专题20.1 磁现象和磁场（解析版）

第二十章电与磁专题20.1磁现象和磁场一、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。二、课标要求通过实验认识磁场。知道地磁场。知识点1：磁现象1.物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，该物体就具有了磁性。具有磁性的物体叫做磁体。2.磁体两端磁性最强的部分叫磁极，磁体中间磁性最弱。当悬挂静止时，指向南方的叫南极（S），指向北方的叫北极（N）。任一磁体都有2个磁极。相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。3.磁化：使没有磁性的物体获得磁性的过程。方式有：与磁体接触、与磁体摩擦、通电。有些物体在磁化后磁性能长期保存，叫硬磁体（如钢）；有些物体在磁化后磁性在短时间内就会消失，叫软磁体（如软铁）。知识点2：磁场1.磁场：磁体间存在一种看不见、摸不着的特殊物质，即磁场。它有强弱和方向。2.磁场方向：物理学规定小磁针静止时N极的所指的方向（即N极受力方向）是这一点的磁场方向。3.磁场的基本性质：就是对放入其中的磁体产生磁力的作用。4.磁感线：为了描述磁场情况而画的带箭头的曲线。磁场是客观存在的，磁感线是人们假象出来的。磁感线是立体分布的，且不交叉；磁体周围的磁感线总是从N极出发回到S极的；它的疏密表示磁场的强弱。常见的几种磁场的磁感线分布如图所示知识点3：地磁场1.地球也是一个磁体，周围也存在着磁场，叫地磁场。所以小磁针静止时会由于同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引的原理指向南北，由此可知，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。2.地磁南极与地理北极、地磁北极与地理南极并不完全重合，中间有一个夹角，叫做磁偏角，是由我国宋代学者沈括首先发现的。注意：对磁感线的认识从磁场的物质性、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。知识点4：会利用磁体的磁场分布作图①首先要了解常见磁体的磁场分布特点；②然后利用“三向归一”作图：“三向归一”是指小磁针静止时N极指向、磁感线的方向、磁场方向是一致的,只要明确其中一个方向,其他两个方向也就可以确定,磁体的N、S极也能确定。【例题1】下列关于磁感线的说法，正确的是（）A．磁感线分布越密的地方，磁场越弱；B．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟；C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极，构成闭合曲线；D．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反【答案】D【解析】A、磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故A错误；B、磁感线不是真实存在的，而是一些假想的线，故B错误。C、在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极；在磁体的内部，磁感线是从S极回到N极，故C错误；D、磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致，与南极所指的方向相反，故D正确。故选：D。【例题2】图所示是磁现象的四幅示意图，其中磁感线方向错误的是（）A．B． C．D．【答案】C【解析】ABC、在磁体的外部，磁感线从N极出发回到S极，故AB正确，C错误；D、由图知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极，且周围磁感线的方向正确，故D正确。【例题3】《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图。“柢”即握柄，是磁体的_______极，司南之所以能指南北，是由于受到_______的作用。【答案】S（南）；地磁场。【解析】由题意知，司南放在地上时，握柄指向地理的南方，而地磁极的N极在地理南方附近，据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以握柄是磁体的S（南）极。司南静止时指南北是由于它受到地磁场的作用。一、选择题1．两个磁极间的磁感线分布如图所示，小磁针在B点静止。则（）A．甲、乙磁极均为S极 B．小磁针的上端是S极 C．A、B两点的磁场强弱相同 D．磁极周围的磁感线是真实存在的【答案】B【解析】A、由图可知，磁感线都是从甲乙出来的，所以甲乙都是N极，故A错误；B、由图可知，小磁针附近的磁感线方向是向下的，所以小磁针的下端为N极，上端为S极，故B正确；C、A、B两点靠近磁极的距离不同，所以磁场强弱是不相同的，故C错误；D、为了描述磁场的性质，引入了磁感线，磁感线是不存在的，故D错误。2.以下正确的图是（） ABCD【答案】B【解析】根据在磁体的外部磁感线总是从磁体的N极出来回到S极判定。在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极出来回到S极；A．图中的磁感线是从磁体的S极出来回到N极，故A错误；B．图中的磁感线是从磁体的N极出来回到S极，故B正确；C．图中的磁感线是从磁体的S极出来回到N极，故C错误；D．图中左侧N极的磁感线是回到N极，故D错误。3.指南针是我国古代的四大发明之一，它在地磁场的作用下能够指向南北，但是磁针所指的南北方向与地理位置的南北方向略有偏君，也界上最早记述这一现象的人是（）A.牛顿 B.沈括 C.焦耳 D.哥白尼【答案】B【解析】北宋学者沈括在《梦溪笔谈》记载了指南针指向“常微信东，不全南也”，是世界上第一位指出地磁偏角的科学家。4.下列有关磁场的说法错误的是（）A．磁体周围的磁场是真实存在的B．