【核心素养】3.1 磁体的磁场(第2课时) 分层练习(含解析)

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【核心素养】3.1 磁体的磁场(第2课时) 分层练习(含解析)

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3.1 磁体的磁场(第2课时) 分层练习
科学观念:知道磁场的概念、性质和方向;认识磁感线,能根据磁感线识别磁体极性,能绘制常见磁体的磁感线;知道地球周围有地磁场,了解地磁两极与地理两极的位置关系。
科学思维:理解磁场是一种物质,理解磁感线是一种模型,能根据实际来判断磁场方向。
探究实践:通过小磁针和细铁屑在磁体周围是否受到磁力作用的活动探究,感知磁场的存在与分布,体验转化法在科学研究中的运用。
态度责任:通过师生互动教学活动,激发学生对科学的求知欲望,提高学生探索自然现象和日常生活中科学原理的兴趣。
1.下列关于磁场的描述,正确的是(  )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的
C.磁体周围的磁感线从磁体S极发出,回到磁体N极
D.地磁的N极在地理北极附近,地磁的S极在地理的南极附近
【答案】B
【分析】(1)只有磁性物质才能被磁化,磁化后的磁性材料具有了磁性,磁性材料变为磁体,磁体周围存在着磁场,磁场看不见,摸不到,为了研究磁场,画了一些带箭头的曲线来描述磁场,这样的曲线就是磁感线,这些曲线根本不存在。磁体之间的相互作用,都是通过磁场来完成的。
(2)地球是一个大磁体,地磁南极在地理北极附近。
(3)对于磁体,其外部的磁感线是从N极指向S极;其内部是由S极指向N极。
【解答】解:A、磁感线是人们为了方便研究磁场,在磁体周围画的带箭头的曲线,这些曲线在磁场中根本不存在。故A错误;
B、磁场的基本性质是对其中的磁体有磁力作用,磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的,故B正确;
C、对于磁体,其外部的磁感线是从N极指向S极;其内部是由S极指向N极,故C错误;
D、地球是一个大磁体,地磁南极在地理北极附近,地磁的N极在地理的南极附近,故D错误;
故选:B。
2.研究发现人体内部存在磁场,但与地磁场相比很弱。下列说法不正确的是(  )
A.人体内部磁场可能是由人体内电流产生的
B.人体内部磁场的磁感线分布比地磁场稀疏
C.人体内部磁场的磁感线不是闭合曲线
D.把人体看作一个磁体,该磁体两个磁极
【答案】C
【分析】(1)电流的周围存在磁场;
(2)磁场越强,反映在磁感线上分布较密,磁场越弱,反映在磁感线上分布较疏;
(3)磁感线是闭合的曲线;
(4)任何磁体都有两个极:N极和S极。
【解答】解:A.根据奥斯特实验,通电导体周围有磁场,对人体内部磁场存在的原因提出猜想:电流周围有磁场,人体内有电流,故A正确;
B.人体内部的磁场与地磁场相比很弱,若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则人体内部磁场的磁感线分布较疏与地球的磁场,故B正确;
C.人体内部磁场的磁感线是闭合的曲线,故C错误;
D.任何磁体都有两个极:N极和S极,把人体看作一个磁体,该磁体也有磁极,故D正确。
故选:C。
3.下列研究方法中采用“模型法”的是(  )
A.根据电灯是否发光来判定电路中是否有电流存在
B.用磁感线形象地描述磁场
C.比较条形磁体与蹄形磁体的磁感线形状,找出磁场的分布特点
D.用小磁针的偏转说明磁场的存在
【答案】B
【分析】解决此题要知道常用的物理学研究方法有:等效法、模型法、比较法、分类法、类比法、控制变量法、转换法等。
【解答】解:
A、根据电灯是否发光,来判定电路中是否有电流存在,是转换法。故A不符合题意;
B、用“磁感线”形象地描述磁场,是模型法。故B符合题意;
C、比较条形磁体与蹄形磁体的磁感线形状,找出磁场的分布特点,运用的是比较法。故C不符合题意;
D、用小磁针的偏转说明磁场的存在,运用的是转换法。故D不符合题意。
故选:B。
4.关于磁场和磁感线,以下说法正确的是(  )
①磁场看不见摸不着,但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磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
④越靠近磁极的地方磁感线越密
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】C
【分析】(1)据课本可知,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;
(2)磁感线是不存在的,是为了研究方便假象的一些有方向的曲线;
(3)磁体周围的磁感线从N极发出,回到磁体S极
(4)磁极附近的磁感线是最密的。
【解答】解: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,是为了研究方便假象的一些有方向的曲线,故②错误;
③磁体周围的磁感线从N极发出,回到磁体S极,故③正确;
④越靠近磁极的地方磁感线越密,故④正确;
故正确的是①③④,故选C。
故选:C。
5.在探究条形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图,对实验中有关现象的分析正确的是(  )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.铁屑越疏的地方磁场越弱,离磁体也越远
D.该实验既能显示磁体周围的磁场强弱,还能显示磁场方向
【答案】B
【分析】①在磁体周围空间存在一种特殊的物质,这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用,这就是磁场;
②在磁体或电流的作用下,使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;
③磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述。
【解答】解:
A、磁体周围始终存在磁场,借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点,但不是将原来不存在的磁场显示出来,故A错误;
B、铁屑原来没有磁性,但在磁场的作用下能够获得磁性,说明铁屑被磁化了,故B正确;
C、铁屑越疏的地方磁场越弱,但不一定离磁体越远,例如磁体中间的磁性是较弱,故C错误;
D、该实验既能显示磁体周围的磁场强弱,但不能能显示磁场方向,故D错误。
故选:B。
6.下列关于磁体两极间磁感线的画法正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极。
【解答】解:A、图中磁体周围的磁感线从磁体的N极出来,回到磁体的S极,故A正确;
