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第十六章　磁场　电磁铁
16.1　永磁体的磁场
基础提质
1.广泛应用于生产、生活的干簧管是利用永磁体对簧片的磁化作用工作,如图所示,当磁体靠近干簧管时,两簧片接触;当取走磁体时,两簧片分离。下列关于干簧管说法正确的是(　　)
A.制作干簧管的金属簧片用铜质材料比铁质材料效果更好
B.簧片被磁化后A端是N极、B端是S极
C.图中两簧片被磁化,两触点为异名磁极,移走磁体后簧片磁性会消失
D.干簧管是根据同名磁极相互排斥的原理制成的
2.(2026浙江温州瓯海期中)如图甲所示,一根条形磁体摔断成两段,取右边的一段靠近小磁针,若小磁针静止时的指向如图乙所示,则图乙中磁体裂纹处的磁极是______极。若把这两段磁体沿裂纹吻合地放在一起(如图甲),则这两段磁体会相互_______(选填“吸引”或“排斥”)。
3.【科学方法·模型法】(2025安徽淮南月考)许多物理现象都具有对称美、平衡美和曲线美。如图所示的优美曲线中,用磁感线描述磁体外部磁场正确的是(　　)
4.(2025安徽合肥包河期末)某一磁体周围磁场的部分磁感线分布情况如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.由P到Q,磁场越来越弱
B.a点与b点磁场方向不相同
C.a点磁场强度比b点磁场强度强一些
D.a点与b点的磁场强度相同
5.(2025广东东莞模拟)在图中,请根据静止时小磁针的指向,标出磁体的两个磁极的极性及磁感线方向。
6.【情境素材·中华优秀传统文化】(2025山东菏泽二模)中国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场,下列说法正确的是(　　)
A.地磁场的S极在地理的南极附近
B.地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合
C.地球周围存在着很多条疏密不同的磁感线
D.可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向
7.【情境素材·科技成就】由稀土原材料与其他金属一起经过熔化、冷却、破碎、烧结等复杂工艺形成毛坯,然后利用强大电流进行磁化制成的永磁体,在高温下也能产生很强的永久磁场。这种永磁体已用于制作新能源汽车的电动机。下列关于这种永磁体的说法错误的是(　　)
A.耐高温　　B.磁化前是硬磁材料　　C.磁性弱　　D.制作时经历了熔化和凝固过程
能力提升
8.(2026广东深圳宝安开学考,★☆☆)如图所示是一款磁吸式数据线,含有磁铁的线体可以和不同型号的具有磁性的充电头吸附对接,达到“一线多头”的使用效果。下列说法正确的是(　　)
A.含有磁铁的线体可以吸附任何金属
B.磁性充电头只有一个磁极
C.线体周围的磁场是由无数条磁感线组成的
D.线体和充电头吸附是因为异名磁极相互吸引
9.【情境素材·教材变式】(2026安徽六安金安期末,★☆☆)有两根外形完全相同的钢棒a和b;按图甲所示放置,手拿起a时,b不会掉下来;按图乙所示放置,手拿起b时,a不会随b一起上升。这说明(　　)
A.钢棒a具有磁性　　B.钢棒b具有磁性
C.钢棒a和b都具有磁性　　D.钢棒a和b都不具有磁性
10.(★★☆)在班级组织的“自制指南针”活动中,小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后,将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方,如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.树叶尖端指向地磁南极
B.指南针的“N”应标注在树叶尖端
C.树叶周围存在磁场和磁感线
D.若用磁体的N极靠近树叶尖端,会相互吸引
11.【跨学科实践·工程实践】(2025广东肇庆三模,★☆☆)指南针是我国古代的四大发明之一,如图所示是我国早期的指南针——司南。《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”指南针能指示南北方向是由于受到_______的作用;“其柢指南”中,“柢”是司南的______极,“南”是指_______(选填“地理”或“地磁”)的南极。
