第1节 指南针为什么能指方向
第2课时 磁场和磁感线 地磁场
知识点
1 磁场和磁感线
1.磁体的周围存在着 ,处在其中的小磁针,会受到 的作用而改变指向。磁场有方向,科学上把小磁针静止时 极所指的方向规定为其所处位置的磁场方向。为了形象地描述磁体周围的磁场分布,英国物理学家法拉第引入了磁感线模型。磁感线是带箭头的曲线,箭头方向表示 方向。磁体周围的磁感线总是从磁体的 极出来,回到磁体的 极。磁感线密的地方磁场 ,疏的地方磁场 。?
2.[2019·杭州下城区期中]
关于磁体、磁场和磁感线,以下说法中正确的是
( )
A.铜、铁和铝都能够被磁体所吸引
B.磁感线是磁场中真实存在的曲线
C.磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的
D.科学上把小磁针静止时S极所指的方向规定为其所处位置的磁场方向
3.甲、乙两小磁针放在一根条形磁体上下附近正中间位置处,丙、丁两小磁针放在该条形磁体左右附近位置处。甲、乙、丙、丁四个小磁针静止时,甲、乙两小磁针的N、S极如图B1-1-1所示。关于丙、丁两小磁针和条形磁体a、b两端的极性,下列判断正确的是
( )
图B1-1-1
A.丙小磁针左端是S极,丁小磁针左端是N极
B.丙小磁针左端是N极,丁小磁针左端是S极
C.丙小磁针左端是S极,丁小磁针左端也是S极
D.该条形磁体a端是N极,b端是S极
4.如图B1-1-2所示是条形磁体的磁场分布图,下列说法中正确的是
( )
图B1-1-2
A.该条形磁体的左端为N极,右端为S极
B.a点的磁场强弱与b点的磁场强弱相同
C.置于a点的小磁针,静止时南极指向左侧
D.磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线
5.如图B1-1-3所示是四名同学根据小磁针静止时的指向写出的磁极和画出的磁感线方向,其中正确的是
( )
图B1-1-3
知识点
2 地磁场
6.如图B1-1-4所示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
( )
图B1-1-4
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的地理南极附近
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.假设地磁场是由地球内部一块大磁体产生的,图B1-1-5中能合理描述这块大磁体的是( )
图B1-1-5
8.关于磁场和磁感线,以下说法中正确的是
( )
①磁场看不见、摸不着,但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磁场对放入其中的磁体有力的作用
④地球周围存在磁场
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
9.小明在做“研究磁体的磁场”实验时,不慎将铁屑撒在实验桌上,为了收集铁屑,小明想用磁体去吸引铁屑,同组的小波建议用塑料袋或白纸包裹磁体后再去吸引铁屑。比较这两种方法,你认为
( )
A.小明的方法可行,小波的方法不可行
B.小明和小波的方法都可行,但小明的方法好些
C.小波的方法可行,小明的方法不可行
D.小明和小波的方法都可行,但小波的方法好些
10.如图B1-1-6甲所示为一森林俯视图。某探险小组进入森林后在Q处迷失方向,为走出森林,他们借助指南针来辨别方向,指南针的指向如图乙所示,那么他们正确的前进方向应沿着指南针所在位置的
( )
图B1-1-6
A.E方向
B.F方向
C.G方向
D.H方向
11.在一个圆纸盒里藏放着一条形磁体,在盒子周围放置一些小磁针(小磁针涂黑端为N极),这些小磁针静止时的指向如图B1-1-7所示,则图B1-1-8中能正确反映盒中条形磁体放置情况的是
( )
图B1-1-7
图B1-1-8
12.如今,说我们的生活是由磁铁支撑着并不为过。史上最强力的钕磁铁广泛用于手机、电脑、冰箱等。如图B1-1-9所示是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验。通过实验情景,可以判定下列说法中正确的是
( )
图B1-1-9
A.钕磁铁周围存在磁感线,不存在磁场
B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用
C.钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的
D.钕磁铁周围的磁场分布是均匀的
13.[2019·桐乡期中]
如图B1-1-10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,b点的磁场比a点的磁场 (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S极指向 (填“P”或“Q”)处。?
