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磁现象和磁场考点剖析

2008-06-24丁志祥

中学生数理化·八年级物理人教版 2008年4期
关键词:磁针磁感线铁屑

丁志祥

人类认识磁现象是从发现天然磁体开始的.早在公元前3世纪的战国时代,《吕氏春秋》上就有“慈石召铁”的记载,书中的“慈石”指的就是“磁石”, “召铁”也就是吸铁的意思.公元前250年左右,我国人民又发明了“司南”(又名指南针), 司南的神奇在于不管它走到哪里,也不管你如何放置它, 总是一端指南一端指北.

磁究竟是什么东西?它是怎样产生的?磁极之间的作用规律是什么?磁极之间的作用又是通过什么来实现的?一切的一切充满神奇,让我们一起来揭开它的面纱!

考点1:磁体和磁极

1. 磁性:如果物体能够吸引铁、钴、镍等物质,我们就说它具有磁性.

2. 磁体及分类.具有磁性的物体叫磁体.按磁体的来源可分为天然磁体和人造磁体;按磁性保持的时间长短可分为永磁体和软磁体;按形状可分为条形磁体、蹄形磁体和磁针等.

3. 磁极:磁体上磁性最强的部分.任何一个磁体,无论其形状、大小如何,都存在一对不可分割的磁极,分别称为北极(N)和南极(S).磁极总是成对出现,而不可能单独存在,而且一个磁体也不能有多于两个磁极.如果将一个磁体一分为二,则每个磁体将仍有两个磁极.如果将两个磁体相互吸引,合二为一,则整体仍为两个磁极,而不是四个磁极.

4. 磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.

例1 一根条形磁铁从中间断开分为两段,则每段().

A. 只有一个磁极 B. 没有了磁极

C. 有两个同名磁极 D. 有两个异名磁极

分析:一个大磁体的内部可以看成是由无数微小的小磁体构成的,它们按一定的顺序排列在一起(如下页图1),对外呈现一定的磁性.当一个较大的磁体从中间断开时,每段中微小的小磁体仍会按原来的方向排列,这样在断裂处又会形成两个新的异名磁极,从而变成了两个磁体.选D.

考点2:磁化

使原来没有磁性的磁性材料获得磁性的过程叫磁化.凡是被磁体磁化的磁性材料也有一对N、S极,且靠近磁体磁极的一端必与该磁极异名.软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁性材料.钢被磁化后,磁性能长期保存,称为硬磁性材料.

例2 如图2所示的图中,用一根条形磁铁的一端去吸引三根大头针的根部,待平衡后图示结果正确的是哪个图?

分析:原来没有磁性的大头针,靠近磁铁时首先被磁化而获得磁性,由于它的上端与磁体的N极相吸,所以大头针的上端被磁化为S极,下端就是N极,根据同名磁极相互排斥的原理即可判断C选项是正确的.

考点3:磁场的分布

小磁针放入磁场中会发生偏转,如果我们把很多小磁针放入磁场中,通过这些小磁针的排列情况,就可以看出磁场的分布情况.把铁屑均匀地撒在磁场中,铁屑被磁化后,就成了一个个小磁针,通过磁场对这些铁屑的作用情况就可以看出磁场的分布:铁屑越密,磁场越强.

例3 (2007年苏州市中考题)图3所示的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,a点的磁场比b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N极指向_______(填“P”或“Q”)处.

分析:磁场的强弱与磁感线的疏密有关,磁感线越疏磁场越弱,磁感线越密磁场越强.在磁体的外部,磁感线的方向总是从北极出发,回到南极,小磁针的北极的指向与磁感线的方向一致.

答案:弱Q

考点4:磁感线

为了形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线将小磁针的排列情况表示出来,这些曲线叫磁感线.磁感线是人们为了描述磁场而假想的有方向的曲线.磁场是真实的、客观存在的,而磁感线是假设的物理模型,实际并不存在.

1. 磁感线的画法:磁感线用带有箭头的实线(或虚线)表示.我们在纸上画出的是平面上的磁感线分布,实际磁场是三维空间立体分布的,磁感线应布满磁体周围的整个空间.

2. 磁感线的方向:磁感线某一点的切线方向,就是该点的磁场方向.由于磁感线是封闭的立体曲线,故在磁体外,遵循着从北极(N极)出来、从南极(S极)进去的规律;在磁体内,遵循着从南极指向北极的规律.在磁场中,某一点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极(N极)所指方向是一致的.

例4 关于磁场和磁感线,下列说法中正确的是().

A. 只有磁铁周围才有磁场

B. 磁感线是由铁屑组成的

C. 在磁场中某点小磁针静止时,南极所指的方向就是该点的磁场方向

D. 磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到南极的

分析:除磁铁之外,还有许多其他磁性材料制成的磁体周围也都有磁场,故A错;磁感线是为了描述磁场的分布而假想的一些具有方向的曲线,这些假想不是空想,而是建立在磁场中铁屑的分布情况上的,但磁感线并不是由铁屑组成的,故B错;磁场方向的规定是在磁场中某点小磁针静止时,北极所指的方向,故C错;D中,磁体周围的磁感线即磁体外部的磁感线的方向是由北极出来回到南极,它是正确的.选D.

考点5:地磁场

地球本身是一个巨大的磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场.整个地球似一个巨大的条形磁体,它也有两个磁极,分别称为地磁南极和地磁北极.地磁的两极和地理的两极并不重合,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.所以小磁针静止时所指的方向并不是地理的正南北方向,它们之间有一个偏角,称为磁偏角,它是我国宋代科学家沈括最早发现的.

例5 (2007年南昌市中考题)南宋民族英雄文天祥,在《扬子江》一诗中著下“臣心一片磁针石,不指南方不肯休”的诗句.这里磁针石的南极指向地理位置的_______方,是因为它受到_______场的作用.

分析:小磁针由于受地磁场的作用,总是一端指南,一端指北,指南的一端叫南极,指北的一端叫北极.

答案:南地磁

1. 图4中,在蹄形磁铁旁的a点放一小磁针(小磁针的阴影部分为N极),且指向如图所示,b点放小磁针,c点不放小磁针,则下列判断正确的是().

A. a点有磁场,且方向向上

B. b点有磁场但方向无法确定

C. c点没有磁场

D. 蹄形磁铁的上端是N极

2. 图5中,回形针与细线相连,并处于静止状态,细线被拉紧.若将铁片插入磁铁与回形针之间,回形针将_______(填“自由下落”或“保持静止”).

参考答案:1. D 2. 自由下落

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