b端为异名磁极。
（2）电磁铁的磁性与线圈的匝数、电流大小有关。若增加电磁铁中电流的大小，磁性增强，则会搭建起由等量的粗铁钉（长度、密度等与细铁钉一致）组成的“铁钉桥”。
故答案为：异名磁极；电流。
20．（2019春?上城区校级期中）如图所示是“地磁观测仪”，可观察地磁场的变化。观测仪的主要构造是在一根很细的尼龙丝下悬挂一个小磁针，磁针的上方固定一面小平面镜，在镜子的前方，与镜面在同一高度处，固定了一根与镜面平行的刻度尺和光源。光源发出一束光线斜射到平面镜上，在刻度尺上某处出现一个光斑。当地磁场发生变化时，小磁针和平面镜会一起发生偏转，光斑会在刻度尺上移动，从而反映出磁场的变化情况。若光斑在刻度尺上向左移动一段距离，则表明小磁针的N极向 纸外 （填“纸内”或“纸外”）发生了偏转。
【解答】解：若光斑在刻度尺上向左移动了一段距离，则说明入射角和反射角都在变大，所以是因为小磁针的N极向纸外偏转造成。小磁针的指向是由于地磁场的作用，小磁针的指向发生变化，说明了地磁场发生了变化。
故答案为：纸外。
21．（2019春?温州期中）我们试着做一个游戏如图：将磁铁M固定在铁块C上。用手将一元硬币B1、B2叠在一起并竖立在磁钢上端，如将手指稍稍松开一小段距离，将观察到的现象是两个硬币的上端将 分开 （填“合拢”或“分开”），并说明理由 硬币被磁铁磁化，两个硬币的上端为同名磁极，同名磁极相互排斥而分开 。
【解答】解：
将一元硬币B1、B2叠在一起并竖立在磁钢上端时，硬币会被磁铁磁化，且两个硬币的上端为同名磁极，由于同名磁极相互排斥，因此它们会相互分开。
故答案为：分开；硬币被磁铁磁化，两个硬币的上端为同名磁极，同名磁极相互排斥而分开。
三．实验探究题（共4小题）
22．（2018春?丽水期中）小宇参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下：将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论是 温度越高，磁体的磁性越弱 。
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁体的 磁性 减弱直至消失，无法 吸引 （选填“排斥”或“吸引”）弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。
（3）根据这一现象，你认为生活中要保持磁体的磁性不减弱，应注意什么？答： 不让磁体靠近高温热源 。
【解答】解：（1）如图甲所示，开始时磁体的右端吸引了很多的铁钉，说明磁体的磁性很强，加热一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，说明磁性减弱。实验表明温度影响磁体的磁性，温度越高，磁性越弱；
（2）如图乙所示，开始时磁体吸引弹簧开关，当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱直至消失，无法吸引弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）由于磁体的磁性会随温度升高而减弱，生活中要保持磁体的磁性不减弱，应避免磁体靠近高温热源。
故答案为：（1）温度越高，磁体的磁性越弱；（2）磁性；吸引；（3）不让磁体靠近高温热源。
23．（2017秋?鹿城区校级期中）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）。
（1）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 一个磁体只可能有两个磁极 。
（2）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 1 是错误的。
（3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的设计实验。设计实验： 将小磁针置于磁环周围不同处；多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置 。
【解答】解：（1）因为每个磁体都只有两个磁极，分别叫做S极和N极，故猜想3是错误的；
（2）如果猜想1正确，用细线将环形磁体水平悬挂起来，由于地磁场的作用，磁体在特定位置才能保持静止，结果观察到磁体在任意位置都能保持静止这说明猜想1是错误的。
（3）若想验证猜想2是否正确，我们只需选用小磁针即可，即将小磁针置于磁环周围不同处，多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置。
故答案为：（1）一个磁体只可能有两个磁极；（2）1；（3）将小磁针置于磁环周围不同处；多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置。
24．（2017春?桐乡市校级期中）磁感应强度表示磁场的强弱，用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T．磁感应强度B越大，磁场越强。磁感线能形象、直观地描述磁场，磁感线越密，磁场越强。请据此知识回答下列问题：
（1）用某种材料制成的磁敏电阻，其阻值R随磁感应强度B变化的图象如图甲所示。由图象可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 增大 。图中的图象没过坐标原点是因为 磁敏电阻放入磁场前就有电阻 。
（2）将该磁敏电阻接入图丙所示的电路中，电源电压保持不变，不改变滑动变阻器滑片的位置，仅将磁敏电阻由图乙所示的1位置移至2位置，则电流表的示数将 增大 。
【解答】解：
（1）由图可以看出，磁场增强时，磁敏电阻的阻值增大；没有磁场时，磁敏电阻的阻值也不为零故图象不过原点；
（2）磁感线密的地方磁场强，磁感线疏的地方磁场弱，将电阻由1移到2时，磁场强度减弱，磁敏电阻减小，电路中的总电阻变小，
由I可知，电路中电流增大，即电流表的示数增大。
故答案为：（1）增大；磁敏电阻放入磁场前就有电阻；（2）增大。
