第1节
磁现象
磁场
【学习目标】
1.结合实例了解简单的磁现象。
2.通过实验认识磁极,知道磁极间的相互作用。
3.通过实验认识磁场。
4.知道地磁场。
重点:知道磁体周围存在磁场,会用磁感线描述磁体周围的磁场状况。
难点:认识磁场的存在,用磁感线来描述磁场。
【自主学习】
一、磁现象
在2000多年前的春秋时期,我们的祖先就发现天然磁铁矿石吸铁的性质,现在人们利用这些磁性材料做成各种形状的磁体。
1.阅读课本P119磁现象一部分,回答下列问题:
(1)磁体只能吸铁吗?
答案:磁体能吸引铁、钴、镍等物质。
(2)观察课本P120图20.1-3,磁体吸引铁屑,在位置上有什么特点?这说明什么问题?
答案:铁屑主要集中在磁体的两端。说明磁体的两端的磁性最强。
(3)磁体中磁性最强的两个部分叫
磁极
。一个磁体有几个磁极?
答案:一个磁体有两个磁极
(4)转动小磁针,记录当小磁针静止时的位置,有什么特点?
答案:小磁针静止时,总是指向南北方向。
(5)填一填:我们规定小磁针静止时指南的一端叫
南极,也叫
S极
;指北的一端叫
北极,也叫
N极。
2、将两根条形磁体分别按照如下两种方式接近。磁体的同名磁极靠近时,两个磁体相互 排斥 ,异名磁极靠近时,两个磁体相互 吸引。
3、磁极间有相互作用,那么被磁体吸引的硬币为什么也能吸引其他的硬币呢?(如图)
答案:被吸引的硬币也成了一个小磁体,它具有磁性,所以能吸引其他硬币。
4、一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫
磁化
。你知道生活中还有哪些磁化现象吗?磁现象在生活中有哪些应用及危害吗?
答案:磁带的录音、利用钢针磁化做小磁针。银行卡不能靠近磁体、机械手表靠近磁体后走时不准等。
温馨提示:(1)每一个磁体有且只有两个磁极,粗略认为磁体中间没有磁性;(2)磁体在不受外界干扰时,自由转动后静止且总指示南北方向。
二、磁场
1、观察课本P120图20.1-4,将几个小磁针放在磁体周围的不同位置,观察小磁针的运动情况及指向。放在磁场周围的小磁针发生 偏转 且静止后北极所指的方向 不同
(选填“相同”或“不同”)。说明小磁针受到 力 的作用。
2、磁针和磁体间并没有接触,怎么会有力的作用呢?
答案:磁体间存在某种物质,使磁体间有相互作用。
3、这种物质叫做
磁场。
4、磁体间的相互作用是通过
磁场
来发生的,磁场是看不见、摸不着的,可以通过它对其他物体的作用来认识。磁场能对放入其中的磁体产生
磁力的作用。磁体间的相互作用都是通过
磁场
发生的。我们就通过这种作用来研究磁场,在前面的学习中还有哪些利用了类似的方法?
答案:电流使电灯发光,空气流动形成的风等。
5、观察课本P121图20.1-5,不同位置的小磁针静止时的指向不同,说明磁场具有 方向。根据小磁针的指向如何判断磁场的方向?
答案:将小磁针在磁场中某一点静止时,小磁针北极的指向规定为该点磁场的方向。
6、小磁针方向发生改变是由于受到磁体磁场的作用,在磁体周围放置的小磁针越多、越小,就能越清晰的看出磁场的分布。观察课本P121图20.1-6,在玻璃板上均匀的撒上一些铁屑,把玻璃板放在蹄形磁体上,然后轻敲玻璃板,你发现铁屑有什么特点?
答案:铁屑有规则地排成一条条曲线。
7、将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上,你想象一下,会有什么现象?
答案:小磁针的N极指向一致沿着曲线的切线方向。
8、小磁针所在位置就是磁场方向就是N极所指方向。有没有办法来形象、直观地描述磁体周围的磁场?
