新课学习
一、磁现象
距今两千几百年的春秋战国时期,古书《管子》上曾记载:有人发现了一种能吸铁的“石头”,它好像慈祥的母亲吸引孩子一样,所以,当时给它起名叫“慈石”,后来才改叫“磁石”.这就是我们今天所说的磁铁,通俗的名字叫“吸铁石”
1.磁性:物体能吸引铁、钴、镍等物质,物体的这种性质叫做磁性。
2.磁体:具有磁性的物体叫做磁体。
形形色色的磁体
(1)磁体按形状分为:小磁针、条形磁铁、蹄形磁铁等
(2)磁体按来源分为:天然磁体、人造磁体等。
(3)依据磁性分为:永磁体、软磁体
师:磁铁的不同部位磁性强弱一样吗?怎样用实验来验证?
你用什么方法来比较磁铁的磁性强弱?
转化法:利用条形磁铁对铁屑进行吸引,观察磁铁的不同部位所吸铁屑的多少。
【演示】 观察条形磁体不同部位所吸铁屑的多少.
[结论]条形磁铁的两端对铁屑的吸引力大,中间小,我们把磁性最强的部位叫做磁极。
3.磁极:磁体上磁性最强的两个部分.
【演示】:在水平方向上让磁针自由转动,把小磁针拨动几次,观察每次停下来的指向是否相同?当小磁针自由静止时都指向什么方向?
能够自由转动的小磁针,当它静止时一端总是指南,另一端总是指北。
于是人们根据这个现象,将磁体的两极进行命名:
(1)南极:磁体静止时指南的那一端叫做南极(S 极)
(2)北极:磁体静止时指北的那一端叫做北极(N 极)
一块磁体有且仅有两个磁极;一个磁体断开以后变为两块新的磁体。每个磁体各有一个N、S极。
两个磁体合在一起变为一个磁体,只有一个N极、一个S极。
4.磁极间的相互作用
【演示实验】两个磁体相互靠近,你能看到什么现象?
把一个条形磁铁悬挂起来,拿另一个条形磁体S ( N )去靠近它的N(S),有什么现象?
结论:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
【演示】 铁棒变磁体
铁棒原来没有磁性,不吸引大头针,将铁棒在磁铁上按一定的方向摩擦几下,能单独吸引一些小的曲别针.
5磁化: 原来没有磁性的物体在磁体或电流作用下获得磁性的过程叫做磁化。
能够被磁化的材料叫做磁性材料。如钢、铁等。
(1)磁化的方法:
用一个物体(铁、钢等)在磁体上沿一个方向摩擦,就可使这个物体变成磁体。
用一个物体(铁、钢等)靠近磁体,也可使这个物体变成磁体。
(2)消磁的方法: 高温消磁;振动消磁。
(3)磁化的利用
冰箱门上的密封磁条 指南针
磁卡 强磁擦玻璃器 电脑硬盘 磁性黑板
(4)磁化的危害:
①手表被磁体磁化后,走时不准;
②彩色电视机的显像管被磁化后,色彩失真;
二、磁场
【想想做做】 用一块布包着条形磁体,放在桌子上,拿一个小磁针靠近静止在桌面上磁铁。
你观察到了什么现象?
现象:将磁针放到磁体附近,磁针指向发生偏转,说明什么?
表明:小磁针受到了力的作用。
力是物体对物体的作用,磁体和磁针没有接触,怎么会有力的作用呢?
磁体周围存在一种看不见、摸不着,又能使指针偏转的物质,这种物质就是磁场。
1.磁场:
特点:
(1)看不见、摸不着;
(2)确实存在的一种物质;
(3)可以通过它对其它物质的作用来认识它。
2.磁场的基本性质:对放入其中的磁体有力的作用;
实验:研究磁场的方向
将几个小磁针放在条形磁体周围的不同地方。
观察思考:
(1)磁针所指的方向相同吗?不同
(2)小磁针所受磁力的方向相同吗?不同
(3)这样的现象反映了磁场有什么性质?:磁场具有方向性.