25．（2016春?诸暨市校级期中）1988年阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如图所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是 B 。
A．铜、银
B．铁、铜
C．铜、铝
D．铁、镍
（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻 具有 （选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”。
（3）“新型读出磁头”可将微弱的信息转化为 磁 电信息。
【解答】解：（1）由题意知，组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种，另一种是不易被磁化的，故选B；
（2）由图知：当d＝1.7nm时，远小于1，即在施加磁场前后，复合膜的阻值变化较大，符合“巨磁电阻效应”，即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”。
（3）“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转化为电流，即将磁场的变化（磁信息）转化电流的变化（电信息）。
故答案为：（1）B；（2）具有；（3）磁。
四．解答题（共3小题）
26．（2018?金华）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，请补充完整。
【解答】解：应用小磁针和磁极间的相互作用力判断钢针是否有磁性；
将钢针靠近小磁针的N极，若相互排斥，则钢针一定有磁性；
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。
故答案为：（1）相互排斥；（2）钢针没有磁性。
27．（2017春?萧山区期中）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。
（1）图a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1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图b中的 甲 。
（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d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 。图线没有过坐标原点，是因为 放入磁场前，磁敏电阻不为零 。
（3）利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可以测量图甲磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。小明设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图c所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将实物电路连接完整。
②正确接线后，测得的数据如表所示。该磁敏电阻的测量值为 500 Ω。
1
2
3
U/V
1.50
3.00
4.50
I/mA
3.00
6.00
9.00
③根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可知，1处的磁感应强度为 1.0 T。
④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数 增大 ，电压表的示数 变小 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，已知电源电压为5.50V，当电流表的示数为10.0mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值。
【解答】解：
（1）在磁铁的周围，磁感线从磁体的N极出来回到S极，由此可知该磁极是N极。放在1位置的小磁针，靠近磁体的N极，由于异名磁极相互吸引，所以该磁针静止时，其S极向左N极向右。故甲图正确。
（2）根据图4所示的磁敏电阻
R
的阻值随磁感应强度B变化的图象可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大。没有磁场时，磁敏电阻的阻值也不为零故图象不过原点。
（3）①变阻器一上一下接入电路中，电流表与磁敏电阻串联，如下所示：
②由表中数据知，磁敏电阻两端加的电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，即磁敏电阻两端加的电压与通过的电流成正比，当在磁敏电阻两端加的电压U为1.50V时，通过磁敏电阻的电流I为3.00mA，即：3×10﹣3A，
所以磁敏电阻的阻值：
R500Ω；
③根据图4所示的磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象可知，磁敏电阻的阻值为500Ω时，对应的磁感应强度为1.0T。
④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，磁感线变稀，磁敏电阻所在磁场处的磁性减弱，所以磁敏电阻的阻值变小，其它条件不变，电路中电阻变小，由欧姆定律可得电路中电流变大，故电流表示数增大；由U＝IR知，滑动变阻器分得电压变大，所以磁敏电阻分得电压减小，电压表示数减小；
（4）由欧姆定律可得，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，磁敏电阻所在处磁感应强度为0，由图4知此时磁敏电阻的阻值R′＝100Ω，
电流表的示数为10.0mA时电路的总电阻：
R总550Ω，由电阻的串联，滑动变阻器此时连入电路的阻值：
R滑＝R总﹣R′＝550Ω﹣100Ω＝450Ω。
