20.1 磁现象 磁场（解析版）

第二十章电与磁第1节家庭电路学习目标学习目标1.了解简单的磁现象。2.通过实验认识磁极及磁极间的相互作用。3.通过实验认识磁场。4.知道磁感线可以用来形象地描述磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场分布状况。5.知道地磁场。002预习导学一、磁体1、磁性：物理学中把物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，叫做磁性。2、磁体：具有磁性的物体叫磁体。3、磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极（条形磁体两端最强，中间最弱）。（1）水平面自由转动的磁体静止时，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N）。（2）磁极总是成对出现，不存在单个磁极的磁体。4、磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。5、磁化：物体在磁体或电流的作用下获得磁性的现象，叫做磁化。二、磁场1、磁场：磁体周围存在的着一种看不见、摸不着的物质，能使磁针偏转，叫磁场。（1）磁场看不见、摸不着，但是客观存在的。（2）磁体间的相互作用是通过磁场发生的。2、磁场性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。3、磁场方向：磁场中某点小磁针的N极指向为该点的磁场方向，小磁针的N极在该点的受力方向与该点的磁场方向一致，S极在该点的受力方向与该点的磁场方向相反。4、磁感线：在磁场中画出的带箭头的描述磁场的曲线。磁感线上任何一点的磁场方向就是该点磁感线的切线方向。5、磁感线方向：用磁感线描述磁场时，磁体外部磁感线是从N极出发，回到S极，内部从S极到N极。6、关于磁感线的说明（1）磁感线是为了形象直观地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场是客观存在的。（2）用磁感线描述磁场的方法叫做理想模型法。（3）磁感线是封闭曲线。（4）磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密集的地方，磁场越强。（5）磁体周围细铁屑的排列并不是磁感线。7、地磁场（1）在地球周围的空间里存在的磁场，地磁场形状和条形磁体磁场形状一样，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近。（2）磁偏角：由宋代沈括发现。003探究提升知识点一：磁场【探究重点】从磁场的物质性、方向和磁感线的特点、常见磁体磁感线的分布、地磁场的特点五个维度进行把握是解决问题的关键：①磁场的物质性：磁场是真实存在的看不见摸不着的物质，它的存在可通过其基本性质来体现；②磁场的方向：任一点磁场方向跟放在该点小磁针静止时北极指向一致；③磁感线的特点：在磁体外部，磁感线从北极出发回到南极；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁极处磁感线最密；④地球本身是一个巨大的磁体，地磁场的形状与条形磁体相似；地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近；我国宋代的沈括最早发现了磁偏角。注意：①磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，并不真实存在，属于建立的物理模型;②磁场中任何一点的方向都具有唯一性，故任何两条磁感线都不相交。【例题精讲】（2023•山西）在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（）A．树叶尖端指向地磁南极 B．指南针的“N”应标注在树叶尖端 C．树叶周围存在磁场和磁感线 D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引【答案】D【思路点拨】（1）指南针在水平位置静止指南的是S极，指北的是N极。（2）磁体周围存在磁场，但是磁感线不是真实存在的。（3）同名磁极互相排斥、异名磁极相互吸引。【解析】A、树叶尖端指向地理南极，故A错误；B、指南针的“S”应标注在树叶尖端，故B错误；C、树叶周围存在磁场，不存在磁感线，故C错误；D、若用磁体的N极靠近树叶尖端（S极），是异名磁极，会相互吸引，故D正确。故选：D。【点评】本题主要考查了指南针、地磁场和磁场的基本概念，属于基础性题目。【巩固训练】（2023•无锡）磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示，请在括号中标出磁体的磁极，并标出图中磁感线的方向。