第十二章 磁现象
单元大概念素养目标
大概念素养目标 对应新课标内容
了解磁性及磁化现象，知道磁极间的相互作用规律 通过实验，了解物质的磁性和磁化现象。调查磁性材料在生活中的应用【P10】
认识磁体周围存在磁场，会应用磁感线描述磁场，知道地磁场 通过实验，认识磁场，知道地磁场【P18】
知道电生磁，知道通电螺线管外部磁场的特点及影响因素，会用安培定则 通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向【P18】
了解电磁铁的特点及其在生产、生活中的实际应用 了解电磁铁在生产生活中的应用【P18】
认识通电导线在磁场中受到力的作用，知道力的方向及影响因素，会用左手定则 通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关【P18】
了解直流电动机的工作原理，了解动圈式话筒的结构和原理 了解直流电动机的工作原理【P18】
知道产生感应电流的条件，了解发电机的工作原理 探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产生活中的应用【P18】
一、简单磁现象
基础过关全练
知识点1 磁体与磁极
1.磁性材料的应用非常广泛，下列生活用品中不含有磁性材料的是( )
A.磁带 B.磁性火车票 C.银行卡 D.光盘
2.【新独家原创】一条形磁体靠近小磁针时，可以发现小磁针发生如图所示的偏转，由此可知( )
A.同名磁极相互吸引 B.同名磁极相互排斥
C.异名磁极相互排斥 D.异名磁极相互吸引
3.【跨学科·物理学与日常生活】一则新闻中这样写道:磁性鞋带扣让你跟系鞋带说再见。如图所示，把鞋带裁剪到合适的长度，然后将模块串进去，之后两边一碰即可牢牢地把鞋带系紧。下列说法正确的是( )
A.两模块相互接触的一侧一定是同名磁极
B.两模块相互接触的一侧一定是异名磁极
C.两模块中，其中一块有磁性，另一块可能是铁块
D.两模块中，其中一块有磁性，另一块可能是铜块
知识点2 磁化
4.【新独家原创】小宇同学在整理废旧物品时，发现一旧物品能够吸引撒在水平桌面上的没有被磁化过的铁屑，则判断该物品 ( )
A.一定是磁体
B.可能是磁体，也可能不是磁体
C.一定不是磁体
D.条件不足，无法判断
5.小新同学在学校创新实验室中体验了搭“硬币桥”的游戏项目，将数枚硬币放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座“硬币桥”，如图所示。下列硬币不能用来搭“硬币桥”的是 ( )
A.铝兰花1角(镁、铝)
B.钢兰花1角(钢铁磨光电镀)
C.荷花5角(钢芯镀铜)
D.菊花1元(钢芯镀镍)
6.我们试着做一个游戏如图:将磁铁M固定在铁块C上。用手将一元硬币B1、B2叠在一起竖立在磁铁上端，如将手指稍稍松开一小段距离，将观察到的现象是两个硬币的上端将 (选填“合拢”或“分开”)。这是因为硬币被磁铁 ，且两个硬币的上端磁极 (选填“异”或“同”)名。
能力提升全练
7.(2022广西柳州中考，2，★☆☆)从小石块和铁屑的混合物中快速分离出铁屑，最合适的工具是 ( )
A.磁铁 B.镊子 C.筷子 D.放大镜
8.(2022浙江温州中考，10，★★☆)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
9.(2020浙江杭州中考，11，★★☆)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
10.(2023北京十一中月考，6，★★☆)干簧管是一种开关，其结构简图如图甲所示，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软磁性材料，被固定于玻璃管内。将一个条形磁铁靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通，如图乙所示；当条形磁铁远离干簧管时，触点就会断开。关于干簧管的磁簧片被磁化后，触点部位闭合的原因，下列说法正确的是( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同名磁极相互排斥 D.异名磁极相互吸引