故答案为：（1）N；甲；
（2）增大；放入磁场前，磁敏电阻不为零；
（3）①如上所示；②500；③1.0；
④增大；减小；
（4）滑动变阻器接入电路的阻值为450Ω。
28．（2017春?拱墅区校级期中）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1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1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图2中的 甲 。
（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3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 。图4图线没有过坐标原点，是因为 放入磁场前，磁敏电阻不为零 。
（3）利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可以测量图1磁场中各处的磁感应强度
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图3所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。
②正确接线后，测得的数据如上表所示。该磁敏电阻的测量值为 500 Ω。
1
2
3
U/V
1.50
3.00
4.50
I/mA
3.00
6.00
9.00
③根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可知，1处的磁感应强度为 1 T。
④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数 增大 ，电压表的示数 减小 。（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）就现有的实验器材和电路，请提出一个有意义的可供探究的物理问题： 探究电流与电阻的关系 。
（5）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值。设电源电压为5.50V。
【解答】解：（1）由图知磁感线从右端发出，故右端为N极、小磁针N极应指向磁感线的方向，即N极向右，甲符合条件。
（2）由图可以看出，磁场增强时，磁敏电阻的阻值增大；没有磁场时，磁敏电阻的阻值也不为零故图象不过原点。
（3）①让滑动变阻器控制电流，即接法如图
②由I得，电阻R500Ω。
③由图象中可看出电阻是500Ω时，磁感线强度为1.0T。
④将电阻由1移到2时，磁感线强度变小，磁敏电阻变小，则电路中电流增大，除磁敏电阻外，其他电阻不变，则得其他电阻上的电压增大，电源电压不变，故加在磁敏电阻上的电压减小。
（4）磁敏电阻的阻值可发生变化，利用电流表和电压表可可探究电流与电阻的关系；
（5）由图可知，移出磁场时，磁敏电阻为R＝100Ω，
②由I得，电路中总电阻R总550Ω，滑动变阻器的阻值为R滑＝R总﹣R＝550Ω﹣100Ω＝450Ω；
故答案为：（1）N；甲；（2）增大；放入磁场前，磁敏电阻不为零；（3）②500；③1；④增大；减小；（4）探究电流与电阻的关系；（5）滑动变阻器接入电路的阻值为450Ω。1.1
指南针为什么能指方向
一．选择题（共16小题）
1．（2020春?温州期中）小明设计了下列四个实验，来验证“条形磁铁的磁性两端强、中间弱”的特性。其中不能达到实验目的的是（ ）
A．甲实验中，将条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B．乙实验中，将两根条形磁铁相互平移靠近
C．丙实验中，将条形磁铁沿水平方向从挂有铁块的弹簧测力计下方向右移动
D．丁实验中，将放在一堆大头针上的条形磁铁提起
2．（2020?绍兴模拟）实验室有一根钢棒，下列做法叙述中，能确定钢棒具有磁性的有（ ）
①用该钢棒去吸引磁铁，能吸引
②将该钢棒中点系上细线，悬挂起来，拨动钢棒，发现最后总是指向南北
③用该钢棒去吸引小铁钉，能吸引
④将钢棒与一个强磁体放在一起，一段时间后，发现钢棒也有磁性
A．①②
B．②③
C．①③
D．②④
3．（2019?西湖区一模）如图所示，小金同学将数枚一元硬币放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列说法正确的是（ ）
A．“硬币桥”上最外侧的硬币没有磁性
B．“硬币桥”最中间的磁性最强
C．两枚硬币的相邻部分是同名磁极
D．“硬币桥”的搭建利用了磁化的原理
4．（2018?诸暨市一模）现有a、b、c三根铁棒，为确定铁棒是否有磁性，将三根铁棒如图所示悬挂，在三根铁棒悬挂前，根据图示情况可得（ ）
A．a、b一定均有磁性
B．a、b有可能都没有磁性
C．b、c一定均有磁性
D．b、c有可能都没有磁性
5．（2018春?建德市期中）科学家观测到一种水生细菌，它具有沿地球磁场游动的向磁性。在电子显微镜下发现，该细菌细胞中沿长条轴线排列着大约20颗细黑粒。则下列说法不正确的是（ ）
A．在强磁场附近该细菌的运动方向可能会改变
B．细黑粒中一定含有铁元素
C．地磁场S极在地球的北极附近
D．细黑粒中可能存在磁性
6．（2020春?吴兴区期中）一根条形磁铁不小心摔成两段后，一共会有N极的个数为（ ）
A．1个
B．2个
C．3个
D．4个
7．（2020?杭州）有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（ ）
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
8．（2020春?温州期中）如图弹簧秤下挂一条形磁铁，沿着条形磁铁自左向右水平方向移动时，弹簧秤的示数将（ ）
A．不变
B．逐渐增大
C．先增大后减小
D．先减小后增大
9．（2019秋?余杭区月考）研究发现，人体内部存在磁场，但与地磁场相比很弱，则（ ）