图B1-1-10
自|我|提|升
14.在一根条形磁体行放置一根与磁体形状完全相同的棒状物体XY后,其周围磁场磁感线的分布情况如图B1-1-11甲所示。将XY两端对调以后,磁感线分布情况未发生改变,如图乙所示,则棒状物体XY可能是
( )
图B1-1-11
A.软铁棒
B.铜棒
C.条形磁体,其中X端为N极
D.条形磁体,其中Y端为N极
15.将重力均为G的两磁环A、B套在光滑的塑料架上,磁环A悬浮在空中,如图B1-1-12所示,设A、B两环所受的支持力分别为FA、FB,则
( )
图B1-1-12
A.FA=G,FB=G
B.FA=G,FB=2G
C.FA=2G,FB=2G
D.FA=2G,FB=G
教师详解详析
1.磁场 磁力 北 磁场 北 南 强 弱
2.C
3.D [解析]
由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,条形磁体的a端与小磁针甲的S极吸引为N极,b端是S极;小磁针丙的右端指向条形磁体的a端,即条形磁体的N极,所以丙小磁针右端是S极,左端是N极;小磁针丁的左端指向条形磁体的b端,即条形磁体的S极,所以丁小磁针左端是N极,右端是S极。
4.D [解析]
磁体周围的磁感线总是从磁体的N极出来,回到磁体的S极,由图可知,该条形磁体的右端为N极、左端为S极;磁感线分布越密的地方,其磁场越强,故a点磁场比b点磁场弱;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右侧;磁感线不是真实存在的,是为了研究方便而引入的假想曲线。
5.D
6.A [解析]
地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,其实质就是一块磁体,在地球的磁场中受到磁力的作用,其静止时勺柄指向南方,地磁的北极在地理的南极附近,司南的长柄一端是磁石的南极。故①②正确,③④错误。
7.B [解析]
地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场,地磁场的形状与条形磁体产生的磁场相似。地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合。
8.C [解析]
本题考查磁场和磁感线。磁体的周围有磁场,地球是一个大磁体;磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用;小磁针在磁场中能发生偏转,因此可以用小磁针感知磁场的存在;磁感线是人们为了形象地描述磁场而假想出来的曲线,实际上并不存在。
9.D [解析]
磁体可以吸引铁屑,所以两种方法都是可行的。但小波的方法还有一个优点,铁屑吸上来不与磁体直接接触,容易将铁屑和磁体分开。
10.B
11.C [解析]
磁体周围的磁感线总是从磁体北极出来回到南极。而小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向,从而确定磁体的南北极。
12.B [解析]
磁体周围存在磁场,磁感线是不存在的,是为了描述磁场而引入的;磁体具有吸铁性;磁体周围各点磁场方向一般是不同的;磁体周围磁场分布是不均匀的,两极磁性最强,中间几乎没有磁性。
13.强 P
14.A [解析]
运用磁化的知识、磁体周围磁感线的分布规律和排除法来判断。首先排除选项B,因为铜棒不是磁性材料,其次排除选项C、D,因为假若是条形磁体,将X、Y两端对调以后,磁感线的分布情况会发生改变;而选项A,若棒状物体是软铁棒,它就会被磁化,且磁化后上端(X)为S极,两端对调后,它又要被重新磁化,其上端(Y)仍为S极,故其周围的磁感线分布不变。软铁棒容易被磁化,也容易去磁。软铁棒被磁化后产生的磁极的情况与使它磁化的磁体的磁极情况有关。
15.B [解析]
对磁环A来说,受到重力和磁场的支持力两个力的作用,因为悬浮,所以重力和支持力相等;对磁环B来说,受到三个力的作用,重力、磁环A对它的排斥力、支持力三个力的作用,因为静止所以这三个力是平衡力。
(1)对于磁环A,受到重力和磁环B对它的排斥力FA,因为磁环A悬浮,所以G=F斥,即FA=G。(2)对于磁环B,受到地面的支持力FB、重力和磁环A对它的排斥力F斥',因为磁环B静止,
所以F支=G+F斥',
因为力的作用是相互的,
所以F斥=F斥',
所以F支=G+F斥'=2G。第1节 指南针为什么能指方向
第1课时 磁体和磁极 磁化
知识点
1 磁体和磁极
1.磁体具有吸引 、 、 等物质的性质。 是磁体上磁性最强的部位。能够自由转动的磁体,静止时两端总是指向南北方向。我们把磁体指北的那个磁极叫 极,又叫 极;指南的那个磁极叫 极,又叫 极。同名磁极相互
,异名磁极相互
。?