答案:可以在磁场中沿着铁屑的痕迹画出曲线,曲线上某点的切线方向就是磁场方向。
9、填一填:在磁场中画一些有
方向的曲线,任何一点的曲线切线方向都跟该点的磁场
方向一致,这样的曲线就叫磁感线。
10、观察课本P121图20.1-7条形磁体和蹄形磁体的磁场周围磁感线方向,可得出磁体外部磁感线的方向是 从磁体的N极出来,回到磁体的S极。
温馨提示:磁感线可以表示出磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强,反之越弱。磁感线在空间的分布不是平面的而是立体的,它不会中断,也不会相交,一般是曲线,但有时也会是直线。
三、地磁场
阅读课本P119磁现象一部分,回答下列问题:
1、我国古代四大发明之一的指南针为什么能够指南北呢?它肯定受到了力的作用,谁对它施加了力呢?
答案:地球周围存在磁场,地磁场使指南针指南北。
2、利用小磁针的指向,可以描述出地磁场的磁感线方向是 从地磁场的北极出发,回到地磁场的南极。地磁两极和地理两极之间存在什么关系?
这一发现最早是由谁记述的?
答案:地磁的N极应该在地理位置的南极附近,地磁的S极应在地理位置的北极附近
地球南北极与地理的南北极不重合,它们略有偏离,世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括。
3、指南针在地球的大部分地区都能指南北,地球相当于一个大的条形磁体,你能根据指南针的方向来画出来地磁场的磁感线吗?
答案:
【合作交流】
1.如果将一个磁体不小心摔成两半,每一个磁体有几个磁极?为什么?
【点拨】每个磁体都有两个磁极,即N极和S极,磁极不可能单独存在。
答案:2个磁极
磁极不可能单独存在2、磁场是实际存在的,磁体周围存在磁感线吗?
【点拨】磁场是实际存在的,磁体周围不存在磁感线。
答案:不存在3、为什么利用磁感线可以表示磁体周围的磁场?
答案:磁感线只是用来表示磁体周围磁场的假想曲线,利用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
4、磁感线会相交吗?
【点拨】磁体周围某一位置磁场只有一个方向,如果磁感线在此处相交,则该点就可以表示出两个不同方向的磁场,所以磁感线不能相交。
答案:不会
5、观察课本P121图20.1-7,未画磁感线的地方有无磁场?为什么?
【点拨】磁感线是人们为了形象描述磁场的分布而画的一组曲线,每个人所画磁感线的位置也是不相同的。但能反映出整个空间磁场的分布情况。磁感线布满磁体周围整个空间,但通常只在平面上画出,并且只画有代表性的几条。
答案:未画磁感线的地方仍有磁场
磁场存在于磁体的周围空间
【效果展示】
1.关于磁体,下列说法错误的是(C)
A.磁体的两个磁极是N极和S极
B.磁体周围存在着磁场
C.磁体周围存在着真实磁感线
D.磁极间的相互作用是同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引
2.用一根钢棒的一端靠近一根悬吊的条形磁铁的N极,条形磁铁被吸引,这说明(C)
A.钢棒一定没有磁性
B.钢棒一定有磁性
C.钢棒可能有磁性,也可能没有磁性
D.钢棒有磁性且靠近端为S极
3.如图是U形磁铁周围的磁感线。根据磁感线方向,下列对磁极的判断正确的是(A)
A.甲是N极,乙是S极
B.甲是S极,乙是N极
C.甲、乙都是S极
D.甲、乙都是N极
4、在磁体的周围存在着磁场,为了形象直观地描述磁场而引入__磁感线___,在它上面的任何一点的切线方向表示该点的磁场方向,它分布的疏密程度表示磁场的_强弱____。
5、根据小磁针静止时的位置,在图中标出条形磁体的N、S极。
答案:
如图所示
6、(2016昆明轿子山实验中学月考)如图所示,标出A点的磁场方向。
答案:如图所示
7、标出甲图中A点小磁针静止时N极所指方向及磁体的磁极;画出乙图中的两根磁感线,并标出方向。
甲
乙
答案:如图所示
【助你学习】
1、判断物体是否具有磁性的两种方法
2、利用磁极和磁感线的关系解决两类问题
(1)利用磁极判断磁感线方向:
(2)利用磁感线方向确定磁极:
磁感线上箭头指向磁极内侧的是S极,指向外侧的是N极。
3、磁场和磁感线的理解
1.四个联系:
(1)在磁场中某点,小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。
(2)在磁体周围,磁感线都是从磁体的N极出来,回到S极。