A．人体内部磁场的磁感线分布比地磁场密
B．人体内部磁场的磁感线不是闭合的曲线
C．把人体看作一个磁体，该磁体可能只有一个磁极
D．人体内部磁场可能是由人体内的电流产生
10．（2019?金华一模）我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中，将指南针分为“水针”和“旱针”两类。在图所示装置中，条形磁铁左方的水盆中悬浮的“水针”和正上方悬挂的“旱针”在静止时其N极分别指向（ ）
A．左，左
B．左，右
C．右，左
D．右，右
11．（2019?西湖区校级模拟）如图是把A、B、C三块钢块悬挂起来，并让它们彼此靠近时的情况，则下列判断正确的是（ ）
A．因为A、B吸引，B、C相互排斥，所以只有B是磁体
B．因为A、B吸引，B、C相互排斥，所以A、B、C一定都是磁体
C．若A、C靠近，一定会相互吸引
D．若A、C靠近，可能会相互排斥
12．（2019?台州）能写红黑双色的磁画板截面如图所示，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（ ）
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
13．（2019?绍兴）如图所示，内部均装有磁铁的两块清洁器M和N隔着窗玻璃总能合在一起移动，这让玻璃清洁变得安全高效。关于清洁器的分析正确的是（ ）
A．两块清洁器能合在一起的原理是异名磁极相互吸引
B．N受到的重力和M对N的吸引力是一对平衡力
C．玻璃对N的支持力和M对N的吸引力是一对相互作用力
D．移动M时，N也能跟着一起移动，说明力能改变物体的形状
14．（2018春?杭州期末）如图所示，在水平桌面上放置一块磁铁制成的底座，再将一个由磁铁制成的陀螺旋转起来，细心地调整两个磁铁的相对位置，就可以使陀螺悬浮在大磁铁底座的上方某个位置。对于正处于悬浮状态的陀螺，以下说法正确的是（ ）
A．陀螺受到竖直向下的磁力作用
B．陀螺是由于同名磁极相互排斥才能悬浮
C．给陀螺粘上一块橡皮，它仍然能在该处悬浮
D．增强底座磁铁的磁性，陀螺一定会掉落
15．（2018春?台州期中）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（ ）
A．小铁块受到的摩擦力一直变小
B．小铁块受到的重力始终不变
C．小铁块对磁铁的压力始终不变
D．小铁块对磁铁的压强先变大后变小
16．（2018?金华模拟）用磁铁吸引光滑水平桌面上的铁钉，铁钉受到吸引而没有与磁铁接触，处于静止状态，如图所示。则磁铁对铁钉作用力的方向是（ ）
A．向右上方
B．向左上方
C．竖直向上
D．竖直向下
二．填空题（共5小题）
17．（2015春?萧山区期中）如图为一种椭球体磁铁，该磁铁磁性最强的部位在哪里呢？小明认为在磁铁的两端。为了验证自己的猜想，他做了如下的实验：
步骤1：将两个磁铁如甲图放置，手拿住上面的磁铁，将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端，下面磁铁均掉落。
步骤2：将两个磁铁如图乙放置，手拿住上面的磁铁，下面的磁铁不会掉落。
（1）根据小明的实验，可判断出小明的猜想是
（选填“正确”或“错误”）的。
（2）要确定该磁铁磁性最强的部位，你的实验方案是
。
18．（2015春?越城区校级期中）福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的，每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体，如图所示。当推动A轮转动时，其他3个轮会随之转动，若A轮磁体外侧是N极，则C轮磁体外侧是
极。如果A轮逆时针转动，C轮将
（填“顺”或“逆”，下同）时针转动，D轮将
时针转动。
19．（2020?福建一模）小科在宁波科学探索中心参观时，体验了名为“铁钉桥”的游戏项目。利用左右两块电磁铁将数枚原本没有磁性的细铁钉磁化后相互吸引搭建而成。小科推测：两块电磁铁相互靠近的两端，a端和b端为
（填“同名磁极”或“异名磁极”）。可以通过增加电磁铁中
的方法，搭建起由等量的粗铁钉（长度、密度等与细铁钉一致）组成的“铁钉桥”
20．（2019春?上城区校级期中）如图所示是“地磁观测仪”，可观察地磁场的变化。观测仪的主要构造是在一根很细的尼龙丝下悬挂一个小磁针，磁针的上方固定一面小平面镜，在镜子的前方，与镜面在同一高度处，固定了一根与镜面平行的刻度尺和光源。光源发出一束光线斜射到平面镜上，在刻度尺上某处出现一个光斑。当地磁场发生变化时，小磁针和平面镜会一起发生偏转，光斑会在刻度尺上移动，从而反映出磁场的变化情况。若光斑在刻度尺上向左移动一段距离，则表明小磁针的N极向
（填“纸内”或“纸外”）发生了偏转。
21．（2019春?温州期中）我们试着做一个游戏如图：将磁铁M固定在铁块C上。用手将一元硬币B1、B2叠在一起并竖立在磁钢上端，如将手指稍稍松开一小段距离，将观察到的现象是两个硬币的上端将
（填“合拢”或“分开”），并说明理由
。
三．实验探究题（共4小题）
22．（2018春?丽水期中）小宇参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下：将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论是
。
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁体的
减弱直至消失，无法
（选填“排斥”或“吸引”）弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。
（3）根据这一现象，你认为生活中要保持磁体的磁性不减弱，应注意什么？答：
。
23．（2017秋?鹿城区校级期中）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）。
（1）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
。