2.用一根钢棒接近一个悬挂的小磁针,当它靠近小磁针S极时,小磁针被吸向钢棒,如图A1-1-1所示,由此可以得出的结论是
( )
图A1-1-1
A.钢棒原来一定具有磁性,接近小磁针的一端是N极
B.钢棒原来一定具有磁性,接近小磁针的一端是S极
C.钢棒原来一定不具有磁性
D.钢棒原来不一定具有磁性
3.将如图A1-1-2所示的条形磁体从中间截成两段,则
( )
图A1-1-2
A.左段是S极,右段是N极
B.左右两段都有S极和N极
C.左右两段都只有一个磁极
D.左右两段全部失去了磁性
4.有形状和颜色完全相同的两个长方体物块P、Q,可能一块为磁体、另一块为铁块,也可能两块都是磁体。小明根据所学知识进行了如下判断,正确的有
( )
A.将P的两端分别接近Q的同一端,均相互吸引,则P是磁体、Q是铁块
B.将P的两端分别接近Q的同一端,均相互吸引,则Q是磁体、P是铁块
C.将P的一端接近Q的一端,二者相互吸引,则P、Q都是磁体
D.将P的一端接近Q的一端,二者相互排斥,则P、Q都是磁体
5.某同学设计了如图A1-1-3所示实验,其中不能得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的是
( )
图A1-1-3
A.将甲实验中的条形磁体平移靠近三个小铁球
B.将乙实验中的两根条形磁体相互平移靠近
C.将丙实验中的条形磁体从挂有铁块的弹簧测力计下向右缓慢移动
D.将丁实验中放在一堆铁屑上的条形磁体缓慢提起
知识点
2 磁化
6.方齐同学利用如图A1-1-4所示装置探究磁化过程,图中容器内装的是一些铁屑,架上所夹的是一根软铁棒。
图A1-1-4
(1)比较甲、乙两图中的现象可知,当磁体靠近软铁棒时,软铁棒由于被 而显出 。?
(2)方齐从图乙中拿开条形磁体,发现软铁棒下端的铁屑纷纷掉下来,这说明软铁棒获得的磁性 (填“能”或“不能”)长久保持。?
(3)方齐用形状完全相同的钢棒代替软铁棒重做上述实验,发现当条形磁体拿开后,铁屑经过很长时间才掉下来,说明钢保持磁性的能力比较 。?
(4)方齐用形状完全相同的铜棒重做上述实验,发现甲、乙两图所示实验过程中,铁屑均不能被吸引上来,这说明铜 (填“是”或“不是”)磁性物质。?
7.[2019·台州]
能写红黑双色字的磁画板截面如图A1-1-5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。下列说法中正确的是
( )
图A1-1-5
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
8.为了判断一根铁棒是否具有磁性,小明进行了如图A1-1-6所示的四个实验,根据实验现象不能确定该铁棒具有磁性的是
( )
图A1-1-6
A.图甲:将悬挂的铁棒多次转动,静止时总是南北指向
B.图乙:将铁棒一端靠近小磁针,相互吸引
C.图丙:将铁棒一端靠近大头针,大头针被吸引
D.图丁:水平向右移动铁棒,弹簧测力计示数有变化
9.
[2018·金华]
如图A1-1-7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,小科画出了思维导图。请补充完整:
图A1-1-7
10.由图A1-1-8可知,下列说法中正确的是
( )
图A1-1-8
A.甲物体有磁性,乙、丙两物体没有磁性
B.乙物体肯定有磁性,甲、丙两物体没有磁性
C.甲、乙、丙三个物体都有磁性
D.甲、乙、丙三个物体都没有磁性
11.[2019·湖州期中]
桌面上放有一定量的铁屑,现将两根完全相同的条形磁体A的N极和条形磁体B的S极按如图A1-1-9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 (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,轻轻搁在两磁体上,则被吸附的铁屑会 (填“增加”“不变”或“减少”)。?