11.(2023北京海淀期末，17，★★☆)(多选)实验室有一根钢棒，下列做法中，能确定该钢棒原来就具有磁性的是 ( )
A.将钢棒靠近小磁针，小磁针发生转动
B.将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被吸引
C.将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极，条形磁体被排斥
D.将钢棒靠近放在桌面上的未被磁化的铁屑，钢棒能吸起大量的铁屑
12.【跨学科·物理学与日常生活】(2021浙江温州中考，17，★★☆)“地漏”(如图甲)是连接排水管道与室内地面的接口。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节，在不排水时能密封管道等。
(1)若地漏不密封，排水管内臭气会扩散到室内。从微观角度解释该现象:
。
(2)磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
①当密封盖上方无水时，在磁体B作用下，磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极，则磁体B上端为 极。
②当密封盖上方有水时，密封盖下移，开始排水。积水越多，则排水口越大，其原因是
。
13.【学科素养·科学探究】(2023北京大兴期末，19，★★☆)小明在实验室探究磁极间相互作用的规律，他把一块条形磁铁用细线悬挂起来，然后把另一块条形磁铁的S极靠近被悬挂的磁铁的N极，发现悬挂磁铁的细线偏离了竖直方向一个角度θ，于是小明利用角度θ的大小表示磁极间作用力的大小。小明先后两次实验的情形如图所示。
根据如图所示的实验现象，可知小明探究的问题是 。
素养探究全练
14.【科学探究】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 (选填“1”“2”或“3”)是错误的；
(2)用细棉线将环形磁体悬挂起来(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 (选填“1”“2”或“3”)是错误的；
(3)为进一步确定这种环形磁体磁极的分布情况，小李进行了以下实验:取两个完全相同的环形磁体，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体翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；
(4)若将两个完全相同，重均为G的环形磁体a、b串在木制支架上，静止时如图己所示(不考虑环形磁体与支架间的摩擦力)，则磁体a对底座的压力 ( )
A.等于G
B.小于2G
C.等于2G
D.大于2G
(5)若再放上一个完全相同的磁体c(b、c间也排斥)，则相邻两个磁体间的距离Lab (选填“大于”“等于”或“小于”)Lbc。
15.【科学思维】小明从市场上买来的磁铁魔术玩具如图所示，它呈橄榄球形，小明将两个橄榄球形磁铁抛起来后，它们在空中会相互吸引发生碰撞，发出类似响尾蛇尾尖摇动的清脆响声，故又名“响尾蛇蛋”。小明想知道这个橄榄球形磁铁的磁极在哪儿。请你设计实验帮助小明找到橄榄球形磁铁的磁极位置。
要求:
(1)写出选用的实验器材；
(2)简述实验过程及现象。
答案全解全析
基础过关全练
1.D 磁带、磁性火车票、银行卡都含有磁性材料，而光盘不含有磁性材料，故选D。
2.D 由图可知条形磁体和小磁针异名磁极靠近时相互吸引，故得出异名磁极相互吸引的结论，故选D。
3.C 两模块相互接触能吸引，可能是异名磁极，也可能是一块有磁性，另一块无磁性，故A、B不正确；磁体只能吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引铜，故C正确，D不正确。
4.A 能够吸引铁、钴、镍的物体叫磁体，因为该物品能够吸引没有被磁化的铁屑，则说明该物品一定是磁体，故选A。