B、图中磁体周围的磁感线从磁体的S极出来,回到磁体的N极,故B错误;
C、图中磁体周围的磁感线从磁体的N极出来,回到磁体的N极,故C错误;
D、图中磁体周围的磁感线从磁体的N极和S极出来,故D错误。
故选:A。
7.如图是研究磁体周围磁场时的铁屑分布情况。实验时,a、b、c三个位置所对应的磁极可能是(  )
A.N、N、N B.N、S、S C.N、N、S D.S、N、S
【答案】B
【分析】铁屑是铁磁性物质,能被磁铁吸引,而每个磁体有两个部位的磁性最强,叫磁极,条形磁铁的两个磁极在其两端,吸引铁质物质越多说明该处磁性越强反之,越弱;
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】解:任何一个磁体都有两个磁极,由此可知,a、b一定为异名磁极,A、C选项错误;
观察磁感线的形状可知,b、c一定为同名磁极,D选项错误,选项B正确;
故选:B。
8.小彤想研究条形磁铁的磁场分布情况,实验室有如下器材:①长度约15cm的条形磁铁②长度约2cm的小磁针③铁屑约10g④边长为25cm的硬纸板⑤边长为25cm的玻璃板,你认为合理的组合是(  )
A.①②⑤ B.①③④ C.①②④ D.①③⑤
【答案】D
【分析】磁性在磁体上的分布是不均匀的,两极磁性最强,中间部分最弱,磁性强弱可以通过不同部位吸起铁屑的多少判断。
【解答】解:
磁体不同部位磁性强弱不能直接观察,可以通过吸引磁性物质间接观察,小磁针的长度太小,不同部位磁性强弱差别不明显,所以需要选择长度约15cm的条形磁铁;
通过条形磁铁不同位置吸引铁屑多少显示磁性强弱,所以需要足够多的铁屑;
铁屑均匀洒在纸板或玻璃板上,条形磁铁放在细铁屑中间,敲击纸板和玻璃板,细铁屑可以显示磁铁周围的磁性强弱。但纸板与细铁屑间摩擦力太大,效果不明显,所以选择玻璃板。
故选:D。
9.在条形磁铁的周围放置8枚小磁针(其中涂黑的部分是小磁针的N极)。如图中正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据磁体周围的磁感线方向是从N极出发回到S极,且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来判断。
【解答】解:
磁体周围的磁感线方向是从N极出发回到S极,且磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致,
图中条形磁铁周围的磁感线分布如图所示:
A、结合条形磁铁周围的磁感线分布情况可知,所有小磁针的指向均符合磁场规律,故A正确;
B、图中左侧小磁针的N极和条形磁铁的N极相对、右侧小磁针的S极和条形磁铁的S极相对,不符合“同名磁极相互排斥”,故B错误;
C、图中左侧小磁针的N极和条形磁铁的N极相对、右侧小磁针的S极和条形磁铁的S极相对,不符合“同名磁极相互排斥”,故C错误;
D、图中下方三个小磁针的N极指向与磁场方向相反,故D错误。
故选:A。
10.在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图对实验中有关现象的分析不正确的是(  )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序
【答案】A
【分析】(1)在磁体周围空间存在一种特殊的物质,这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用,这就是磁场;
(2)在磁体或电流的作用下,使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;
(3)一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。惯性与质量有关,质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变。
【解答】解:A.磁体周围始终存在磁场,借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点,但不是将原来不存在的磁场显示出来,故A错误;
B.铁屑原来没有磁性,但在磁场的作用下能够获得磁性,说明被磁化了,故B正确;
C.铁屑质量较小,惯性小,运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离,故C正确;
D.铁屑受到磁场的作用,轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑逐渐有序排列,故D正确。
故选:A。
11.如图所示,是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是(  )
A.该条形磁体的左端为N极,右端为S极
B.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
C.置于a点的小磁针,静止时南极指向右侧
D.磁感应线是磁场中真实存在的曲线
【答案】C
【分析】(1)在磁体外部,磁感线从N极出发,到S极进入;在磁体内部是从S到N.磁感线没有交叉的。
(2)为了便于研究磁场,我们引入了磁感线的概念,磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,这种研究方法叫建立理想模型法。
(3)放在该点的小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁感线方向一致。
(4)磁感线的疏密表示磁性强弱;箭头方向表示磁场方向。
【解答】解:
A、磁体周围的磁感线从磁体的N极出来,回到磁体的S极,构成闭合曲线,由图该条形磁体的右端为N极,左端为S极,所以A说法错误;
B、磁感线分布越密的地方,其磁场越强,故a处磁场比b处弱,所以B说法错误。
C、小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁感线方向一致,所以a处的小磁针静止时南极应指向右侧,所以C说法正确;
D、磁感线不是真实存在的,而是为了研究方便假想的线,所以D说法错误。
故选:C。
12.如图,趋磁细菌是能在体内合成具有磁性的物质的一类细菌,将磁铁置于某些趋磁细菌附近,它会向磁铁的N极运动。海洋中,这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为(  )
A.向南 B.向北 C.向西 D.向东
【答案】A
【分析】地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场,地磁场的N极在地理南极附近。
【解答】解:因为地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场,且地磁场的N极在地理南极附近,细菌会向地磁场的N极运动,所以地磁场将驱使这种细菌运动的方向是由北向南。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
