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第七章　磁与电
4.跨学科实践：指南针
知识点一　指南针的进化史
1．北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载的指南针重要发现是（　 　）
A．磁针的北极指向地理南极
B．磁针存在“磁偏角”现象
C．指南针必须与罗盘结合使用
D．磁针只能浮于水面指示方向
2．指南针能够指示方向的核心原理是（　 　）
A．磁针受重力作用
B．磁针与地磁场相互作用
C．磁针被空气阻力影响
D．磁针受温度变化影响
3．北宋军事著作《武经总要》记载的指南鱼制作方法中，需将铁片烧红后沿　 　（填“南北”或“东西”）方向淬火冷却，利用地磁场实现人工磁化。自制指南针的关键步骤是用磁铁沿　 　（填“同一”或“不同”）方向反复摩擦钢针，使其磁化。
4．地球磁场的磁北极位于地理南极附近，指南针的北极受地磁场吸引会指向地理的　 　（填“南”或“北”）方。某地磁偏角为西偏5°，若用指南针导航，需将实际方向调整为　 　（填“东偏”或“西偏”）5°。
知识点二　跨学科实践：自制指南针
一、实验材料
1．核心材料：缝衣针、条形磁体、塑料泡沫片
2．辅助工具：一碗清水（陶瓷碗）、剪刀、双面胶（可选）
3．校准工具：手机指南针软件（用于验证方向）
二、具体操作步骤
步骤1：磁化缝衣针
（1）单向摩擦法：将缝衣针平放在桌面上，用磁铁的同一磁极（如N极）沿针身从针尾向针尖方向单向摩擦20～30次。
原理：单向摩擦使钢针内部磁畴有序排列，形成稳定的南北极。
（2）验证磁性：将磁化后的针靠近铁屑或回形针，若能吸附则磁化成功。
步骤2：制作漂浮装置
将泡沫剪成边长2～3cm的正方形或圆形薄片。将磁化针水平穿过泡沫中心，确保针两端平衡。
步骤3：测试与校准
（1）水面测试：将泡沫片轻轻放入水碗中，待水面静止后观察针的指向。
现象：针会缓慢旋转，最终一端指向地理南方（与手机指南针对比验证）。
（2）标记南北极：根据手机指南针显示，在泡沫片对应方向标注“南”“北”。
5．请思考自制指南针的实践过程，回答下列问题：
（1）制作指南针时，磁化缝衣针的正确方法是（　 　）
A．用磁铁同一磁极单向摩擦针身
B．用磁铁来回摩擦针身
C．将针直接插入磁铁中
D．高温加热针后自然冷却
（2）选择泡沫片作为磁针载体的主要目的是（　 　）
A．增强磁性
B．美观装饰
C．加速磁针旋转
D．减少水面晃动干扰
（3）若自制指南针的磁针始终无法指向正确方向，可能的原因是（　 　）
A．磁化次数不足
B．实验环境有强磁场干扰
C．地磁场磁性太弱
D．泡沫片过重
（4）指南针静止时，磁针的北极指向地理北极，这是因为（　 　）
A．地磁南极位于地理北极附近
B．地磁北极位于地理南极附近
C．磁针的南极被地磁南极吸引
D．磁针的北极被地磁北极吸引
（5）水浮法指南针的缺点是易受水面晃动影响，改进方案是可用液体　 　替代水，因其黏性更高、稳定性更强。
参考答案
1． B 　2. B 　3.南北　同一　4.北　东偏
5．(1) A 　(2) D 　(3) B 　(4) A 　(5)油

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