16.1磁体与磁场-2023-2024学年九年级物理下册同步精品讲义及练习

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2023-2024学年九年级物理下册同步讲义及练习

16.1磁体与磁场

姓名：_________ 班级：_________ 学号：_________

【知识梳理】

一、磁体

1．磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。

2．磁体：具有磁性的物质叫做磁体。包括天然磁体和人造磁体。

3．磁极：磁体上磁性最强的部分（任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的）

（1）两个磁极：南极（S）、北极（N）。

（2）磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

4．磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。

（1）磁化的方法：①用一个磁体在磁性物体上沿同一方向摩擦，就可使这个物体变成磁体。

②在物体上绕上绝缘导线，通入直流电，经过一段时间后取下即可。

③使物体与磁体吸引，一段时间后物体将具有磁性。

（2）说明：

①磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。

②钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。

（3）消磁（拓展）：当磁化后的材料，受到了外来的能量的影响，例如加热、冲击，其中的各磁畴的磁距方向会变得不一致，磁性就会减弱或消失，这个过程就称为消磁。

5．物体是否具有磁性的判断方法：

（1）根据磁体的吸铁性判断。

如果一个物体能吸引由铁、钴、镍材料制成的物体，则该物体具有磁性。

（2）根据磁体的指向性判断。

将一个物体用细绳悬挂起来，如果该物体静止时总是一头朝南、一头朝北，说明该物体具有磁性。

（3）根据磁体相互作用规律判断。

如果一个物体能与一个磁体发生相互排斥，说明该物体具有磁性。

④根据磁极的磁性最强判断。

如果将一个物体放入铁屑堆中，如果物体上有两个部位吸引铁屑明显多于其他部位，说明该物体具有磁性。

6．应用：磁盘、硬盘、磁带、银行卡、发电机（电动机）、磁悬浮列车、冰箱门磁性封条等

二、磁场

1．磁场

（1）概念：在磁体周围存在的一种物质，能使磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，我们把它叫做磁场。

（2）基本性质：磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用。

（3）磁场的方向：

规定——在磁场中的任意一点，小磁针静止时，N 即所指的方向就是那点的磁场方向。

磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。

注意——在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。

2．磁感线

（1）概念：为了形象地描述磁场，在物理学中，用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描述下来，这些曲线就是磁感线。

（2）方向：为了让磁感线能反映磁场的方向，我们把磁感线上都标有方向，并且磁感线的方向就是磁场方向，磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致。。

（3）特点：①磁体外部的磁感线从N极出发回到S极。

②磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱。

③磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交。

（4）常见磁体磁感线分布

3．地磁场

（1）概念：地球周围存在着磁场叫做地磁场。

（2）地磁场的磁极与地理两极并不重合。磁场的N极在地理的南极附近，磁场的S极在地理的北极附近。

（3）应用：鸽子、绿海龟（利用磁场导航）

（4）磁偏角：自转轴平面与磁轴平面夹角，首先由我国宋代的沈括发现。

【易错点】

1．任何一个磁体分割成两部分后，会成为两个独立的磁体，具有各自的一对磁极。

2．磁感线在磁体内部是从S极到N极。

【典例分析】

1．在甲、乙两根形状完全相同的钢棒，当甲的一端靠近乙的一端时，乙转动起来，则可判断（　　）

A．一定是甲棒有磁性，乙棒无磁性

B．一定是乙棒有磁性，甲棒无磁性

C．甲、乙都一定有磁性

D．以上三种说法都有可能

2．如图所示，甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线．根据图中小磁针静止时的指向，下列判断正确的是（　　）

A．甲、乙都是S极

B．甲、乙都是N极

C．甲是N极，乙是S极

D．甲是S极，乙是N极

3．如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮，被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是（　　）

A．同名磁极相互吸引

B．异名磁极相互吸引

C．同名磁极相互排斥

D．异名磁极相互排斥

4．如图所示为某条形磁体附近磁感线的示意图，若在靠近S极的P点放一个小磁针（按虚线指示放置，小磁针深颜色的一端为N极），当小磁针静止时，图中能正确表示P点小磁针N极指向的是（　　）

5．如图，弹簧测力计下悬挂一小条形磁铁，使弹簧测力计沿着水平放置的大条形磁铁的左端N极开始，向右端S极处逐渐移动时，弹簧测力计示数将（　　）

A．逐渐增大        B．逐渐减小        C．先减小后增大        D．先增大后减小

6．有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（        ）

A．M无磁性、N无磁性

B．M无磁性、N有磁性

C．M有磁性、N无磁性 

D．M有磁性、N有磁性

7．小明用水平放置的一根条形磁铁针的一端恰好吸起一根小铁钉．如图所示，若他用一根同样的条形磁铁的S极与原来的磁铁N极靠近至合并时，最有可能看到的现象是（）

A．铁钉的尖端被吸向右端磁铁

B．铁钉将落下

C．铁钉的尖端被吸向左端磁铁

D．铁钉被吸得更牢

8．地球是一个巨大的磁体，关于地磁场，下列说法正确的是（　　）

A．地磁南极和地理北极是完全重合的

B．某地的地磁场方向就是该处小磁针的N极所指方向

C．在地球上赤道附近磁性是最强的

D．地磁场和磁感线都是真实存在，可以看见的

【夺冠训练】

一、单选题

1．（2023·北京通州·九年级期末）关于条形磁铁，下列描述不正确的是（　　）

A．条形磁铁的周围存在磁场

B．条形磁铁的两端磁性最弱

C．条形磁铁可以吸引含有金属镍制造的硬币

D．条形磁铁可以使原本无磁性的铁钉具有磁性

2．如图是我国早期的指南针——司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的是司南长柄，下列说法中正确的是（　　）

