资源简介

1.了解指南针的发展历史，包括司南、罗盘等演变过程。
2.理解指南针的工作原理，特别是指南针如何利用地磁场指示方向。
3.能够自制简易指南针，并掌握磁偏角的概念与测量方法。
4.认识指南针在古代航海与现代生活中的应用，理解其跨学科意义。
我国古代四大发明之一的指南针，是古代磁学的伟大成就。早在千年前，古人就造出司南，依靠磁石辨别方向。小小的磁勺为何总能指向南方？这背后蕴藏着地磁场的奥秘。今天我们就一起走进跨学科实践，探究指南针的原理与发展。
1.指南针最早的形态是 ，出现在战国时期，指南针的演变经历了 、 、 三个阶段。
2.指南针常用于 、 、 和 方面。指南针利用 指示方向，其静止时指向的是 极（地磁 极）。
3.地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合，存在 。
4.磁偏角是指地球表面任一点的 子午圈同 子午圈的夹角，可以用 测出来。
5.利用小磁针静止时 极所指的方向（地磁 极）与地理 极的夹角，可以粗略测量当地的磁偏角。
【例题】如图甲所示是我国早期的指南针——司南，小明想用图乙的天然磁石仿制司南。根据图乙所示，该磁石的D端为_______极；将该磁石的D端磨成勺柄，制成司南，放在水平光滑的“地盘”上，司南静止时，勺柄指向地球的_________。
【变式1】司南是我国早期的指南针。如图所示，将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，整体漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”，下列说法正确的是（ ）
A.“司南”只有一个磁极
B.“司南”周围的磁场和磁感线，都是真实存在的物质
C.“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D.“司南”静止时勺柄指南，标为S极
【变式2】如图所示装置是一个自制的小指南针。它是把磁化后的缝衣针穿过按扣的两孔，放在底座上，缝衣针能在水平面自由转动，当缝衣针静止后，针尖总是指向北方，则下列说法中正确的是（　　）
A.针尖指的是地理南极 B.缝衣针周围不存在磁场
C.缝衣针的指向不会受到靠近的磁铁干扰 D.缝衣针静止时针尖指向北方是由于地磁场的作用
【变式3】测量磁偏角时，选择上午9点和下午3点的影子标记点，是因为（　　）
A.这两个时间影子最长 B.这两个时间关于正午对称，便于计算正北
C.此时太阳位于正东方和正西方 D.避免阳光太刺眼
1.人类最早的磁化技术出现在我国宋代。如图甲所示,古人先将鱼形铁烧红,令铁鱼指向南北,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,图乙是它静止时的指向。下列判断正确的是(　　)
A.指南鱼不能吸引铁、钴、镍
B.指南鱼周围存在磁感线
C.指南鱼的腹部磁性最强
D.指南鱼鱼头应标注“N”
2.在研究地磁场方向时,如图所示,发现司南的长柄静止时总是指向南方,则长柄相当于指南针的
　　　　极,指向地球磁场的　　　　极,下方的托盘应选用　　　　(选填“铁”或“铜”)制成,并将其表面磨制平滑。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极　　　　(选填“重合”或“不重合”)的现象。
3.如图所示,这是一个自制的小指南针。用硬纸板和大头针制作指南针的底座,使缝衣针磁化后,穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上,当小指南针静止后,针尖指向北方。则下列说法中正确的是(　　)
A.针尖能指北,是受到地球周围磁感线的作用
B.针尖是指南针的S极,针尾是指南针的N极
C.制作缝衣针的材料可以是金属铜
D.若自制指南针静止时明显偏离南北方向,说明该空间存在除地磁场以外的其他磁场
4.指南针是我国四大发明之一,《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如图所示的司南,是把天然磁石磨成勺子的形状,放在水平光滑的“地盘”上,“柢”指的是司南长柄。下列说法正确的是 (　　)
A.司南“柢”与小磁针的南极相互排斥
B.司南只有一个磁极,该磁极指南
C.司南周围真实存在看不见的磁感线
D.把铜丝放在“地盘”上,会受到司南的引力
5.小明自己制作了一个指南针,当他将指南针和一块条形磁体放在一起时(指南针与条形磁体颜色深的一极为N极),下列四个指南针中指向正确的是 (　　)
6.如图所示,拿一条形磁铁在钢针AB上用图中所示的方式进行摩擦,若钢针被磁化后用来制作指南针,　　　　(选填“A”或“B”)端指向南。
古老的智慧--指南针
指南针是我国古代四大发明之一，是古代磁学的辉煌成就，对世界文明发展影响深远。
早在春秋时期的典籍中，就出现了 “司南” 的记载。东汉的司南勺，被公认为最早的磁性指南器具。古人把天然磁石打磨成磁勺，放置在刻有方位的铜盘上，依靠磁石的磁性辨别方向。经过上千年不断改良，司南逐步演变为磁针，先后出现水罗盘、指南鱼等器具。
我国古人很早就掌握人工磁化技术。《武经总要》记载，把铁片加热后，顺着地磁场方向入水淬火，就可以做成指南鱼。沈括在《梦溪笔谈》记录另一种磁化方法，用磁石摩擦钢针得到指南针。人工磁化技术，推动指南针得到广泛使用。
指南针广泛用于航海、勘测与出行。北宋时期，指南针开始应用于航海；明代郑和下西洋，就依靠罗盘完成远洋航行，让人类拥有全天候远洋航行的能力。沈括还最早发现磁偏角：地磁南北极与地理南北极并不完全重合，磁针指向会略微偏斜，这个发现比西方早四百多年。
我们还可以动手自制指南针。用磁铁摩擦缝衣针完成磁化，既可以浮在水面、放在灯芯草上，也能够架在指甲上，或是用丝线悬挂，都可以实现指南效果。还可以结合杆影、北极星，对比测出当地的磁偏角。
小小的指南针，融合物理知识与古代劳动人民的智慧。它从华夏大地走向世界，助力远洋航海，打通各地文明交流，充分彰显了我国古代科技的非凡创造力。
【例题】S；南极
【变式1】D
【变式2】
【变式3】B
1.D　2.南　北　铜　不重合
3.D　4.A　5.C　6.B　

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