师:怎么表示磁场的方向?
3.磁场的方向
(1)规定:小磁针在磁场中某点静止时,N极所指方向为该点磁场方向
师:怎么能显示每一个点的磁场的方向和周围磁场的分布呢?
实验:在磁体上面放一块有机玻璃,玻璃上均匀地撒一些铁屑,轻敲玻璃,观察。
条形磁铁磁场的分布 蹄形磁铁磁场的分布
磁化后的铁屑就像一个个小磁针,在磁场的作用下,形象地显示出磁场的分布。
【教师点拨】 在磁体周围撒上碎铁屑,这些铁屑被磁化后,就是一个个小磁针,这些小磁针在磁场的作用下会沿一定的方向排列,这些方向就是小磁针在磁场中的受力方向,铁屑多的地方表示磁力作用强,铁屑少的地方表示磁力作用弱.所以铁屑的分布及排列就表示了磁场的分布情况.
(2)磁感线:我们把小磁针在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线画出来,可以方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫做磁感线
师: 你能否在白纸上将铁屑排成的曲线画出来?
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①磁体外部磁感线分布规律:从磁体N极出来,回到S极。
师:仔细观察,磁体周围磁感线有怎样的规律?
②磁感线的特点:
a.磁感线只是帮助我们描述磁场,是假想的物理模型,实际并不存在.
b.磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极.磁感线越密集,磁性越强.
C.任何两条磁感线都不能相交;
D.磁感线是闭合曲线.磁感线布满磁体周围的整个空间;
E.磁感线上任意一点的方向与该点的磁场方向相同.
【想想做做】 如何画出同名磁极、异名磁极的磁感线呢?
①异名磁极之间的磁感线:
②同名磁极之间的磁感线:
三、地磁场
磁针受力转动是磁场作用的结果,那么指南针在世界各地都能够为什么总是指向南北?
1.地磁场:地球周围存在的磁场叫做地磁场。
2.分布特点:研究表明地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似
想想议议:既然我们的地球是一个大磁体,周围存在着磁场,那么磁针的指向是正指南北吗?
3.地磁南北极:
地磁N极在地理的南极附近; 地磁S极在地理的北极附近。
地理两极与地磁两极相反,且并不完全重合。
4.磁偏角:
地磁的南北极跟地理的南北极实际上并不重合,磁针不是正指南北而有一些偏离,地理两极间的连线与地磁两极间的连线有一个夹角,叫做磁偏角。
沈括在他晚年所著的《梦溪笔谈》中,最早准确的描述了磁偏角这一现象,比西方发现这一现象早了四百多年。
课堂小结
课堂练习
1. (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
【答案】 A
【解析】(1)磁极之间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
(2)平衡力和相互作用力的相同点:大小相等,方向相反,作用在同一直线上;不同点:如果两个力作用在一个物体上就是平衡力,作用在两个物体上就是相互作用力;
(3)物体运动方向的变化和速度大小的变化都是运动状态的改变。
A、两块清洁器各是一块磁铁,之所以能够合在一起是因为:异名磁极相互吸引,故A正确;
B、N的重力方向竖直向下,而M对N的吸引力在水平方向,二者不在同一直线上,因此不是平衡力,故B错误;
C、玻璃对N的支持力水平向外,M对N的吸引力水平向内,二者作用在同一物体,同一直线上,大小相等,方向相反,因此是平衡力而不是相互作用力,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。
2. (2019 烟台)甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极,根据图3所示的小磁针静止时的指向,可以判断( )
A.甲是N极,乙是S极 B.甲、乙都是N极
C.甲、乙都是S极 D.甲是S极,乙是N极
【答案】B
【解析】由磁感线可知两磁极相互排斥,且磁感线均指由磁铁向外,故两磁极均为N极,小磁针所在处磁场向上,故小磁针S极在上、N极在下。
3.(2019 泰州)物理学中用光线表示光的传播路径和方向.下列做法应用了同种研究方法( )
A.用磁感线来形象直观的描述磁场
B.通过水流来初步认识电流
C.探究小车动能大小的影响因素时,通过木块被撞后移动的距离来比较小车动能的大小
D.探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响时,控制接触面的粗糙程度等因素不变
【答案】A
【解析】光线是不存在的,所以我们研究光的传播时,引入光线,是利用的模型法。
A.由于磁感线是不存在的,所以通过磁感线来形象直观描述磁场的分布,这是模型法,故A符合题意;