磁感线是为了描述磁场面虚拟的封闭曲线C．通电导体周围存在着磁场D．地面上的指南针N极总是指向地理的南极【答案】D【解析】A.磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，故A正确；B.磁感线是为了形象描述磁场的分布引入的物理模型，是虚拟的封闭曲线，故B正确；C.根据奥斯特实验可知，通电导体周围存在着磁场，故C正确；D.地球是一个大磁体，地磁的南北极与地理的南北极相反，所以指南针静止时，指南针的N极指向地磁的南极即地理的北极，故D错误。5．下列关于磁感线的说法，正确的是（）A．磁感线分布越密的地方，磁场越弱 B．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极，构成闭合曲线D．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反【答案】D【解析】A、磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故A错误；B、磁感线不是真实存在的，而是一些假想的线，故B错误。C、在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极；在磁体的内部，磁感线是从S极回到N极，故C错误；D、磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致，与南极所指的方向相反，故D正确。6.小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识，她归纳整理如下，其中正确的有（）①磁场看不见摸不着，但是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磁感线是铁屑组成的④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近．A．①④ B．②③ C．①② D．②④【答案】A．【解析】①磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故①正确；②磁感线是不存在的，是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线，故②错误；③磁感线是不存在的，磁感线是铁屑组成的说法错误，故③错误；④地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近，故④正确；故正确的是①④．7．如图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（）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地理的南极附近；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【答案】A【解析】（1）地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场；（2）指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向。（3）司南实际上就是一个磁铁；磁体静止时，指南的叫南极用字母S表示；指北的叫北极，用字母N表示。地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向南方，即指南的南极用S表示；地理上的南极是地磁的北极，故①②正确，③④错误。二、填空题1.将小磁针放在磁场中，小磁针静止时极所指的方向规定为该点的磁场方向；磁场越强的地方，磁感线分布越。【答案】北；密。【解析】掌握磁场、磁场的性质及磁场方向的判定；掌握磁感线的概念、方向及分布。磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用；放在磁场中的某一点的小磁针静止时，北极所指的方向就是该点的磁场方向；为了描述磁场，人们引入了磁场的概念，磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁场越强的地方，磁感线分布越密。2.信鸽是靠地球的来导航的。指南针静止时S极指的是地理的（填“南方”或“北方”）。【答案】磁场；南方。【解析】地球是一个巨大的磁场，周围存在着地磁场；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。（1）地球周围存在着地磁场，信鸽是靠地球的磁场来导航的；（2）磁体周围存在着磁场，地球也是一个磁体，周围有地磁场；指南针静止时S极指向地理的南方，N极所指的是地理的北方，根据同名磁极互相吸引，说明地磁场的南极在地理的北极附近。3．我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中明确指出，指南针所指的方向“常微偏东，不全南也”。人们把指南针指南的磁极叫极，地磁场的极在地理的南极附近。【答案】南；北【解析】地球是一个巨大的天然磁体，地球周围存在地磁场，人们把指南针指南的磁极叫南极，地磁场的北极在地球的地理南极附近，地磁场的南极在地球的地理北极附近。三、作图题1.如图，根据放在两个磁极间小磁针的指向，标出两个磁极的名称及a、b两条磁感线的方向．【答案】如图所示。【解析】图中小磁针静止时N极朝上，所以小磁针附近的磁感线方向朝上；由于在磁体外部的磁感线是从N极出发回到S极，所以图中的磁感线都是回到S极，则左边磁体的右端应为S极，右边磁体的左端也为S极．

2.请在图中将小磁针的北极涂黑，并以“N”表示。【答案】如图所示。【解析】由于磁体周围磁感线从N极出发回到S极，磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，故根据磁感线的方向，可标出小磁针的N极.四、综合开放题1．如图是小易设计的一个新指南针，其中的两处错误是：（1）；（2）。【答案】（1）使用交流电，线圈不能静止