5.A “硬币桥”是利用硬币被磁化后具有磁性而相互吸引搭成的，镁、铝不能被磁化，所以不行。故A符合题意，B、C、D不符合题意。
6.答案 分开 磁化 同
解析 硬币是磁性材料，所以如题图放在一起后，能被磁化；当两硬币都放在磁铁的N极上时，被磁化后两硬币上端具有相同的磁极；由于同名磁极相互排斥，因此它们会分开。
能力提升全练
7.A 小石块不能被磁化，铁屑能被磁化，所以用磁铁吸引混合物可以快速分离出铁屑，故A正确，B、C、D不正确。
8.C 强磁铁靠近铁皮时，铁皮会被磁化成一个新的磁体，根据磁极间的相互作用规律可知，铁皮分开的原因是同名磁极相互排斥，故C正确，A、B、D不正确。
9.D 如果M无磁性、N无磁性，则M、N按甲、乙两图的方式接触都不会有较大吸引力，故A错误；根据磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱的特点，如果M无磁性、N有磁性，则按乙图的方式接触不会有较大吸引力，故B错误；如果M有磁性、N无磁性，则按甲图的方式接触不会有较大吸引力，故C错误；如果M有磁性、N有磁性，则按甲、乙两图的方式接触都有较大吸引力，故D正确。故选D。
10.D 软磁性材料磁簧片被靠近的条形磁铁磁化后具有磁性，磁化后的两磁簧片由于异名磁极相互吸引，触点闭合接通电路，当条形磁铁远离时，磁簧片磁性消失，两磁簧片触点断开，切断电路。
11.CD 钢棒不具有磁性时，磁体也可以吸引钢棒，力的作用是相互的，所以钢棒可以引起小磁针的转动和吸引悬挂的磁体，故A、B都不正确；由于钢棒与磁体的一端相互排斥，钢棒一定有磁性，并且靠近磁体的一端与磁体的这一端是同名磁极，故C正确；钢棒能够吸引未被磁化的铁屑，说明了钢棒具有磁性，能够吸引铁、钴、镍等物质，故D正确。
12.答案 (1)臭气分子在不停地做无规则运动 (2)①N ②积水越多，密封盖受到的压力越大，密封盖下降越多
解析 (1)臭气分子在不停地做无规则运动，地漏密封不严，臭气会通过缝隙进入室内。(2)①在磁体B的作用下，磁体A将密封盖顶起，磁体A的下端是N极，由同名磁极相互排斥可知，磁体B的上端也为N极。②当密封盖上方有水时，密封盖下移，开始排水。积水越多，水对密封盖的压强越大，由F=pS可知，密封盖受到的水的压力越大，则密封盖下降得越多。
13.答案 磁极间作用力的大小与磁极间的距离是否有关
解析 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；甲、乙两块磁铁异名磁极互相靠近时，两块磁铁互相吸引；磁极间的距离不同，悬挂磁铁的细线偏离竖直方向的角度不同，说明磁极间的作用力不同；因此此实验可以探究磁极间作用力的大小与磁极间距离的关系。
素养探究全练
14.答案 (1)1 (2)3 (4)C (5)小于
解析 (1)当按图丁的方法将环形磁体悬挂起来时，若猜想1是正确的，则环形磁体不会静止在任何位置，只会停留在一个方向:N极在北面，S极在南面，故猜想1是错误的；(2)当按图戊的方法用细棉线将环形磁体悬挂起来，如果猜想3正确，由于地磁场的作用，磁体会在任何位置保持静止，结果观察到磁体在特定位置能保持静止，这说明猜想3是错误的；(4)设磁体a对底座的压力为F1，a对b的排斥力为F2，b对a的排斥力为F2'，F2=F2'，对于磁体b，受到重力G和磁体a的排斥力F2，根据平衡条件可得F2=G，以a为研究对象，磁体a对底座的压力F1与底座对a的支持力F1'是一对相互作用力，F1=F1'=G+F2'=G+F2=G+G=2G，故选C；(5)若再放上一个完全相同的磁体c(b、c间也排斥)，此时b磁体受到3个力的作用，如图所示:
b磁体静止时，由力的平衡条件可得Fa对b=G+Fc对b，所以Fa对b>Fc对b，即a对b的排斥力更大，说明a、b间的距离更小，则相邻两个磁体间的距离Lab小于Lbc。
15.答案 (1)橄榄球形磁铁，一盒大头针。 (2)实验过程及现象:将橄榄球形磁铁放在大头针盒里翻转几下后，拿出来观察，吸引大头针个数最多的两个部位就是该橄榄球形磁铁的磁极位置。
解析 因为磁体上磁性最强的部分是磁极，根据这一特点，可找一盒大头针或小铁钉，然后用橄榄球形磁铁吸引大头针或小铁钉，橄榄球形磁铁上吸引大头针或小铁钉数目最多的位置即橄榄球形磁铁的磁极。
