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初中物理沪科版（2024）九年级全一册
第十八章 磁及其相互作用
第1节 磁的奥秘
不用胶水、不用吸盘，五颜六色的冰箱贴只要被放在冰箱门附近就能自动贴上。它们之间有怎样的力？这种力是怎么产生的呢？
3.认识磁场及磁感线。
1.知道磁现象及相关概念。
4.知道地磁场的特点及其应用。
2.知道磁极间的相互作用规律。
知识点一、认识磁现象
1. 磁性、磁体和磁极
（1）探究磁性、磁体和磁极
实验一：用磁体的一端分别靠近铁片、钢锯片、硬币、铜螺丝、回形针、玻璃片等。
实验现象：通过实验发现磁体能够吸引铁片、钢锯片、硬币和回形针，不能吸引铜螺丝、玻璃片。
磁铁
实验三：用线吊起一个小条形磁体，使它在水平面内自由转动，发现小磁体静止的时候，大致停在南北方向上。即自由转动的磁体，静止后恒指南北.
大头针
细铁屑
实验二：把细铁屑或大头针均匀地撒在一张白纸上，将条形磁体平放在铁屑中，然后用手轻轻将磁体提起，并轻轻抖动，观察磁铁两端及中间部分吸引铁屑的多少。
实验现象：发现两端附近吸引的铁屑最多，而中间部位几乎不吸引。
探究归纳
（2）磁性与磁体
能够吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性，它是物质的一种属性。具有磁性的物体称为磁体。
（3）磁极
磁体的两端磁性最强，磁体上磁性最强的部分叫做磁极。
能够自由转动的磁体，静止时指向南方的那个磁极叫做南极或S极，指向北方的那个磁极叫做北极或N极。
永磁体 软磁体
按磁体的来源
按磁体的形状
磁体的分类
天然磁体
人造磁体
（4）磁体的分类
条形磁体 蹄形磁体 针形磁体
按磁性保持的时间
（1）做一做
①将一根条形磁铁甲用细线悬挂起来，用另一根条形磁铁乙的N极分别去靠近甲的N极（图1）和S极（图2）；
再用乙的S极去靠近甲的S极（图3），观察现象，归纳结论。
2. 磁极间的相互作用
图1
甲
乙
图2
甲
乙
图3
甲
乙
②将两根条形磁铁的N、S极互相靠近时，感受之间的力； 将两根条形磁铁的N、N极互相靠近时，感受之间的力。
N、S极互相吸引
N、N（S、S）极互相排斥
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.
（2）磁极间相互作用的规律
3. 磁化
如图甲所示，用磁体吸引大头针，会发现被磁体吸引的大头针又能吸引其他大头针，这表明它们能表现出磁性。
（1）磁化与铁磁性物质
把原来不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体等方式使其显出磁性的过程叫做磁化。被磁化后，具有较强磁性的物质叫做铁磁性物质, 如铁、钴、镍等。
（2）每块磁体都有两个磁极
如图所示，将一块磁体分成若干块磁体，
发现不论分成多少块，每块磁体均有两个磁极。
甲 磁体吸引大头针
（3）磁化的方法
①将磁铁的一极靠近或接触磁性材料（图甲）；
②将磁铁的一极在磁性材料上沿同一方向重复摩擦几次（图乙所示）；
③利用充磁机对磁性材料充磁。钢被磁化后能长时间保持磁性，铁则不能。人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。
乙
甲
知识点二、磁场与磁感线
想一想：
如图所示，用细绳将一块条形磁体悬挂起来，再用另一块条形磁体靠近它。
你观察到什么现象？为什么两磁体间没有接触，却能产生相互作用呢？磁体周围有什么呢？
下面，我们就来探究一下吧！
【实验探究】
将铁屑均匀撒在玻璃板上，再将玻璃板放置在条形磁体上方，然后轻轻敲打玻璃板，观察铁屑的分布，看看是否与如图甲所示的铁屑分布类似。
如图乙所示，再用两条形磁体试试，看看当两磁体的磁极相对时，如N极与S极相对，磁体周围的铁屑会呈现怎样的分布。
甲 条形磁体周围的铁屑分布
乙 两条形磁体异名磁体周围的铁屑分布
1. 磁场
从以上实验可知，磁体周围一定存在着某种物质。原来，磁体的周围存在着一种看不见、摸不着的特殊物质，人们将其称为磁场。
磁体之间的相互作用正是通过磁场发生的。
蹄形磁体周围的铁屑分布
实验中的铁屑在不同磁体周围有不同的分布图像，这是因为不同磁体周围的磁场不同。铁屑在磁场中被磁化，一粒铁屑相当于一个小磁针，它们在磁场作用下形成了不同的分布图像，这些铁屑的分布图像显示了磁体周围的磁场分布状况。
图为蹄形磁体周围的铁屑分布图像。
（1）探究磁感线的分布
如图所示，是条形磁体周围铁屑的分布，再在玻璃板上将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，观察这一组小磁针N极的指向有什么特点？
2. 磁感线
条形磁体周围铁屑的分布
【实验现象】
可以看到小铁屑排列成一条条有规律的曲线。将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，可观察到小磁针的N极指向沿着曲线方向。
条形磁体磁感线的分布
（2）磁感线的概念
如果按照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线，就可以形象地描述磁场。
为了形象直观地描述磁场，物理学中人为地引入了磁感应线（简称磁感线），即用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质。
（3）磁场方向
如图所示，磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。磁感线上任何一点的切线方向，即放在该点的小磁针静止时的N极指向，就是该点的磁场方向。
（4）磁感线描述磁场的强弱
磁感线分布越密的地方，其磁场越强；磁感线分布越疏的地方，其磁场越弱。