13.如图所示,是一款磁吸式“猫头鹰”收纳器。其内置一块强磁铁,使用时将钥匙环等小物件往“猫头鹰”底部一“贴”,钥匙等即可被有序收纳。关于磁吸式“猫头鹰”收纳器,下列说法正确的是(  )
A.“猫头鹰”周围的空间布满了磁场
B.“猫头鹰”周围磁场方向均是竖直向上的
C.“猫头鹰”收纳钥匙环是利用磁感线作用的
D.“猫头鹰”能收纳所有金属材质的小物件
【答案】A
【分析】磁场:磁体周围存在着一种物质,能使磁针偏转,这种物质看不见、摸不着,我们把它叫作磁场。
磁性:物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
磁体:具有磁性的物体叫磁体。
【解答】解:A、磁铁周围存在磁场,“猫头鹰”收纳器内置强磁铁,其周围空间布满了磁场,故A正确。
B、磁铁周围磁场方向是从N极指向S极,并非均是竖直向上的,其磁场方向与磁铁的磁极分布以及空间位置有关,故B错误。
C、磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线,实际并不存在,“猫头鹰”收纳钥匙环是利用磁场的作用,而不是磁感线的作用,故C错误。
D、“猫头鹰”收纳器只能收纳铁、钴、镍等磁性金属材质的小物件,并不是所有金属材质的物件都能收纳,例如铜、铝等非磁性金属就不能被收纳,故D错误。
故选:A。
14.如图是军事著作《武经总要》中记载的“指南鱼”,静止漂浮时,鱼头总是指北。小明将两条完全相同的“指南鱼”靠近摆放,并绘制了它们的磁感线分布,其中正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】指南针指示南北是因为受到地磁场的作用。指南针指南的那一端是它的S极。
在磁体外部,磁感线从N极出发,到S极进入;在磁体内部是从S到N.磁感线没有交叉的。
【解答】解:静止漂浮时,鱼头总是指北,说明鱼头是北极。小明将两条完全相同的“指南鱼”靠近摆放,并绘制了它们的磁感线分布,由磁感线的分部特点可知,此时的磁感线应该从鱼头指向鱼尾,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
15.将两个装有可自由转动的小磁针的透明塑料盒紧密排列在一起,图为仅在地磁场作用下小磁针静止时的几种可能状态,其中正确的是(黑色一端为小磁针N极)(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】(1)磁场的基本性质是对放入其中的磁铁产生磁力的作用;
(2)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】解:可自由转动的小磁针,仅受地磁场的作用,小磁针的偏转方向相同,故B正确,D错误;
根据同名磁极相互排斥知,故AC错误。
故选:B。
16.三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示,D端为  N  (选填“N”或“S”,下同)极,B端为  N  极。
【答案】N;N。
【分析】(1)在磁体外部,磁感线从磁体的北极出来回到南极;
(2)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。
【解答】解:由图知,中间磁体与右边磁体之间的磁感线呈排斥状,由同名磁极相互排斥可知,中间磁体的D端为N极,其C端为S极;
由图知,中间磁体与左边磁体之间的磁感线呈吸引状,由异名磁极相互吸引可知,左边磁体的B端为N极,A端为S极。
故答案为:N;N。
17.如图所示的是一块磁石及其周围的磁感线分布,磁感线的分布与  条形磁体  相似。该磁石的D端为磁体的  S  极。若用细线将其悬挂,使其在水平面内可以自由旋转,则磁石静止时,D端指向地理位置的  南  方。
【答案】条形磁体;S;南。
【分析】地球是一个磁体,其周围存在磁场,磁石受地磁场的作用。磁石的N极指向地磁的S极,磁石的S极指向地磁的N极。
【解答】解:在磁体的外部,磁感线从N极指向S极;在磁体的内部,磁感线从S极指向N极,所以磁石的D端为S极。用细线将其悬挂,使其在水平面内可以自由旋转,则磁石静止时,D端指向地磁的N极(地理位置的南方附近)。
故答案为:条形磁体;S;南。
18.如图所示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  弱  (选填“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  P  (选填“P”或“Q”)处。
【答案】弱;P。
【分析】磁感线的分布疏密可以反映磁场的强弱,越密越强,反之越弱。磁感线是有方向的,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。
【解答】解:从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏,故a点的磁场比b点的磁场弱。
小磁针静止在b点时,其N极指向与该点磁感线的方向一致,故N极指向P点。
故答案为:弱;P。
19.郑和下西洋是我国航海史上浓墨重彩的一笔,其采用的是水罗盘定向。水罗盘定向就是将磁针放在一个中间盛水、边上标有方向的盘子里,磁针浮在水面上可以自由旋转,待静止时磁针两端分别指向南北,如图所示,磁针针尖指向南方。下列说法中正确的是(  )
A.磁针针尖指的是地磁北极
B.磁针针尖处为该磁体的N极
C.磁针周围存在磁场,同时也存在磁感线
D.用条形磁铁的N极靠近磁针针尖,会相互排斥
【答案】A
【分析】为了便于研究磁场,我们引入了磁感线的概念,磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,这种研究方法叫模型法。
指南针指示南北是因为受到地磁场的作用。指南针指南的那一端是它的S极。
【解答】解:ABD.水罗盘使用过程中,磁针针尖由于受到地磁场的作用指向地理的南极,即地磁的北极,因此针尖相当于磁针的S极,故用条形磁铁的N极靠近磁针针尖,会相互吸引,故A正确,BD错误;
C.为了便于研究磁场,我们引入了磁感线的概念,磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,这种研究方法叫模型法,故C错误。
故选:A。
20.在地球表面的某位置,发现自由转动的小磁针静止时沿竖直方向,且S极向下(提示:指向地心为下,远离地心为上),则小磁针所在位置在地球的(  )
A.地磁的北极附近 B.地磁的南极附近
C.赤道附近 D.以上均有可能
【答案】A
【分析】(1)地球是一个巨大的条形磁体,地磁的S极在地理的北极附近,地磁的N极在地理的南极附近。
(2)根据磁极间的作用规律可知,异名磁极相互吸引,当小磁针自由静止时,相互靠近的一定是异名磁极。