B.通过水流来初步认识电流,即利用的类比法,故B不符合题意;
C.探究小车动能大小的影响因素时,通过木块被撞后移动的距离来比较小车动能的大小,采用的是转换法,故C不符合题意;
D.探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响时,控制接触面的粗糙程度等因素不变,采用的是控制变量法,故D不符合题意。
4. (2019 聊城)关于磁场和磁感线,以下说法错误的是( )
A. 磁体周围存在着磁感线
B. 磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
C. 磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极的
D. 磁场中,小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向
【答案】A
【解析】A、磁感线是为了描述磁场而引入的一种假想的线,磁感线不是真实存在的,故A错误;
B、磁极间的相互作用是通过磁场发生的,故B正确;
C、磁体外部的磁感线是从它的北极出来,回到它的南极,故C正确;
D、磁场中的小磁针静止时,北极所指的方向跟该点的磁场方向一致,为该点的磁场方向,故D正确;
5. (2019 泸州)在初中物理的学习中,我们常会用到一些科学研究方法,如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“理想模型法”“转换法”等。在下面几个实例中,对采用的主要研究方法判断正确的是( )
A. 研究磁场性质时,用磁感线来描述磁场的分布,采用的是等效替代法
B. 探究电热与哪些因素有关时,通过液体温度变化反映电流产生的热量,采用的是转换法
C. 研究压力作用效果与压力大小的关系时,保持受力面积不变,采用的是理想模型法
D. 研究声音的产生时,将正在发声的音叉与水面接触,水花四溅表明音叉在振动,采用的是类比法
【答案】B
【解析】A、研究磁场时,为形象地描述磁场的特点和分布规律,引入“磁感线”,采用的是模型法。故A错误;
B、电流产生热量不能直接观察。在探究电热与哪些因素有关时,通过液体温度变化反映电流产生的热量,采用的是转换法。故B正确;
C、研究压力作用效果与压力大小的关系时,保持受力面积不变,采用的控制变量法。故C错误;
D、研究声音的产生时,将发声的音叉与水面接触,水花四溅表明音叉在振动,采用的是转换法。故D错误。
①通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法;
②物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法;
③控制变量法:物理学中对于多变量的问题,常常采用控制变量的方法,把多因变量的问题变成多个单变量的问题;每一次只改变其中的某一个变量,而控制其余几个变量不变,从而研究被改变的这个变量对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决的方法;
④类比法也叫“比较类推法”,是指由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。
6.(2019 杭州)如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上。关于比较甲、乙两图中桌面受到的压力的大小,下列说法正确的是( )
A.甲图中桌面受到的压力比乙图大
B.乙图中桌面受到的压力比甲图大
C.两图中桌面受到的压力相等
D.无法确定
【答案】C
【解析】如图所示,甲乙两图中均为两相同的条形磁体,故根据整体法分析可知,甲乙 两图中磁体对桌面的压力均为两块磁体的重力大小,故相同,故选C。
7.(2019 江西)如图所示,是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针。若静止时针尖指向地理位置的北方,则针尖是简易指南针的__________极。此时,将指南针底座逆时针旋转90°,针尖静止时将指向地理位置的__________方。
【答案】N(或北);北
【解析】地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,根据磁极间相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,针尖指向地理位置的北方,即地磁场的南极,因此针尖是指南针的北极;将指南针底座逆时针旋转90°,针尖静止时仍然将指向地理位置的北方。
8.(2019 桂林)一块磁体,无论被分割得多么小,总存在____极和____极。
【答案】南(S)、北(N)
【解析】磁体有南北两极,答案合理即可。
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