图（a）为两块条形磁体异名磁极附近的磁感线分布，图（b）为蹄形磁体磁极附近的磁感线分布，图中磁感线的疏密反映了磁场的强弱。
磁感线的疏密反映了磁场的强弱。
两块条形磁体异名磁极和蹄形磁体磁极附近的磁感线分布
（5）五种常见磁场的磁感线描述
④同名磁极的磁感线
①条形磁铁的磁感线
②蹄形磁铁的磁感线
③同名磁极的磁感线
⑤异名磁极的磁感线
3. 磁感线的特点
（1）磁感线是一种物理模型
磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上并不存在。
（2）磁感线是封闭的、立体的曲线
在磁体的外部，磁感线的方向是从N极指向S极，而在内部，是从S极指向N极。
（3）在同一磁场中，任何两根磁感线都不会相交
这是因为在同一磁场中任何一点的磁场方向只有一个确定的方向，如果在某一点有两条磁感线相交，就意味着该点有两个磁场方向，就与某点磁场方向的唯一性相悖。
知识点三、地磁场
做一做，想一想：
把小磁针放在桌面上，静止时，观察它们的指向是怎样的？结果发现它们的指向有规律，即小磁针的N极总是指向北方。
为什么指南针在世界各地都能够指示南北呢？
原来，我们生活的地球本身就是一个大磁体。
1. 地磁场
（1）地磁场
地球周围空间存在的磁场称为地磁场。
地球是一个磁体，地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。
（2）地磁场的特点
地磁两极与地理两极相反。地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。
地球大磁体示意图
2. 磁偏角
地球这个巨大的磁体有两个磁极，分别称为地磁的南极（S）和地磁的北极（N），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，地磁的北极在地理的南极附近，它们之间有一个偏差角度，我们称为磁偏角。
沈括（1031—1095），中国宋代著名学者，他在其著作《梦溪笔谈》中最早提及磁偏角：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。沈括—第一个发现磁偏角的学者。
（1）地磁场对人类的生产、生活都有重要意义
我们就处在地球这个大磁体所产生的磁场中。地磁场对人类的生产、生活都有重要意义。例如，行军、航海需要利用地磁场对指南针的作用来定向。再者，海龟的洄游、信鸽的飞翔也是依靠地磁场来定向。
（2）地磁场被称为地球生命的“保护伞”
3. 地磁场的应用
因为，假如没有地磁场，来自宇宙空间的高速带电粒子流将直射地球，威胁生命。另外，在高能粒子的轰击下，地球周围的大气成分也可能发生改变，使得生命无法生存。所以，地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。
中国是世界上最早有人开始研究磁现象的国家。约公元前4世纪，在《管子》一书中就有关于磁现象的记载。
我国古人很早就发现了磁石的指向性。公元4世纪的西晋时代，人们将剪成鱼形的薄铁皮加热到通红，鱼头朝南、鱼尾朝北放入水中快速冷却，经地磁场磁化后，制成了指南鱼。后来，人们又找到了用天然磁石摩擦钢针使其磁化的方法，制作了指南针。
4. 指南针
指南针是我国古代的四大发明之一。我国古代就利用司南来辨别方向，司南是现代所用的指南针的始祖。指南针这一伟大发明，在航海、探险、军事方面都具有重要的实用价值。
司南
磁现象
①磁体：具有磁性的物体称为磁体，具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。②磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。一个磁体有2个磁极：北极、南极。
③磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
④磁化：不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体等方式使其显出磁性的过程。
①磁场：磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，称为磁场。
②磁场的方向：小磁针静止时N极的指向。
①磁感线：即带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质。
②方向：在磁体外部，它从磁体的N极出发，回到S极。
③描述磁场方向：磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。
④描述磁场强弱：磁感线的疏密表示磁场的强弱。
①地球周围空间存在的磁场称为地磁场。
②地磁两极与地理两极相反且不重合，之间的偏差角度称为磁偏角。
磁 场
地磁场
磁的奥秘
磁感线
1. 有A、B、C三个物体，当A、B靠近时相互排斥，B、C靠近时相互吸引。上述现象如果是由它们可能具有磁性导致的，那么_______一定具有磁性；上述现象如果是由它们可能带有电荷导致的、那么______可能带电。
A、B
C
2. 如图所示，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体，松手后，两个小车将_______（选填“靠近”或“远离”），这个现象可用同名磁极相互 ________（选填“排斥”或“吸引”）来解释。
远离
排斥
3. 如图所示，将A、B两块磁铁套在光滑竖直杆上，放置于水平桌面上，磁铁A在光滑竖直杆上静止，磁铁B在水平桌面上静止，请在图中画出磁铁B的受力示意图。
4. 在图中，请根据静止小磁针的指向，标出磁体的两个磁极的极性及磁感线方向。

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