【解答】解:小磁针的S极指向下,其指向的应该是地磁的北极,所以小磁针位于地磁的北极附近。
故选:A。
21.在一根条形磁铁行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体XY后,其周围磁场磁感线的分布情况如图甲所示。将XY两端对调以后,磁感线分布情况未发生改变,如图乙所示,则棒状物体XY可能是(  )
A.铜棒
B.软铁棒
C.条形磁铁,其中X端为N极
D.条形磁铁,其中Y端为N极
【答案】B
【分析】要解决此题,需要掌握磁化的概念:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。知道铁钴镍等物质容易被磁化。
同时要掌握磁感线的画法:知道在磁体的外部,磁感线总是从磁体的北极出来,回到南极。
【解答】解:由题意知,将XY两端对调以后,磁感线分布情况未发生改变,这说明当把棒状物两端对调后,极性发生了变化。同时说明此棒状物不是永磁体,而是由铁或钴镍制成的棒在条形磁铁的作用下发生了磁化。
故选:B。
22.人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载,如图所示,古人先将鱼形铁烧红,令铁鱼头尾指向南北,然后将其放入水中冷却,依靠地磁场获得磁性,再将其放入水中漂浮,制成指南鱼,图中是它静止时的指向。下列判断正确的是(  )
A.鱼形铁不能被磁体吸引
B.指南鱼周围存在磁感线
C.指南鱼鱼头应标注“N”
D.指南鱼的腹部磁性最强
【答案】C
【分析】(1)磁性是指能够吸引铁、钴、镍等物质的性质,不是所有物体都能被吸引;
(2)磁感线实际不存在,是为了描述磁场的分布假想的曲线;
(3)异名磁极相互吸引;
(4)磁极位置磁性最强,中间位置磁性最弱。
【解答】解:A、磁性是指能够吸引铁、钴、镍等物质的性质;鱼形铁是用铁制成的,能被磁体吸引,故A错误;
B、指南鱼被磁化后,周围存在磁场,而磁感线实际不存在,是为了描述磁场的分布假想的曲线,故B错误;
C、地磁场的南极在地球的北极附近,地磁场的北极在地球的南极附近,如图所示,指南鱼鱼头指向北方,根据异名磁极相互吸引,指南鱼鱼头应标注“N”,故C正确;
D、指南鱼是一个磁体,两个磁极位置的磁性最强,中间最弱,故D错误。
故选:C。
23.下列关于磁现象及磁场的说法中(  )
①磁体的磁性越强,能吸引的物质种类就越多
②指南针能够指南北,是由于其受到地磁场的作用
③能够自由转动的小磁针静止时,其N极指向地理北极附近
④磁体之间的作用是通过磁场发生的,但磁场并不存在
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】C
【分析】(1)具有磁性的物体只能吸引铁、钴、镍等物质;
(2)指南针受地磁场的作用指向南北;
(3)小磁针静止时N极指向地磁南极,地磁南极在地理北极附近;
(4)磁体周围的磁场是真实存在的,磁体间的作用是通过磁场来完成的。
【解答】解:①、具有磁性的物体只能吸引铁、钴、镍等物质,吸引物质的种类和磁体的磁性强弱无关,故①错误;
②、指南针受地磁场的作用指向南北,故②正确;
③、小磁针静止时N极指向地磁南极,地磁南极在地理北极附近,故小磁针静止时N极指向地理北极附近,故③正确;
④、磁体周围的磁场是真实存在的,磁体之间的作用是通过磁场发生的,故④错误。
故选:C。
24.小科一家利用手机导航自驾前往森林公园,途中小科不禁好奇在没有导航的年代人们是如何利用指南针辨别方向的。通过查阅资料得知,指南针能够指示方向是因为地球是一个巨大的地磁场,如图所示是部分地磁场的示意图,根据图示,以下分析正确的是(  )
A.由于磁场是实际存在的,所以磁感线也是实际存在的
B.A点磁场方向等于静止在该处的小磁针南极所指的方向
C.A点的磁场强度比B点的磁场强度弱
D.放在A、B两处的小磁针静止时所受磁场力的方向是不同的
【答案】D
【分析】磁感线中各点切线方向表示该点的磁场方向,与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致;磁感线的疏密表示磁场的强弱;
磁场客观存在,磁感线是假想的存在于磁体周围空间的封闭曲线,实际上不存在。
【解答】解:A、磁场客观存在,磁感线是物理模型,实际不存在,故A错误;
B、A点磁场方向就是静止在该处的小磁针北极所指的方向,故B错误;
C、由图可知,A点的磁感线更密集一些,所以磁场强度更强一些,故C错误;
D、磁场中不同位置的方向一般是不同的,所以放在A、B两处的小磁针静止时所受磁场力的方向是不同的,故D正确。
故选:D。
25.巨磁电阻效应:在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”。
进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图乙所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是  B  。
A.铜、银
B.铁、铜
C.铜、铝
D.铁、镍
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.7nm时,这种复合膜电阻  具有  (选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”。
(3)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0 小  (选填“大”或“小”)得多。
(4)如图丙是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域。将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是图丁中的  B  。
【答案】(1)B;(2)具有;(3)小;(4)B。
【分析】本题为信息给予题,答案都可以在短文中找出。
(1)由题意知:组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”。
那么给出的四组物质中,只需找到一个是磁性物质,而另一种是非磁性金属即可。
(2)首先从图中读出1.7nm时,R、R0的比值大小,若比值较小,说明此时在磁场的作用下,阻值的变化较为剧烈,符合“巨磁电阻效应”;若比值趋近于1,则情况正好相反。
(3)从图中可以看出,在发生“巨磁电阻效应”时,R、R0的比值远小于1,由这个不等式可判断出R、R0的大小关系。
(4)由“巨磁电阻效应”知,“新型读出磁头”在磁场的影响下,阻值会变小,相应的电流会变大,可根据这个特点来判断正确的图象。
【解答】解:(1)由题意知,组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种,另一种是不易被磁化的,故选B