（2）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。
（3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的设计实验。设计实验：
。
24．（2017春?桐乡市校级期中）磁感应强度表示磁场的强弱，用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T．磁感应强度B越大，磁场越强。磁感线能形象、直观地描述磁场，磁感线越密，磁场越强。请据此知识回答下列问题：
（1）用某种材料制成的磁敏电阻，其阻值R随磁感应强度B变化的图象如图甲所示。由图象可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而
。图中的图象没过坐标原点是因为
。
（2）将该磁敏电阻接入图丙所示的电路中，电源电压保持不变，不改变滑动变阻器滑片的位置，仅将磁敏电阻由图乙所示的1位置移至2位置，则电流表的示数将
。
25．（2016春?诸暨市校级期中）1988年阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如图所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是
。
A．铜、银
B．铁、铜
C．铜、铝
D．铁、镍
（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻
（选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”。
（3）“新型读出磁头”可将微弱的信息转化为
电信息。
四．解答题（共3小题）
26．（2018?金华）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，请补充完整。
27．（2017春?萧山区期中）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。
（1）图a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1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图b中的
。
（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d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
。图线没有过坐标原点，是因为
。
（3）利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可以测量图甲磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。小明设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图c所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将实物电路连接完整。
②正确接线后，测得的数据如表所示。该磁敏电阻的测量值为
Ω。
1
2
3
U/V
1.50
3.00
4.50
I/mA
3.00
6.00
9.00
③根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可知，1处的磁感应强度为
T。
④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数
，电压表的示数
。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，已知电源电压为5.50V，当电流表的示数为10.0mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值。
28．（2017春?拱墅区校级期中）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1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1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图2中的
。
（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3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
。图4图线没有过坐标原点，是因为
。
（3）利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可以测量图1磁场中各处的磁感应强度
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图3所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。
②正确接线后，测得的数据如上表所示。该磁敏电阻的测量值为
Ω。
1
2
3
U/V
1.50
3.00
4.50
I/mA
3.00
6.00
9.00
③根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可知，1处的磁感应强度为
T。
④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数
，电压表的示数
。（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）就现有的实验器材和电路，请提出一个有意义的可供探究的物理问题：
。
（5）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值。设电源电压为5.50V。