【答案】【解析】图中小磁针静止时其N极向右，说明该点的磁场方向向右，所以磁感线的方向是向右的；因磁体周围的磁感线从N极发出，回到S极，故左侧磁体的右端为N极；如图所示：00401强化训练1．（2023•沂源县二模）指南针是我国的四大发明之一，“指南鱼”是它的一种形态。将一块形状像鱼的薄铁片磁化后，浮在水面上，它静止时的指向如图所示。下列判断正确的是（）A．指南鱼能指南北是因为其受到地磁场的作用 B．指南鱼鱼尾所指的方向为该点的地磁场方向 C．指南鱼周围存在磁感线 D．指南鱼的腹部磁性最强【答案】A【解析】A、地球本身就是一个巨大的磁体，指南针能指南北，是因为受到地磁场的作用，故A正确；B、“指南鱼”静止时鱼头指向南方，是地磁的北极，故指南鱼鱼头所指的方向为该点的地磁场方向，B错误；C、磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，故C错误；D、磁铁两端磁性最强，指南鱼的腹部磁性最弱，故D错误。故选：A。2．（2023•镇江二模）下列展示我国古代劳动人民智慧的成果，其中说法错误的是（）A．杆秤的制作是利用杠杆原理 B．编钟是利用敲击大小不同的钟改变音调 C．日晷利用太阳投射的影子测定时刻是利用光沿直线传播 D．司南静止时长柄指南是受到重力的作用【答案】D【解析】A、杆秤，利用杠杆原理，故A正确；B、古代的编钟，去敲击大小不同的钟可以改变音调，故B正确；C、光在同种均匀介质中沿直线传播，故日晷能够测量时间是利用了光沿直线传播的原理，故C正确；D、地球的周围存在磁场，故司南能够指南北是由于受到了地磁场的作用，故D错误。故选：D。3．（2023•柳州一模）如图所示，其中正确反映两根大头针被条形磁铁吸起时的真实情况的是（）A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图乙和图丙【答案】C【解析】两根大头针被磁体磁化，两根大头针的上端为S极，下端为N极，同名磁极相互排斥，所以大头针会远离。故ABD错误，C正确。故选：C。4．（2023•建湖县三模）如图，用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，发现条形磁铁被吸引。该铁棒有没有磁性呢？下列说法正确的是（）A．可以确定有磁性，且A端是S极 B．不确定有无磁性，只需要将B端靠近S极，观察现象就可以判断 C．不确定有无磁性，只需要将B端靠近N极，观察现象就可以判断 D．不确定有无磁性，若将A端靠近S极，观察现象仍然无法判断【答案】C【解析】假如铁棒有磁性，异名磁极相互吸引。铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，铁棒和条形磁铁的N极相吸引，说明铁棒也有磁性，并且A端是S极，如果铁棒没有磁性，磁体可以吸引磁性材料。条形磁铁具有磁性，可以吸引没有磁性的铁棒。所以铁棒是否具有磁性不能确定；将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，由于只有同名极相互排斥，因此铁棒一定有磁性，并且B端为N极，则A端为S极。故C正确，ABD错误。故选：C。5．（2023•南宁三模）甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据如图所示的小磁针静止时的指向和磁感线的分布可知（）A．根据磁感线的分布可判定甲乙是异名磁极 B．两个磁铁周围的磁场是由磁感线组成的 C．甲、乙都是S极 D．甲、乙都是N极【答案】D【解析】由磁感线的分布（呈排斥状）可知两磁极是同名磁极；两个磁铁周围的磁场是看不见、摸不着的，人们为了描述磁场的性质，引入了磁感线，所以磁场不是由磁感线组成的；小磁针静止时其上端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，甲、乙两个磁极都是N极；故ABC错误，D正确。故选：D。6．（2023•淮阴区一模）我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中，将指南针分为“旱针”和“水针”两类．在如图所示的装置中，条形磁铁正上方悬挂的“旱针”和它左边的水盆中悬浮的“水针”在静止时其N极分别指向（）A．左，右 B．右，左 C．左，左 D．右，右【答案】A【解析】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：A。7．（2023•凉州区校级模拟）《事林广记》中记载了“指南龟”（如图所示）的制法：先以木刻龟，在龟体上沿首尾方向开一洞，放入条形磁石，以黄蜡填满，在龟尾部敲入一铁针与磁石一端相连，将木龟支于竹针之上，使木龟转动，静止后，针指南。下列说法中正确的是（）A．磁石靠近龟尾一端的是磁石的N极 B．“指南龟”周围存在磁感线 C．“针指南”是利用了异名磁极相互吸引的原理 D．