(2)由图知:当d=1.7nm时,远小于1,即在施加磁场前后,复合膜的阻值变化较大,符合“巨磁电阻效应”,即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”。
(3)同(2),由图知:当复合膜发生“巨磁电阻效应”时,1,即:R<R0,因此电阻R要比R0小的多。
(4)在“硬盘的磁信息”中,左数第一、四、五格均为有磁区域,由“巨磁电阻效应”知,此时电阻要变小,相应的电流要变大;而左数第二、三格为无磁区域,电阻没有变化,电流较小;
根据上面的分析知,只有B图符合上述要求,故选B。
故答案为:(1)B;(2)具有;(3)小;(4)B。
26.阅读以下材料,回答问题。
指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针,如图甲所示,它由青铜盘和磁勺组成,磁勺放置在光滑青铜盘的中心,可以自由转动。古文《论衡 是应篇》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。司南的作用,放在地上,它的勺柄静止时指向南方。磁勺能够指示方向,是利用了地磁场对磁勺的作用
(1)若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,图乙和丙所示的两个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是  丙  。
(2)司南的勺柄应为该磁体的  S  (选填“N”或“S”)极。
(3)某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”,图丁所示为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的  C  (选填“A”、“B”、“C”或“D”)处打磨成勺柄。
(4)把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后,放在粗糙的木盘上,使磁勺水平自由转动直至最终静止,但磁勺勺柄总不能正确指南。将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善。这是因为磁勺和盘子之间的  摩擦  影响了实验效果。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场,地磁场的形状与条形磁铁相似;地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合。
(2)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。
(3)磁体周围的磁感线,都是从磁体的N极出发,回到S极。
(4)摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关;在压力相同的情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大。
【解答】解:
(1)地球是一个大磁体,地磁场的形状与条形磁铁相似,地磁场的南北极与地理南北极相反,即地磁的北极在地理的南极附近,故丙图正确。
(2)磁勺的勺柄指南,根据地理的南极正是地磁的N极,异名磁极相互吸引,因此,勺柄为该磁体S极。
(3)如(丁)所示,根据天然磁石的磁感线分布,可判断C端是S极,也就是磁勺的勺柄。
(4)把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上,由于摩擦力较大,很难正确指示南北方向,将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘,摩擦力减小了,能正确指示南北方向。这说明磁勺和盘子之间的摩擦力影响了实验效果。
故答案为:(1)丙;(2)S;(3)C;(4)摩擦。
27.在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动,假设当A运动一段时间后,两磁铁间才出现吸引力,吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直线运动,吸在一起前B始终静止。
(1)在磁铁A靠近B过程中出现了吸引力,请在俯视图中已画出的一条磁感线上用箭头标出其方向。
(2)整个过程中,磁铁A受到的摩擦力大小变化是  一直不变  ,磁铁B受到的摩擦力大小变化是  先变大后不变  。
【答案】(1)见解析;(2)一直不变;先变大后不变。
【分析】在磁体外部,磁感线从N极出发,到S极进入;在磁体内部是从S到N,磁感线没有交叉的。
物体处于静止状态或匀速直线运动状态时叫做平衡状态,平衡状态受到的是平衡力。摩擦力的变化,根据平衡力的条件去分析判断。
【解答】解:(1)在磁体外部,磁感线是从N极出发回到S极的。因为两磁铁最终是相互吸引,所以当A靠近B时,A的右端为S极,B的左端为N极,磁感线方向是从B的N极指向A的S极,在俯视图中,磁感线方向应是从右向左,在给定的磁感线上从B端向A端画箭头,如图所示:
(2)磁铁A:因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,而A在运动过程中这两个因素都不变,所以磁铁A受到的摩擦力大小一直不变。
磁铁B:在A靠近B的过程中,开始时两磁铁相距较远,没有吸引力,B不受摩擦力。当A运动一段时间后,两磁铁间出现吸引力,B受到A的吸引力,但仍保持静止,此时B受到的摩擦力与吸引力是一对平衡力,随着A继续靠近B,两磁铁间的吸引力逐渐增大,根据二力平衡,B受到的摩擦力也逐渐增大,吸在一起后共同运动,此时的摩擦力又不变,所以磁铁B受到的摩擦力大小变化是先变大后不变。
故答案为:(1)见解析;(2)一直不变;先变大后不变。
28.项目化学习小组分三个阶段开展了“永磁体磁场分布研究系列活动”。通过理论联系实践加深了对相关知识的理解,学习能力也获得了有效的提升。
活动一:理论绘图—磁感线分布
(1)根据磁极间的相互作用规律,两个条形磁铁靠近时,虚框范围内的磁感线分布正确的是  乙  。
活动二:实践检验—用铁屑显示磁感线
如图,一块光滑透明的玻璃板,在一个表面贴上白色书写纸(作为背景,便于观察),将条形磁铁放在玻璃板的下表面,然后在玻璃板上面均匀撒上铁屑,如图所示。用手轻敲玻璃板,使铁屑沿磁感线走向分布,实践结果与理论绘图一致、效果很理想。
(2)从减小摩擦角度考虑,铁屑应撒在  未贴  (选填“贴有”或“未贴”)白色书写纸面的玻璃板更合理。
活动三:优化创新—自制磁感线模型
(3)同学们利用熔化的蜡烛液、电熨斗(通电后靠近物体使其升温)等器材进行如下操作,制成了“固定的铁屑磁感线”模型(如右图)。请将操作补充完整:
①将一张白色书写纸放入熔化的蜡烛液中浸渍均匀后取出晾干,使纸质表面覆盖一层蜡,打磨光滑后成一张白色含蜡纸板。
②将蜡纸放在玻璃板上,再均匀撒上铁屑,条形磁铁放在玻璃板下面轻敲玻璃板使铁屑沿磁感线走向分布。
