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一. 教学内容:
磁现象、磁场
二. 规律方法指导:
1. 条形磁铁有两个磁极,而中间的磁性最弱,几乎感受不到。
2. 利用磁体间的相互作用规律——同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可以判断未知磁体的磁极。
3. 利用磁体的指向性可以制成指南针,反过来,如果已知南北方向,可以通过悬挂法找到未知磁体的南极和北极。
4. 磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质,而磁感线是人们为了直观、形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线,它并不是客观存在于磁场中的真实曲线。因此在磁场中标磁感线时,应将其画成虚线。
5. 磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱。磁体两极处磁感线最密,表示其两极磁场最强。 6. 磁感线是一些闭合的曲线。即磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体的南极,在磁体的内部,都是从磁体的南极指向北极。
三. 知识点分析:
问:现有外观相同的两段钢棒,一根有磁性,而另一根没有磁性,如何区别它们?
答:方法l:根据磁体的吸铁性来判断,找来一些小铁件,如图钉,能够吸起它们的有磁性。
方法2:根据磁体的指向性来判断,分别把两根钢棒用细线水平吊起,若有南北指向的具有磁性。
方法3:根据磁极间的相互作用来判断,取来一根小磁针,若能和小磁针有排斥情况发生,则具有磁性;若小磁针放在钢棒周围不同位置一直表现为相吸,那么这根钢棒没有磁性。
方法4:若没有任何其他材料,也可以进行判断。拿A棒的一端去接触B棒的中间,若相互间无作用力,那么B棒有磁性;若相互间有吸引,那么B棒无磁性,A棒有磁性。
问:如何正确理解磁体和磁极? 答:每个磁体都有两个磁极,一个叫南极(S极),一个叫北极(N极),是磁体上磁性最强的部分,位于磁体的两端。自然界中不存在只有单个磁极的磁体,磁体上的磁极总是成对出现的,而且一个磁体也不能有多于两个的磁极。如果某人不慎将一个条形磁铁从空中落向地面分成两段,则每段将各有两个磁极。如图甲所示;如果再让这两段磁铁互相吸引合为一体,则靠近的两个磁极便不存在,整个磁体仍然只有两个磁极。如图 乙所示。
问:怎样正确认识磁场?
(1)磁场是客观存在的物质。磁场虽然看不见、摸不着,但可以根据磁场的基本性质来判断它的存在。在磁场中放入磁体,只是研究磁场的一种手段,不会因为不放磁体,就使原有的磁场不存在,而只是它的基本性质没有表现出来。
(2)磁场的方向:在磁场中某一点放一小磁针,小磁针静止后,南极和北极所指的方向是固定的;而将小磁针放在磁场中不同位置,其指向不同;这说明磁场是有方向的,且在不同地方,磁场方向可能不同,人们把静止在某点的小磁针北极所指的方向规定为该点的磁场方向。
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问:如何正确理解磁感线? 答:(1)磁感线是人们为了研究磁场而假想的一些能形象直观地表示磁场情况的曲线。这些曲线在磁场中实际并不存在。
(2)磁感线是封闭的曲线。磁体外部的磁感线起始于磁体的北极,终止于磁体的南极。 (3)磁感线不能相交。磁场中任一点磁场都只有一个确定的方向,如果磁感线相交,那么交点处就会出现两个以上的方向,因此,磁感线不能相交。
【典型例题】
磁现象
一. 基础题
[例1] 如图,一根条形磁体的一端吸起两个大头针,小华说两个大头针会保持平行,如图甲所示;小红说两个大头针将会张开,如图乙所示;小明说两个大头针将会靠近,如图丙所示。你认为正确的是 ,因为 。
精析:条形磁体的一端吸起大头针后,大头针就被磁化。以图甲为例,被吸引的两枚大头针靠近磁体S极的那一端被磁化后都为N,两枚大头针的下端都为S极,根据磁极间的相互作用规律可知,两枚大头针下端因同名磁极而分开。故应选乙。
答案:乙;因为两枚大头针被磁化后下端是同名磁极而互相排斥。 说明:掌握磁化规律及磁极间的相互作用规律是解答本题的关键。
二. 能力题