“指南龟”周围的磁场是均匀的【答案】C【解析】AC、地球是一个大磁体，指南龟就是一个磁铁，它指南北的原因是由于受到了地磁场的作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以指南龟静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极，指向地理南极附近，是地磁的北极；指向北的一端是磁体的北（N）极，所以龟尾端为磁石的S极，故A错误，C正确；B、指南龟被磁化后，周围存在磁场，而磁感线实际不存在，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故B错误；D、指南龟周围的磁场是不均匀的，磁极位置磁性最强，中间位置磁性最弱。故选：C。8．（2023•焦作二模）如图是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有永磁体，底座内装有电磁铁。给盆栽慢慢浇水且水没有渗出，盆栽始终处于悬浮状态，下列说法正确的是（）A．盆栽受到的磁场力保持不变 B．底座对水平桌面的压强逐渐增大 C．若底座上端为N极，盆栽下端可能为S极 D．只改变底座内电流方向，盆栽还会处于悬浮状态【答案】B【解析】A．该盆栽悬浮的原理利用了同名磁极相互排斥，当盆栽悬浮在空中静止不动时，受的力是平衡力，即盆栽的总重力和磁力大小相等，当浇水后重力变大，故磁力也变大，故A错误；B．影响压强的因素是压力和受力面积，当浇水后重力变大，磁力也变大，对桌面的压力也变大，根据p＝在压力变大，受力面积不变时，压强变大，故B正确；C．盆栽悬浮利用的同名磁极相互排斥，所以若底座上端为N极，盆栽下端应为N极，故C错误；D．改变底座内电流的方向，底座的磁极方向就会改变，底座与盆栽之间就会由同名磁极相互排斥改变为异名磁极相互吸引，盆栽不会处于悬浮状态，故D错误。故选：B。9．（2023•抚远市二模）下列有关磁现象的说法错误的是（）A．条形磁体两端磁性强、中间磁性弱 B．磁体周围的磁感线是真实存在的 C．地理的两极和地磁的两极并不重合 D．司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用【答案】B【解析】A、由图可知，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱，故A正确；B、磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，所以磁感线不是真实存在的，磁场是真实存在的，故B错误；C、我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念，指出地理的两极和地磁的两极并不重合，故C正确；D、司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用，故D正确。故选：B。10．（2023•太原一模）在课外实践活动中，用硬纸板和大头针制作底座，将磁化后的缝衣针穿过按扣的两孔，放在底座的针尖上。使缝衣针在水平面内转动，当针静止时，针尖指向北方。这样就制成了一个简易的指南针，如图所示。下列说法正确的是（）A．针尖指北是因为针受到磁感线的作用 B．针尖是指南针的南极 C．针尖指向地磁场的南极 D．针尾所指方向与该点地磁场的方向相同【答案】C【解析】ABC．地球是一个大磁体，指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用，故A错误；BC．指南针静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极；指向北的一端是磁体的北（N）极，针尖指北，所以针尖是N极，针尖所指是地磁南极，故B错误、C正确；D．针尖是指南针的N极，所以针尖所指方向，就是该点地磁场的磁场方向，针尾所指方向与该点地磁场的方向相反，故D错误。故选：C。1．（2023•泰州）关于地磁场，下列说法中正确的是（）A．磁感线是磁场中真实存在的曲线 B．地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极 C．教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极 D．指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用【答案】D【解析】A、磁感线不是磁场中真实存在的曲线，故A错误；B、地球周围的地磁场的磁感线是从地磁N极出发回到地磁S极，故B错误；C、教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理北极，故C错误；D、指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用，故D正确。故选：D。2．