③ 稍稍加热白色含蜡纸板,待蜡凝固后将排列整齐的铁屑的形状固定下来  。
【答案】(1)乙;(2)未贴;(3)③稍稍加热白色含蜡纸板,待蜡凝固后将排列整齐的铁屑的形状固定下来。
【分析】(1)磁体周围的磁感线都是从N极发出,回到S极。
(2)在用铁屑探究磁场的分布情况时,摩擦力越小越好。
(3)排列好的铁屑可以用石蜡将其形状固定下来。
【解答】解:(1)两个同名的N极相互排斥,磁场方向朝外,乙图正确。
(2)从减小摩擦角度考虑,铁屑应撒在未贴白色书写纸面的玻璃板更合理。
(3)③稍稍加热白色含蜡纸板,待蜡凝固后将排列整齐的铁屑的形状固定下来。
故答案为:(1)乙;(2)未贴;(3)③稍稍加热白色含蜡纸板,待蜡凝固后将排列整齐的铁屑的形状固定下来。
29.在科学中,磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强。B=0,表示没有磁场.如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻。
(1)图乙为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知,该磁极为  N  极。
用某种材料制做的磁敏电阻,阻值R随磁感应强度B变化的图像如图甲所示。曲线没有过坐标原点,是因为  磁感应强度为零时,电阻值不为零  。
(2)利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线,可测量图乙磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的1处,利用图丙所示的实验电路,改变滑动变阻器的阻值得到3组电压及电流的实验数据,如表格所示。则位置1处的磁感应强度为  1.0  T。
1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
②实验中,仅将磁敏电阻从位置1处移至2处,其它条件不变,那么电流表、电压表示数的变化情况是: 电流表示数变大,电压表示数变小  。
【答案】(1)N;磁感应强度为零时,电阻值不为零;
(2)①1.0;
②电流表示数变大,电压表示数变小。
【分析】(1)磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。据图甲可知:磁感应强度为零时,电阻值不为零。
(2)①据表中数据可知,磁敏电阻两端电压与通过磁敏电阻的电流比值一定,根据欧姆定律求出磁敏电阻阻值R,再据图甲图像中纵坐标R的值,找出对应横坐标B的值。
②实验中位置1处比位置2处距离磁极近,磁感应强度大,因此磁敏电阻的电阻值将变小,电路中磁敏电阻与滑动变阻器、电流表串联,电压表测磁敏电阻两端电压,电源电压不变,因磁敏电阻的电阻值变小,滑动变阻器的阻值不变,因此电路总电阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中电流将变大,再据串联电路中分压规律可知,磁敏电阻两端电压变小,据此判断电流表、电压表示数的变化情况。
【解答】解:(1)磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极,由图乙可知,该磁极为N极。
磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的图像中,曲线没有过坐标原点,是因为磁感应强度为零时,电阻值不为零。
(2)①图丙所示的实验电路中,据表中数据可知,磁敏电阻两端电压与通过磁敏电阻的电流比值一定,磁敏电阻阻值为:
R500Ω;
图甲图像纵坐标R=500Ω时,对应横坐标B的值为1.0T,因此位置1处的磁感应强度为1.0T。
②实验中,仅将磁敏电阻从位置1处移至2处,其它条件不变,因为位置1处比位置2处距离磁极近,磁感应强度大,因此磁敏电阻的电阻值将变小,电路中磁敏电阻与滑动变阻器、电流表串联,电压表测磁敏电阻两端电压,电源电压不变,因磁敏电阻的电阻值变小,滑动变阻器的阻值不变,因此电路总电阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中电流将变大,再据串联电路中分压规律可知,磁敏电阻两端电压变小,因此电流表、电压表示数的变化情况是:电流表示数变大,电压表示数变小。
故答案为:(1)N;磁感应强度为零时,电阻值不为零;
(2)①1.0;
②电流表示数变大,电压表示数变小。
30.在项目化学习中,兴趣小组用条形磁体、大号缝衣针、硬纸板、按扣、大头针制作简易指南针,制作过程如下:
①取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦10余次(如图甲),使缝衣针磁化。
②用硬纸板和大头针制作指南针的底座,使缝衣针穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上(如图乙)。
③确定简易指南针能否指向南北方向。
④在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强,且能自由转动 指针磁性强,不能自由转动 指针磁性弱,不能自由转动
指标二  能准确指示南北方向,能保持水平平衡  不能指示南北方向,能保持水平平衡 不能指示南北方向。不能保持水平平衡
(1)按扣选塑料不选铁质的原因是  铁质按扣容易被磁化,会干扰缝衣针磁化后的指向,影响指南针的准确性,而塑料不会被磁化,  ,不会对实验造成干扰。
(2)步骤①中缝衣针被条形磁体沿同一方向摩擦10余次后,针尖的磁极为  N  极。
(3)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针能否指示南北方向,应如何操作  多次转动简易指南针,待简易指南针静止时观察简易指南针的指向,以确保结果的准确性  。
(4)请你完成指示二中优秀的评价标准: 能准确指示南北方向,能保持水平平衡  。
(5)根据评价量表进行测试评价,小组制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”,请你说说造成这种后果的原因  “指标一”被评为优秀,说明缝衣针磁化效果好,磁性强,且按扣与底座针尖的接触良好,使得指针能自由转动。“指标二”被评为合格,是简单指南针不能指示南北方向,可能是摩擦太大或可能是简单指南针周围存在磁性材料物质  。
【答案】(1)铁质按扣容易被磁化,会干扰缝衣针磁化后的指向,影响指南针的准确性,而塑料不会被磁化,所以不会对实验造成干扰;(2)N;(3)可以多次转动简易指南针,待简易指南针静止时观察简易指南针的指向,重复观察,以确保结果的准确性;(4)能准确指示南北方向,能保持水平平衡;(5)“指标一”被评为优秀,说明缝衣针磁化效果好,磁性强,且按扣与底座针尖的接触良好,使得指针能自由转动。“指标二”被评为合格,是简易指南针不能指示南北方向,可能是摩擦太大或可能是简单指南针周围存在磁性材料物质。