图A1-1-9
自|我|提|升
12.某兴趣小组在研究扬声器的结构时,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,于是几名同学提出了以下三种猜想:
图A1-1-10
猜想一:磁极呈横向分布(如图A1-1-10甲所示,左侧为N极、右侧为S极)。
猜想二:磁极呈轴向分布(如图乙所示,上面为N极、下面为S极)。
猜想三:磁极呈上中下分布(如图丙所示,上下部为N极、中部为S极)。
(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定猜想三是错误的。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,简述你的实验方案。
主要器材:
;?
简要做法:
;?
如何判断:
。?
教师详解详析
1.铁 钴 镍 磁极 北 N 南 S 排斥 吸引
2.D [解析]
钢棒靠近小磁针的S极,小磁针被吸向钢棒。钢棒可能是磁体,钢棒和小磁针的靠近端是异名磁极相互吸引;钢棒也可能不具有磁性,被小磁针的S极吸引。
3.B [解析]
磁体被截成两段后,其中的每一段仍然具有磁性,是一个磁体。磁体具有两个异名磁极,其中,原来的N极仍然是N极,断裂端则成为S极;原来的S极仍然为S极,断裂端则为N极。
4.D [解析]
磁体可以吸引铁、钴、镍等物质,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。因为磁体可以吸引铁,故将P的两端分别接近Q的同一端,均相互吸引,不能确定P、Q哪个是磁体,哪个是铁块,只能确定不都是磁体;将P的一端接近Q的一端,二者相互吸引,不能判断哪一个有磁性;根据同名磁极相互排斥知,当将P的一端接近Q的一端,二者相互排斥,则P、Q都是磁体。
5.B [解析]
将甲实验中的条形磁体平移靠近三个小铁球,可以发现条形磁体的两端对小铁球的作用大,中间对小铁球的作用小,可以判断出条形磁体的磁性两端强、中间弱。将乙实验中的两根条形磁体相互平移靠近,条形磁体在两端的磁力作用下整个条形磁体一起对另一个条形磁体进行作用,不能分辨出条形磁体哪个部位磁性最强。将丙实验中的条形磁体从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动,会发现条形磁体两端对铁块的作用比中间对铁块的作用大,可以判断出条形磁体的磁性两端强、中间弱。将丁实验中放在一堆铁屑上的条形磁体提起,会发现条形磁体的两端比中间吸引铁屑多,可以判断出条形磁体的磁性两端强、中间弱。
6.(1)磁化 磁性
(2)不能 (3)强 (4)不是
[解析]
(1)由两图所示现象可知:当磁体靠近软铁棒时,软铁棒由于被磁化而显出磁性。(2)拿开条形磁体,发现软铁棒下端的铁屑纷纷掉下来,这说明铁棒获得的磁性不能长久保持。(3)钢棒被磁化后,当条形磁体拿开后,铁屑经过很长时间才掉下来,说明钢保持磁性的能力比较强。(4)用形状完全相同的铜棒重做上述实验,发现甲、乙两图实验过程中,铁屑均不能被吸引上来,这说明铜不是磁性物质。
7.A [解析]
因为写字的原理是异名磁极相互吸引,所以写黑字时笔尖为N极,写红字时笔尖为S极。
8.B [解析]
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,即磁体具有指向性,说明铁棒具有磁性;铁棒靠近小磁针,即使铁棒没有磁性,小磁针也会吸引铁棒,不能确定铁棒是否具有磁性;铁棒能够吸引大头针,说明了铁棒具有磁体才具有的性质:能够吸引铁、钴、镍等物质,说明铁棒具有磁性;将铁棒从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动,发现弹簧测力计示数有变化,说明铁棒具有磁性。
9.相互排斥 钢针没有磁性
10.C [解析]
三个物体之间都是相互排斥的,只有同名磁极才会相互排斥,所以甲、乙、丙三个物体都有磁性。
11.减少 减少
[解析]
当A磁体的N极和B磁体的S极靠在一起时,两个磁体相当于一个大磁体,磁体的中间部位磁性较弱,吸引的铁屑会减少。当A磁体的N极和B磁体的S极上放一个软铁棒时,软铁棒会被磁化,两个磁体和被磁化的软铁棒相当于一个大磁体,中间磁性较弱,吸引的铁屑会减少。
12.(1)一个磁体只有两个磁极 (2)一
(3)小磁针 将小磁针置于环形磁体周围不同位置 多次观察小磁针稳定后两极的指向情况,从而判断出环形磁体磁极的位置