(3)磁场方向、小磁针N极指向、磁感线的方向以及小磁针N极受力方向都是一致的。
(4)磁感线的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁感线密的地方,磁场强;磁感线疏的地方,磁场弱。
2.一点区别:磁场虽然看不见、摸不着,但我们可以通过实验感知它,它是真实存在于磁体周围的一种特殊物质,是确实存在的;而磁感线并不是客观存在于磁场中的真实曲线,是磁场的理想化模型。
知识擂台
【课时达标】
选题测控表
知识点
题号
磁现象1、2、8、9、10、12
磁场3、4、5、11
地磁场3、6、7
1.有三种干燥的物质,用三根完全相同的磁铁分别插入其中,提起后情形如图所示,可能是大米的是(C)
A.只有甲 B.只有乙
C.只有丙
D.只有甲和乙
【解析】大米不是磁性材料,所以磁铁不能吸引大米,甲、乙两图中的物质能被磁铁吸引,所以甲、乙两图中的物质不是大米,丙图中的物质不被磁铁吸引,故只有丙图中的物质可能为大米,故选C。
2、如图所示,一根条形磁体左端为N极,右端为S极。如图所示是从N极到S极磁性强弱的变化情况,其中正确的是(D)
【解析】磁体上吸引能力最强的两个部位叫磁极,条形磁体的两个磁极在它的两端,而中间磁性最弱。所以从N极到S极的过程中,磁性会先由强变弱,然后再由弱变强。从四个选项的图示来看,选项D的图像能正确地反映从N极到S极磁性强弱变化情况,故选D。
3、(2015巴中)
解析:磁体周围的磁感线从磁体的N极出发,回到S极,A正确;磁极间相互作用是通过磁场发生的,B错;磁感线是为了研究磁场更形象、直观假想的线,并不真实存在,c错;地磁场的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近,与地球两极并不完全重合,D错。故选A。
4、(2015南昌)
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,该磁体的左端是S极,右端是N极,A
错;磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,a处的磁感线比b处的磁感线疏松,a处的磁场比b处的磁场弱,b错;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,C
错;磁感线不是真实存在的,是为了研究磁场假想的线,D正确。
5、(2015安徽)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区域出现水平向右的磁场,磁感线如图所示,则小磁针在磁场出现后(D)
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
【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.A、B、C错,D正确.
6、(2015乌鲁木齐)
解析:任何一个磁体都有两个磁极,A
错;指南针的周围有其他磁体时,会和指南针发生作用,因此指南针会受到干扰,B
错;指南针能够指南,是收到地磁场的作用,C正确;地理南北极与地磁南南北极并不重合,有一个磁偏角,D错。
7、(2015成都)指南针是我国古代四大发明之一,其实质就是一个小磁针,它有
N、S
两极,使用时指南的那端是_S__极。指南针能够指南北是因为地球周围的空间存在着
地磁场。
【解析】由于地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近;根据同名磁极相互排斥,异名磁性相互吸引可知,小磁针静止时指南的那端是S极;由此可知,指南针能够指南北是因为地球周围的空间存在着地磁场。
8、(2015南京)如图所示,一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了,实际上这张新钞票依然完好无损,这里应用了磁现象的有关知识.原来,这支笔的笔杆(纸币的下方)与笔头(纸币的上方)可以互相分离,笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁,则笔头内的材料可能含有
铁
(选填“铜”、“铁”或“塑料”).若想探究笔头内的材料是否有磁性,现提供下列器材:①小磁针、②大头针、③碎纸屑,其中可用来完成探究任务的有
①②
(填序号).