【分析】能水平自由转动的磁针就是指南针。指南针静止时,其N极总是指向北方。根据磁场的性质可知,指南针一定是处于一个磁场中,这个磁场就是地磁场。正是由于地磁场的作用,指南针才能指示南北。
【解答】解:(1)按扣选塑料不选铁质的原因:铁质按扣容易被磁化,会干扰缝衣针磁化后的指向,影响指南针的准确性,而塑料不会被磁化,所以不会对实验造成干扰。
(2)步骤①中缝衣针被条形磁体沿同一方向摩擦10余次后,根据接触磁化原理,针尖的磁极为N极。
(3)确定简易指南针能否指示南北方向的操作:在水平桌面上,将制作好的简易指南针放在没有其他磁体干扰的地方,待其静止后,观察针尖和针尾所指的方向是否大致为南北方向。可以多次转动简易指南针,待简易指南针静止时观察简易指南针的指向,以确保结果的准确性。
(4)指标二中优秀的评价标准:能准确指示南北方向,能保持水平平衡。
(5)“指标一”优秀、“指标二”合格的原因:“指标一”被评为优秀,说明缝衣针磁化效果好,磁性强,且按扣与底座针尖的接触良好,使得指针能自由转动。“指标二”被评为合格,是简易指南针不能指示南北方向,可能是摩擦太大或可能是简单指南针周围存在磁性材料物质。
故答案为:(1)铁质按扣容易被磁化,会干扰缝衣针磁化后的指向,影响指南针的准确性,而塑料不会被磁化,所以不会对实验造成干扰;(2)N;(3)可以多次转动简易指南针,待简易指南针静止时观察简易指南针的指向,以确保结果的准确性;(4)能准确指示南北方向,能保持水平平衡;(5)“指标一”被评为优秀,说明缝衣针磁化效果好,磁性强,且按扣与底座针尖的接触良好,使得指针能自由转动。“指标二”被评为合格,是简易指南针不能指示南北方向,可能是摩擦太大或可能是简单指南针周围存在磁性材料物质。
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3.1 磁体的磁场(第2课时) 分层练习
科学观念:知道磁场的概念、性质和方向;认识磁感线,能根据磁感线识别磁体极性,能绘制常见磁体的磁感线;知道地球周围有地磁场,了解地磁两极与地理两极的位置关系。
科学思维:理解磁场是一种物质,理解磁感线是一种模型,能根据实际来判断磁场方向。
探究实践:通过小磁针和细铁屑在磁体周围是否受到磁力作用的活动探究,感知磁场的存在与分布,体验转化法在科学研究中的运用。
态度责任:通过师生互动教学活动,激发学生对科学的求知欲望,提高学生探索自然现象和日常生活中科学原理的兴趣。
1.下列关于磁场的描述,正确的是(  )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线 B.磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的
C.磁体周围的磁感线从磁体S极发出,回到磁体N极
D.地磁的N极在地理北极附近,地磁的S极在地理的南极附近
2.研究发现人体内部存在磁场,但与地磁场相比很弱。下列说法不正确的是(  )
A.人体内部磁场可能是由人体内电流产生的 B.人体内部磁场的磁感线分布比地磁场稀疏
C.人体内部磁场的磁感线不是闭合曲线 D.把人体看作一个磁体,该磁体两个磁极
3.下列研究方法中采用“模型法”的是(  )
A.根据电灯是否发光来判定电路中是否有电流存在
B.用磁感线形象地描述磁场
C.比较条形磁体与蹄形磁体的磁感线形状,找出磁场的分布特点
D.用小磁针的偏转说明磁场的存在
4.关于磁场和磁感线,以下说法正确的是(  )
①磁场看不见摸不着,但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磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
④越靠近磁极的地方磁感线越密
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
5.在探究条形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,对实验中有关现象的分析正确的是(  )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.铁屑越疏的地方磁场越弱,离磁体也越远
D.该实验既能显示磁体周围的磁场强弱,还能显示磁场方向
6.下列关于磁体两极间磁感线的画法正确的是(  )
A. B. C. D.
7.如图是研究磁体周围磁场时的铁屑分布情况。实验时,a、b、c三个位置所对应的磁极可能是(  )
A.N、N、N B.N、S、S C.N、N、S D.S、N、S
8.小彤想研究条形磁铁的磁场分布情况,实验室有如下器材:①长度约15cm的条形磁铁②长度约2cm的小磁针③铁屑约10g④边长为25cm的硬纸板⑤边长为25cm的玻璃板,你认为合理的组合是(  )
A.①②⑤ B.①③④ C.①②④ D.①③⑤
9.在条形磁铁的周围放置8枚小磁针(其中涂黑的部分是小磁针的N极)。如图中正确的是(  )
A. B. C. D.
10.在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图对实验中有关现象的分析不正确的是(  )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序
11.如图所示,是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是(  )
A.该条形磁体的左端为N极,右端为S极
B.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
C.置于a点的小磁针,静止时南极指向右侧
D.磁感应线是磁场中真实存在的曲线
12.如图,趋磁细菌是能在体内合成具有磁性的物质的一类细菌,将磁铁置于某些趋磁细菌附近,它会向磁铁的N极运动。海洋中,这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为(  )
A.向南 B.向北 C.向西 D.向东
13.如图所示,是一款磁吸式“猫头鹰”收纳器。其内置一块强磁铁,使用时将钥匙环等小物件往“猫头鹰”底部一“贴”,钥匙等即可被有序收纳。关于磁吸式“猫头鹰”收纳器,下列说法正确的是(  )
A.“猫头鹰”周围的空间布满了磁场
B.“猫头鹰”周围磁场方向均是竖直向上的
C.“猫头鹰”收纳钥匙环是利用磁感线作用的
D.“猫头鹰”能收纳所有金属材质的小物件
14.如图是军事著作《武经总要》中记载的“指南鱼”,静止漂浮时,鱼头总是指北。小明将两条完全相同的“指南鱼”靠近摆放,并绘制了它们的磁感线分布,其中正确的是(  )
A. B. C. D.
15.将两个装有可自由转动的小磁针的透明塑料盒紧密排列在一起,图为仅在地磁场作用下小磁针静止时的几种可能状态,其中正确的是(黑色一端为小磁针N极)(  )