[例2] 如图所示,木杆上套有四个磁环,其中a,b,c三个磁环都悬浮,若c环上端为S极,则下端为N极的磁环是( )
A. a,c B. b,c C. a,b D. a,b,c
精析:因a,b,c三个磁环悬浮,而它们自身的重力均向下,因此磁环受到的磁力均向上。由磁极间的相互作用原理:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可知b和c相斥,b的下端为S极,上端为N极。
因为a和b相斥,a受到向上的斥力,所以a的下端为N极。 答案:A
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三. 创新题
[例3] (2005·河北)我国第一列磁悬浮列车于2002年12月在上海通车,它的设计最大速度为430km/h。磁悬浮列车是利用同名磁极 的原理使列车与导轨脱离接触,消除了车体与轨道之间的 ,从而大大提高了列车速度。
精析:同名磁极排斥,使列车脱离接触面从而减少摩擦,提高速度。 答案:相互排斥;摩擦(或摩擦力)
[例4] 据说录像带和录音带都不能靠近磁体。如图所示,把永磁体靠近录音带,你认为会产生什么后果?请说出你的道理。
精析与解答:磁带是带有磁性的物质,当有磁体靠近磁带时,磁性材料会被吸引,重新磁化,改变了磁带上的磁信号,导致磁带无法再“发出”原来的“音乐”。
说明:了解一些磁性知识,对我们的生活是很有帮助的。
四. 探究题
[例5] 在装了半瓶清水的玻璃瓶中投入若干枚小钢珠,小钢珠立刻沉人水底。能做到不用把工具直接伸入瓶中,就能将钢珠取出来吗?请你选一种辅助工具,说出你的方法和利用的物理原理。
精析与解答:钢珠在装水的玻璃瓶中,工具不能伸入瓶里,要想将钢珠取出,可利用磁体能吸引钢铁等物质的性质,用磁体将钢珠吸出来。又因为玻璃、水为非磁性材料,磁体能穿透它们对钢珠发生作用。 因此应选用一块磁铁,如图所示,将磁铁的一端靠近瓶底,沿着瓶壁慢慢地将磁铁向上滑动,小钢珠就紧跟着磁铁一块向上移动,当磁铁滑到瓶口时,小钢珠也就贴着玻璃的内壁移动到瓶口,随着磁铁的再往上移动,小钢珠最后就吸附在磁铁上。
说明:磁体能吸引钢铁等物质;磁体能够穿透玻璃、纸片、水对钢铁一类物质起吸引作用。
磁场
一. 基础题
[例1]( 2004·北京)下列关于磁现象的说法中,正确的是( )
A. 磁体周围存在磁场 B. 磁感线是真实存在的 C. 同名磁极互相吸引
D. 指南针能指南北是受地磁场的作用
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精析:A选项中磁体周围存在磁场,正确;磁感线是为了形象描述磁场而引入的一些假想曲线,不是真实存在的,故B不正确;磁极间的相互作用规律是:同名磁极相互排斥。异名磁极互相吸引,C不正确;指南针是个小磁针,与地磁场相互作用,它有指南北的性质是受地磁场影响,D正确。
答案:AD
说明:掌握好每个小知识点,解题才能做到游刃有余。
[例2] 如图所示,已知磁体的磁极,请标出磁感线方向和小磁针N、S极。
精析:磁体周围的磁感线从磁体北极出发回到南极,则条形磁体和蹄形磁体N极一端磁感线方向标箭头朝外,S极一端磁感线方向标箭头朝里;同名磁极的两个N极磁感线方向箭头都朝外;判断小磁针的N、S极根据小磁针在磁场中静止时,N极指向应与磁感线方向一致来确定。
答案:如图所示。
说明:运用磁体周围的磁感线从磁体北极出来回到南极来确定磁感线的方向。判断小磁针的N、S极常见有两种方法:一是根据异名磁极相互吸引靠近来判断,即靠近磁体S极一端的为小磁针的N极,另一端为S极;二是根据小磁针的N极指向应与该点的磁场方向、磁感线方向一致来判断。
二. 能力题
[例3] (2005·南京市)爱因斯坦曾说过,磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在。磁场虽然看不见、摸不着,但可以通过它对放入其中的 产生力的作用来认识它,还可以用 形象地来描述它。
答案:磁体;磁感线
[例4] 小刚在一个圆纸盒里放一个条形磁体,圆纸盒外放着一些小磁针,小刚观察到小磁针N极指向如图甲所示。你能帮助小刚画出圆纸盒里的条形磁体并标明N、S极吗?
答案:如图乙所示。
说明:本题考查了条形磁感线的分布。
三. 创新题
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