（2023•贵州）北宋时期沈括在《梦溪笔谈》中记载：“以磁石磨针锋，则能指南”。这一现象可说明（）A．地球存在磁场 B．针尖受到重力 C．针尖受到浮力 D．空气吸引针尖【答案】A【解析】地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近，指南针能指示南北方向，是因为地球周围存在地磁场。故选：A。3．（2023•深圳）下列现象中可以证明地磁场客观存在的是（）A．如图，两个绑着磁铁的小车他们相对的两面分别是N极和S极，他们相互吸引 B．如图，“司南之杓，投之于地，其柢指南” C．如图，通电螺线管吸引铁钉 D．如图，小白同学制作的手摇发电机【答案】B【解析】A、两个绑着磁铁的小车他们相对的两面分别是N极和S极，他们相互吸引，是根据磁极间的相互作用规律，故A不符合题意；B、“司南之杓，投之于地，其柢指南”是由于受到地磁场的作用，故B符合题意；C、通电螺线管吸引铁钉，说明通电导体的周围存在磁场，将铁钉吸引住，故C不符合题意；D、小白同学制作的手摇发电机是利用电磁感应来工作的，故D不符合题意。故选：B。4．（2023•长沙）我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是（）A．“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性 B．罗盘周围的磁感线真实存在且可见 C．司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用 D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极【答案】C【解析】A、磁石能吸引铁，说明磁石具有磁性，故A错误；B、罗盘周围的磁感线是假想的曲线，故B错误；C、司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用，故C正确；D、鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有两个磁极，故D错误。故选：C。5．（2023•济宁）如图所示是体现我国古代劳动人民智慧的一些成果。关于其中所涉及的物理知识，分析不正确的是（）A．图甲：日晷仪能较准确地显示时间，应用了光的折射 B．图乙：站在三音石上拍手，可以听到多次回音，利用了声音的反射 C．图丙：司南能指示南北，利用了地磁场对磁体的作用 D．图丁：中医用“拔火罐”治疗疾病时，应用了大气压【答案】A【解析】A、日晷仪能较准确地显示时间，应用了光的直线传播原理，故A错误；B、站在三音石上拍手，可以听到多次回音，利用了声音的反射，故B正确；C、司南能指示南北，利用了地磁场对磁体的作用，故C正确；D、中医用“拔火罐”治疗疾病时，应用了大气压，故D正确。故选：A。6．（2023•福建）在我国古代的四大发明中，主要应用了磁性材料特性的是（）A．指南针 B．火药 C．印刷术 D．造纸术【答案】A【解析】指南针利用了磁性材料的特性；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；而火药、造纸术和印刷术都没有用到磁性材料，故BCD错误，A正确。故选：A。7．（2022•大连）物理学是美的，许多物理现象都具有对称美、平衡美和曲线美。下列优美的曲线中，用磁感线描述磁体外部磁场正确的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】根据课本知识可知，磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的，故A正确，BCD错误。故选：A。8．（2023•大连）《论衡》中有关于用布摩擦过的琥珀吸引轻小的干草和天然磁石吸引铁针的记载。这是因为用布摩擦过的琥珀带了，天然的磁石具有。【答案】电荷；磁性。【解析】用布摩擦过的琥珀可以吸引轻小物质，是因为琥珀带了电荷；天然的磁石能够吸引铁针，这是因为磁石具有磁性。故答案为：电荷；磁性。10．（2023•绥化）请在图中标出通电螺线管的N极，并在P点用箭头标出通电螺线管磁感线的方向。【答案】【解析】由图可知，电流从螺线管的左侧内部流入，从右侧接线柱流出，所以电流是从来螺线管的左端流入，右端流出的，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极；在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极出来，回到S极的，如图所示：。12．（2023•内江）如图，根据小磁针静止时的N极方向，用箭头在图中A点标出磁感线的方向和导线中B点的电流方向。【答案】【解析】根据小磁针静止时N极的方向可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，由右手螺旋定则可知，螺线管中的电流从右端流入，