A. B. C. D.
16.三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示,D端为   (选填“N”或“S”,下同)极,B端为   极。
17.如图所示的是一块磁石及其周围的磁感线分布,磁感线的分布与   相似。该磁石的D端为磁体的   极。若用细线将其悬挂,使其在水平面内可以自由旋转,则磁石静止时,D端指向地理位置的   方。
(第17题图) (第18题图)
18.如图所示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   (选填“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   (选填“P”或“Q”)处。
19.郑和下西洋是我国航海史上浓墨重彩的一笔,其采用的是水罗盘定向。水罗盘定向就是将磁针放在一个中间盛水、边上标有方向的盘子里,磁针浮在水面上可以自由旋转,待静止时磁针两端分别指向南北,如图所示,磁针针尖指向南方。下列说法中正确的是(  )
A.磁针针尖指的是地磁北极
B.磁针针尖处为该磁体的N极
C.磁针周围存在磁场,同时也存在磁感线
D.用条形磁铁的N极靠近磁针针尖,会相互排斥
20.在地球表面的某位置,发现自由转动的小磁针静止时沿竖直方向,且S极向下(提示:指向地心为下,远离地心为上),则小磁针所在位置在地球的(  )
A.地磁的北极附近 B.地磁的南极附近
C.赤道附近 D.以上均有可能
21.在一根条形磁铁行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体XY后,其周围磁场磁感线的分布情况如图甲所示。将XY两端对调以后,磁感线分布情况未发生改变,如图乙所示,则棒状物体XY可能是(  )
A.铜棒
B.软铁棒
C.条形磁铁,其中X端为N极
D.条形磁铁,其中Y端为N极
22.人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载,如图所示,古人先将鱼形铁烧红,令铁鱼头尾指向南北,然后将其放入水中冷却,依靠地磁场获得磁性,再将其放入水中漂浮,制成指南鱼,图中是它静止时的指向。下列判断正确的是(  )
A.鱼形铁不能被磁体吸引
B.指南鱼周围存在磁感线
C.指南鱼鱼头应标注“N”
D.指南鱼的腹部磁性最强
23.下列关于磁现象及磁场的说法中(  )
①磁体的磁性越强,能吸引的物质种类就越多
②指南针能够指南北,是由于其受到地磁场的作用
③能够自由转动的小磁针静止时,其N极指向地理北极附近
④磁体之间的作用是通过磁场发生的,但磁场并不存在
A.只有①②正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有③④正确
24.小科一家利用手机导航自驾前往森林公园,途中小科不禁好奇在没有导航的年代人们是如何利用指南针辨别方向的。通过查阅资料得知,指南针能够指示方向是因为地球是一个巨大的地磁场,如图所示是部分地磁场的示意图,根据图示,以下分析正确的是(  )
A.由于磁场是实际存在的,所以磁感线也是实际存在的
B.A点磁场方向等于静止在该处的小磁针南极所指的方向
C.A点的磁场强度比B点的磁场强度弱
D.放在A、B两处的小磁针静止时所受磁场力的方向是不同的
25.巨磁电阻效应:在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”。
进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图乙所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是   。
A.铜、银 B.铁、铜 C.铜、铝 D.铁、镍
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.7nm时,这种复合膜电阻   (选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”。
(3)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0   (选填“大”或“小”)得多。
(4)如图丙是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域。将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是图丁中的   。
26.阅读以下材料,回答问题。
指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针,如图甲所示,它由青铜盘和磁勺组成,磁勺放置在光滑青铜盘的中心,可以自由转动。古文《论衡 是应篇》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。司南的作用,放在地上,它的勺柄静止时指向南方。磁勺能够指示方向,是利用了地磁场对磁勺的作用
(1)若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,图乙和丙所示的两个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是   。
(2)司南的勺柄应为该磁体的   (选填“N”或“S”)极。
(3)某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”,图丁所示为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的   (选填“A”、“B”、“C”或“D”)处打磨成勺柄。
(4)把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后,放在粗糙的木盘上,使磁勺水平自由转动直至最终静止,但磁勺勺柄总不能正确指南。将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善。这是因为磁勺和盘子之间的   影响了实验效果。
27.在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动,假设当A运动一段时间后,两磁铁间才出现吸引力,吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直线运动,吸在一起前B始终静止。
(1)在磁铁A靠近B过程中出现了吸引力,请在俯视图中已画出的一条磁感线上用箭头标出其方向。
(2)整个过程中,磁铁A受到的摩擦力大小变化是   ,磁铁B受到的摩擦力大小变化是   。
28.项目化学习小组分三个阶段开展了“永磁体磁场分布研究系列活动”。通过理论联系实践加深了对相关知识的理解,学习能力也获得了有效的提升。
活动一:理论绘图—磁感线分布
(1)根据磁极间的相互作用规律,两个条形磁铁靠近时,虚框范围内的磁感线分布正确的是   。
活动二:实践检验—用铁屑显示磁感线
如图,一块光滑透明的玻璃板,在一个表面贴上白色书写纸(作为背景,便于观察),将条形磁铁放在玻璃板的下表面,然后在玻璃板上面均匀撒上铁屑,如图所示。用手轻敲玻璃板,使铁屑沿磁感线走向分布,实践结果与理论绘图一致、效果很理想。
(2)从减小摩擦角度考虑,铁屑应撒在   (选填“贴有”或“未贴”)白色书写纸面的玻璃板更合理。
活动三:优化创新—自制磁感线模型
(3)同学们利用熔化的蜡烛液、电熨斗(通电后靠近物体使其升温)等器材进行如下操作,制成了“固定的铁屑磁感线”模型(如右图)。请将操作补充完整:
①将一张白色书写纸放入熔化的蜡烛液中浸渍均匀后取出晾干,使纸质表面覆盖一层蜡,打磨光滑后成一张白色含蜡纸板。
②将蜡纸放在玻璃板上,再均匀撒上铁屑,条形磁铁放在玻璃板下面轻敲玻璃板使铁屑沿磁感线走向分布。
③   。
29.在科学中,磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强。B=0,表示没有磁场.如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻。
(1)图乙为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知,该磁极为   极。
用某种材料制做的磁敏电阻,阻值R随磁感应强度B变化的图像如图甲所示。曲线没有过坐标原点,是因为   。
(2)利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线,可测量图乙磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的1处,利用图丙所示的实验电路,改变滑动变阻器的阻值得到3组电压及电流的实验数据,如表格所示。则位置1处的磁感应强度为   T。
1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
②实验中,仅将磁敏电阻从位置1处移至2处,其它条件不变,那么电流表、电压表示数的变化情况是:   。
30.在项目化学习中,兴趣小组用条形磁体、大号缝衣针、硬纸板、按扣、大头针制作简易指南针,制作过程如下:
①取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦10余次(如图甲),使缝衣针磁化。
②用硬纸板和大头针制作指南针的底座,使缝衣针穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上(如图乙)。
③确定简易指南针能否指向南北方向。
④在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强,且能自由转动 指针磁性强,不能自由转动 指针磁性弱,不能自由转动
指标二 不能指示南北方向,能保持水平平衡 不能指示南北方向。不能保持水平平衡
(1)按扣选塑料不选铁质的原因是   ,不会对实验造成干扰。
(2)步骤①中缝衣针被条形磁体沿同一方向摩擦10余次后,针尖的磁极为   极。
(3)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针能否指示南北方向,应如何操作   。
(4)请你完成指示二中优秀的评价标准:   。
(5)根据评价量表进行测试评价,小组制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”,请你说说造成这种后果的原因   。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 同舟共理工作室·周承秉
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