解析:磁体能够吸引铁、钴、镍等物质,不能吸引铜、塑料等物质;若想探究笔头内的材料是否有磁性,可用小磁针或大头针来探究,用碎纸屑无法探究。
9、如图所示,被磁铁吸引的大头针 能(选填“能”或“不能”)吸引其他大头针,表现出 磁性;磁铁是通过 磁场 对大头针产生力的作用的。
【解析】由于大头针是磁性物质,故能被磁铁吸引,同时这种性质我们称之为磁性,而磁体是通过磁场来发生作用的。
10、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极和磁铁B的S极如图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 减少(选填“增加”“不变”或“减少”);如图乙所示,将一根长度略大于两磁铁间距的软铁棒,轻轻搁在两磁铁上,则被吸附的铁屑会 减少(选填“增加”“不变”或“减少”)。
【解析】如图甲,当A磁体的N极和B磁体的S极靠在一起时,A、B两个磁体相当于一个大磁体,大磁体的中间磁性最弱,吸引的铁屑会减少。如图乙,当A磁体的N极和B磁体的S极间放一个软铁棒时,软铁棒会被A、B磁体磁化,两个磁体和被磁化的软铁棒相当于一个磁体,中间磁性最弱,吸引的铁屑会减少。
11、(2015枣庄)
解析:首先根据小磁针的指向,利用同名磁极相互排斥,确定磁体的N、S极,然后根据磁体周围的磁感线从磁体的N极出来回到磁体的S极确定磁感线的方向,最后根据磁感线切线的方向就是磁场的方向确定A点的磁场方向。
答案:如图所示
12.磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关,请你参与探究并解决一些问题.
(1)如图1,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,显示磁体对回形针吸引力的大小.
回形针的放置有图2中的甲、乙两种方法,依据 二力平衡 的原理,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图2中 乙 的方法.
(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同,材料不同的铁板、铝板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中.
磁体与纸片之间放入的物体
不放物体
铁板
镍板
铝板
陶瓷板
玻璃板
塑料板
吸引回形针数量/个
①分析数据,可以得出,在其它条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量 较少,说明铁板和镍板对吸引力的影响 较大,即对磁性屏蔽效果明显.
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是 铝不能被磁化 .
③铝是导体.陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体,从表中数据知道,它们对吸引力影响效果相同.据此,你提出一个值得探究的问题: 磁体屏蔽的效果与哪些因素有关
(3)他们在纸片上分别放入形状和 厚度 相同、面积不同的铁板.发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少.
(4)日常生活中,磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象.请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,再写出一种保护磁卡磁性的方法: 磁卡放入铁盒中 .
解析:(1)回形针受到两个力的作用:重力和磁体的吸引力,处于静止状态,所以这两个力是一对平衡力.应用的原理是二力平衡;甲图中,回形针受到的磁力和重力不在一条直线上,所以不是平衡力.因此选择乙图;(2)①分析数据可以得出,在其它条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量较少,说明铁板和镍板对吸引力的影响较大,即对磁性屏蔽效果明显;②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是铝不是磁性物质,不能被磁化;③铝是导体,陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体,从表中数据知道,它们对吸引力影响效果相同.铁、镍、铝都是导体,它们对吸引力影响效果却不同.因此提出的问题是:磁体屏蔽的效果与哪些因素有关;(3)要研究屏蔽效果与铁板面积的关系,必须保持铁板的形状、厚度一定,改变面积大小,观察回形针被吸起的数目多少;(4)由于含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显,所以可以将磁卡放在铁盒中,磁性就能长时间保持了.
【对接中考】
选题测控表
本节中考常考知识点
考查角度
题号
磁现象
(1)磁体、磁极、磁化的概念;(2)磁极间的相互作用
磁场
(1)性质;(2)磁感线的概念;(3)判断磁感线的方向;(4)判断磁体的极性。
地磁场
(1)地磁场的方向;(2)地磁极性
31、(2015杭州)甲铁棒能吸引小磁针,乙铁棒能排斥小磁针,若甲、乙铁棒相互靠近,则两铁棒
(D)
A.一定互相吸引
B.一定互相排斥
C.可能无磁力的作用
D.可能互相吸引,也可能排斥
解析:小磁针本身具有磁性,能够吸引没有磁性的铁棒,故铁棒A可能有磁性,也可能没有磁性。铁棒B能排斥小磁针,说明B一定有磁性。若A无磁性,当A靠近B时,A、B互相吸引;若A有磁性,则A、B两磁体同名磁极互相靠近时,互相排斥;异名磁极互相靠近时,互相吸引,故D正确。
2、(2015东营)如图所示是两个磁极之间的磁感线,请在图中标出两个磁极的名称和小磁针静止时的N极。
解析:磁体周围的磁感线从磁体的N极出发,回到S极,可标出两个磁极的名称,根据同名磁极相排斥,异名磁极相吸引,可标出小磁针的N、S极。
3、(2015北京)若假想地磁场是由地球内部一块大磁场产生的,如图所示的四个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是(B)
解析:地球是个大磁体,相当于一个条形磁铁,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。B正确。