A．司南的长柄是磁石的北极

B．司南长柄指的是地磁北极

C．地磁场的南极在地球地理的南极附近

D．司南指南北是其本身有这样的特性

3．小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（　　）

A．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性

B．“硬币桥”中间磁性最强

C．“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理

D．两枚硬币相邻的部分是同名磁极

4．用钢条靠近小磁针，小磁针被吸引过来，则（　　）

A．钢条一定有磁性

B．钢条一定没有磁性

C．钢条可能有磁性，也可能没有磁性

D．无法判定

5．如图所示，两枚大头针被条形磁铁吸起，其中正确的图是（　　）

6．（2022·山西省·中考真题）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

7．如图所示，将玻璃板、课本、铁板、塑料板分别置于条形磁体与铁质回形针之间（不碰到条形磁体与回形针）时，能够影响条形磁体对铁质回形针吸引作用的是

A．玻璃板                  B．课本                      C．铁板                      D．塑料板

8．物质的磁性应用非常广泛，根据磁性研制的许多新颖的磁性材料，广泛地应用在生活和科研中。下列物质不是利用磁性来工作的是（　　）

A．录音带                  B．移动硬盘               C．光盘                      D．银行卡

9．指南针是我国古代的四大发明之一，下列关于指南针的说法正确的是（）

A．指南针能指示南北方向是因为受到重力的作用

B．指南针的指向不会受到附近钢铁物质的影响

C．在指南针正上方放置一直导线，导线通电时指南针一定会偏转

D．我国宋代学者沈括发现，指南针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离

10．如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法不正确的是（　　）

A．P对弹簧测力计的拉力大小为2G

B．P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2G

C．P对Q的吸引力和Q对P的吸引力是一对相互作用力，大小均为G

D．弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力大小分别为G和2G

11．一根条形磁铁不小心摔成两段后，一共会有N极的个数为（　　）

A．1个                       B．2个                       C．3个                       D．4个

12．如图所示，重为G的小铁块在水平方向力F的作用下，沿条形磁铁的表面从N极滑到S极，下列说法正确的是（　　）

A．小铁块受到的摩擦力一直变小

B．小铁块受到的重力始终不变

C．小铁块对磁铁的压力始终不变

D．小铁块对磁铁的压强先变大后变小

二、填空题

13．如图所示，a、b分别为两个条形磁体的某一端磁极，根据图中磁感线的分布，可以判断a、b为 _____ （“同名”或“异名”）磁极，其中a为 ____ 极（填写字母）。

14．有A、B两个外形完全相同的钢棒，已知一个有磁性，一个没有磁性。为了区分它们，现将钢棒A的一端从B的左端向右端移动（不接触），如图所示，发现吸引力的大小不变，则说明A________磁性，B______磁性。（填“有”或“没有”）

15．如图所示，两个条形磁体的、端分别吸引着一枚铁钉，由图可知，、为磁极______（填“同名”或“异名”）；如果将、相连，则铁钉会______，这是因为______．

三、作图题

16．根据图中小磁针的指向，在图中标出磁体A、B的极性，并标明磁场方向。

17．如图所示，小磁针静止时的指向如图中所示，请标出磁极a、b的极性。

18．在一个圆纸盒内有一个条形磁体，圆纸盒外放着一些小磁针，各个小磁针静止时的指向如图所示(黑色表示N极)，根据圆纸盒外小磁针的指向，请你在圆纸盒内画出条形磁体，并标出条形磁体的N、S极。

19．根据小磁针的指向，把下面各图中磁体的N、S极标注出来。

四、实验题

20．在物理学中，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。

（1）图1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，若在2处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图2中的______；位置1处磁感应强度______位置2处的磁感应强度（填“大于”“小于”或“等于”）；

（2）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。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像如图3所示。根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而______。

21．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：

猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）

猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）；

猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）；

为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：

（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想_______（1/2/3）是错误的；

（2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想________（1/2/3）是错误的；

（3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥．接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；

（4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力________；

A．等于G          B．小于          C．等于          D．大于

（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离________（大于/等于/小于）。

…………

参考答案

【典例分析】

1．D

【详解】（1）由于磁体能够吸引铁钴镍等物质，所以甲、乙两个钢棒中可能只有一个是磁体．

（2）甲、乙如果都有磁性，两个异名磁极靠近时，也相互吸引。

2．A

【详解】由磁感线分布可知两磁极相互排斥，两磁极为同名磁极，小磁针静止时N极指向乙磁极，根据磁极间相互作用规律异名磁极互相吸引可知，乙磁极为S极，故两磁极均为S极，故A正确，BCD错误。

…………