12.【核心素养·科学思维】(2026浙江嵊州期中,★★☆)如图所示是一种涂鸦神器画板的原理图,将磁石粉浸没在悬浮液里,当按下磁性写字笔其中一个按钮时,笔尖磁体的极性为S极,可以写出______(选填“红”或“黑”)色的字。擦去字迹时,只需将刷子左右移动即可,刷子是用_______(选填“不易磁化”或“易磁化”)的材料制成的。
素养提优
13.罗盘是装有指南针的方位仪器,是指南针的一种应用。学习了磁场之后,同学们想自己制作一个简易的指南针。请选择有关器材,设计方案并制作指南针。
(1)选用器材:_______。
(2)制作过程:_______。
参考答案与解析
1. C
解析　制作干簧管的金属簧片应该采用磁性材料,可以用铁质材料,不能用铜质材料,故A错误;由条形磁体的磁极分布及磁极间的相互作用规律可知:簧片被磁化后A端是S极、B端是N极,故B错误;图中两簧片被磁化,两触点为异名磁极,移走磁体后簧片磁性会消失,故C正确;干簧管是根据异名磁极相互吸引的原理制成的,故D错误。
2. N;吸引
解析　由图乙可知,由于异名磁极相互吸引,所以图乙中磁体裂纹的一端是N极,图甲左边磁体的右端是S极,若把这两段磁体沿裂纹吻合地放在一起,由异名磁极相互吸引可知,这两段磁体会相互吸引。
3. C
解析　磁体外部的磁感线是从N极出发,回到S极的,故C正确。
4. B
解析　磁场越强的地方,磁感线越密,由P到Q,磁场越来越强,故A、C、D错误;磁感线上某点的切线方向即该点的磁场方向,a点与b点磁场方向不相同,故B正确。
5. 如图所示
解析　由磁极间的相互作用规律可知,左边磁体的右端为S极,右边磁体的左端为N极,磁体外部的磁感线是从N极出发,回到S极,如图所示。
6. D
解析　地球本身是一个巨大的天然磁体,地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近,地理南、北极与地磁场的南、北极不重合,故A、B错误;磁感线是为了方便研究磁场而引入的物理模型,实际上并不存在,故C错误;在物理学中,我们把小磁针在磁场中静止时N极所指的方向规定为这一点的磁场方向,故D正确。
7. C
解析　由题意知,这种永磁体在高温下也能产生很强的永久磁场,说明其耐高温并且磁性很强,故A正确,C错误;硬磁材料适合制造永磁体,磁化后不容易失去磁性,软磁材料磁化后很容易失去磁性,故B正确;由稀土原材料与其他金属一起经过熔化、冷却、破碎、烧结等复杂工艺形成毛坯,说明制作过程中经历了熔化和凝固过程,故D正确。
8. D
解析　含有磁铁的线体可以吸附磁性物质,而不是任何金属,故A错误;任何磁体都有两个磁极,故B错误;磁感线是为了描述磁场而引入的物理模型,实际上并不存在,故C错误;线体和充电头吸附是因为异名磁极相互吸引,故D正确。
9. A
解析　磁体的磁极处磁性最强,磁体中间几乎没有磁性。按图甲所示放置,用手拿起a时,b不会掉下来,说明钢棒a具有磁性;按图乙所示放置,用手拿起b时,a不会随b一起上升,说明钢棒b没有磁性,故选A。
10. D
解析　树叶尖端指向地理南极附近,即地磁北极,故A错误;由于异名磁极相互吸引,树叶尖端应是磁体南极,即S极,故指南针的“S”应标注在树叶尖端,故B错误;树叶周围存在磁场,磁感线是为了描述磁场而引入的物理模型,实际上并不存在,故C错误;磁体的N极和树叶尖端(被磁化的缝衣针的S极)是异名磁极,会相互吸引,故D正确。
11. 地磁场;南;地理
解析　地球本身是一个巨大的磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子。地磁北极在地理南极附近,司南静止时其“柢(勺柄)”指向南方,由磁极间的相互作用规律可知,“柢”是地磁南极,即司南的南极,“南”是指地理的南极。
12. 红;易磁化
解析　由磁极间的相互作用规律可知,当按下磁性写字笔其中一个按钮时,笔尖磁体的极性为S极,会吸引磁石粉的N极,由图可知,可以写出红色的字;刷子左右移动可以擦去字迹,所以是用易磁化的材料制成,磁化后的刷子可吸引磁石粉达到擦去字迹的目的。
13. (1)缝衣钢针、条形磁体、细线　(2)将条形磁体的一端沿着同一方向摩擦缝衣钢针,重复几次后,使钢针获得磁性;用细线将获得磁性的钢针从中间位置悬挂,让其自由转动,当它在水平位置自由静止时,指南的一端为钢针的南极,另一端为北极;用不同的颜色标注自制指南针的南、北极

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