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C
D
P端
方法一:将磁体用细线悬挂起来,使其能在水平面内自由转动,静止后指向地理北极的一端为磁体的N极,指向地理南极的一端为磁体的S极。
方法二:取一个已知N、S极的小磁针,将磁体的一端靠近小磁针的N极,若相互排斥,则该端为磁体的N极;若相互吸引,则该端为磁体的S极。
【分析】
首先需要明确初中物理中常见研究方法的定义:等效替代法是用一个物理量替代多个物理量的共同作用效果;模型法是构建理想化的物理模型来研究抽象的物理现象;类比法是将相似的物理现象进行类比来帮助理解。接下来逐个分析实例:①引入合力是用合力替代多个分力的作用,属于等效替代法;②光线是理想化模型,用模型法;③电流类比水流,用类比法;④磁感线是理想化模型,用模型法。最后找出采用相同方法的实例,②和④都用模型法,对应选项C。
【解析】
对每个研究实例的方法分析如下:
①研究一个物体受几个力的作用时,引入合力的概念,采用等效替代法,即用合力等效替代多个分力的共同作用效果;
②用光线表示光的传播,光线是为了研究光的传播而构建的理想化物理模型(实际不存在),采用模型法;
③研究电流时把它与水流类比,通过水流的特点类比理解电流的相关性质,采用类比法;
④利用磁感线来描述磁场,磁感线是为了研究磁场而构建的理想化物理模型(实际不存在),采用模型法。
由此可知,②和④采用了相同的研究方法(模型法),故答案选C。
【答案】
C
【知识点】
理想化模型法、等效替代法、类比法
【点评】
本题考查初中物理常见研究方法的区分,要求学生准确掌握每种方法的内涵,并能结合具体实例判断所用方法,是对物理研究思想的基础考查,有助于提升学生对物理研究方法的理解与应用能力。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先明确双色磁性画板的工作原理是异名磁极相互吸引,结合图示可知磁粉上端为S极(黑色)、下端为N极(红色)。接下来逐个分析选项:
1. 分析A选项:写字时笔尖磁极吸引对应磁粉,使磁粉翻转显示颜色,原理是异名磁极相互吸引,并非同名磁极排斥,故A错误。
2. 分析B选项:写黑字时需让磁粉黑色端(S极)朝上,此时笔尖需为N极来吸引S极,所以笔尖不是S极,B错误。
3. 分析C选项:写红字时需让磁粉红色端(N极)朝上,此时笔尖需为S极来吸引N极,所以笔尖不是N极,C错误。
4. 分析D选项:刷子擦字是让磁粉恢复初始状态,铁是磁性材料,能吸引磁粉,所以刷子可以用铁制成,D正确。
【解析】
对各选项逐一分析:
A选项:写字的原理是异名磁极相互吸引,磁粉在笔尖磁极的吸引下翻转显示颜色,并非同名磁极相互排斥,A错误。
B选项:由图可知黑磁粉上端为S极,写黑字时,笔尖需吸引磁粉的S极使其翻转,因此笔尖应为N极,B错误。
C选项:红磁粉下端为N极,写红字时,笔尖需吸引磁粉的N极使其翻转,因此笔尖应为S极,C错误。
D选项:刷子左右移动擦去字迹,利用铁作为磁性材料能被磁体吸引的性质,使磁粉恢复初始状态,所以刷子可以用铁制成,D正确。
【答案】
D
【知识点】
磁极间相互作用,磁性材料性质
【点评】
本题考查磁极间相互作用规律与磁性材料的应用,需结合图示分析磁粉磁极分布,明确写字、擦字的原理,侧重对知识应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,我们需要牢牢把握磁感线的核心性质和磁极间的相互作用规律:首先明确在磁体外部,磁感线总是从N极出发,回到S极;同时小磁针静止时N极的指向与磁感线的方向一致,也可以利用异名磁极相互吸引的规律来判断小磁针的极性。
我们可以分模块逐步思考:
1. 对于图16-1-11的磁体极性判断:
先观察磁感线的箭头方向,根据“磁体外部磁感线从N极出发,回到S极”的规律,箭头背离的一端是N极,箭头指向的一端是S极。
第一个条形磁体,上下侧的磁感线箭头从左到右,说明左端是磁感线的出发点,即N极,右端是磁感线的回归点,即S极。
第二个U形磁体,磁感线箭头从上端出发、回到下端,所以上端是N极,下端是S极。
2. 对于图16-1-12的磁感线方向和小磁针极性判断:
第一个条形磁体已知左S右N,根据磁体外部磁感线走向,可确定磁感线从右(N极)指向左(S极),标注向左的箭头;小磁针N极指向与磁感线方向一致,因此小磁针左端为N极,右端为S极。
第二个图已知左侧磁体N极、右侧磁体S极,磁感线从N到S,标注向右的箭头;小磁针在N极附近,根据异名磁极相吸,小磁针的S极会指向N极,所以小磁针上端为S极,下端为N极。
【解析】
一、图16-1-11的磁极标注
1. 条形磁体:
根据磁体外部磁感线从N极到S极的规律,结合磁感线箭头从左到右的走向,在条形磁体左端标注N极,右端标注S极。
2. U形磁体:
根据磁感线箭头从上端出发、回到下端的走向,在U形磁体上端标注N极,下端标注S极。
二、图16-1-12的磁感线与小磁针标注
1. 左图(条形磁体左S右N):
磁感线:在磁体外部的上下两条磁感线上,标注向左的箭头,表示磁感线从N极(右)指向S极(左)。
小磁针:在小磁针左端标注N极,右端标注S极,或画出指向左的N极箭头,符合小磁针N极与磁感线方向一致的规律。
2. 右图(左N右S磁体):
磁感线:在中间的磁感线上标注向右的箭头,表示磁感线从N极(左)指向S极(右)。
小磁针:在小磁针上端标注S极,下端标注N极,或画出向下的N极箭头,符合异名磁极相互吸引的规律。
【答案】
1. 图16-1-11:
条形磁体:左端为$\boldsymbol{N}$极,右端为$\boldsymbol{S}$极;
U形磁体:上端为$\boldsymbol{N}$极,下端为$\boldsymbol{S}$极。
2. 图16-1-12:
左图:磁感线箭头向左,小磁针左端为$\boldsymbol{N}$极、右端为$\boldsymbol{S}$极;
右图:磁感线箭头向右,小磁针上端为$\boldsymbol{S}$极、下端为$\boldsymbol{N}$极。
【知识点】
1. 磁感线的方向
2. 磁体磁极判断
3. 磁极间相互作用
【点评】
本题是磁现象的基础题型,核心考查对磁感线性质和磁极相互作用规律的理解与实际应用,需要学生准确对应磁体外部磁感线走向与磁极的关系,同时掌握小磁针极性的两种判断方法,能帮助学生巩固磁现象的核心概念,为后续电磁学学习打基础。
【难度系数】
0.7
【分析】
要确定圆纸盒内条形磁体的磁极,需利用磁场的核心规律分析:
1. 小磁针静止时N极的指向与该点的磁感线方向完全一致;
2. 在磁体外部,磁感线总是从N极出发,最终回到S极。
首先观察各小磁针N极的指向,梳理出圆纸盒外的磁感线走向:磁感线从圆纸盒的右侧区域向外发散,向左侧区域汇聚。结合磁感线的走向可推导:磁感线的出发端对应磁体的N极,汇聚端对应磁体的S极,因此条形磁体的N极在圆纸盒右侧,S极在左侧,最后将条形磁体按水平方向画在圆纸盒内并标注磁极即可。
【解析】
1. 分析磁感线方向:根据小磁针N极指向与磁感线方向一致的规律,由图中各小磁针N极的指向,可判断圆纸盒外的磁感线从右侧向外发散,向左侧汇聚。
2. 确定磁体磁极:依据“磁体外部磁感线从N极出发,回到S极”的规律,可知条形磁体的N极在圆纸盒的右侧,S极在左侧。
3. 绘制磁体:在圆纸盒内水平绘制条形磁体,在右端标注N极,左端标注S极。
【答案】
在圆纸盒内画一条水平放置的条形磁体,右端为N极,左端为S极(绘图符合上述要求即可)。
【知识点】
1. 磁感线与小磁针指向的对应关系
2. 磁体外部磁感线的分布规律
【点评】
本题考查磁场的基本性质,需要通过小磁针的指向逆向推导磁体的磁极,重点考查对磁感线、磁体磁极规律的理解与应用,培养逆向思维和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
(1) 要判断钢锯条的N极,需结合磁化的规律:当用磁体的磁极去摩擦铁磁性材料时,被磁化的物体上,最后离开磁体磁极的一端会被磁化为异名磁极,由此可推断钢锯条的磁极。
(2) 判断磁体模糊的极性,可从磁体的基本性质入手,比如磁体的指向性(指向地理南北极)、磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)这两个角度来设计方法。
【解析】
(1) 当用条形磁体的N极沿箭头方向摩擦钢锯条时,钢锯条被磁化。由于最后磁体的N极离开钢锯条的Q端,根据磁化规律,Q端会被磁化为S极,因此钢锯条的P端为N极。
(2) 判断磁体极性的方法:
方法一:利用磁体的指向性。将磁体用细线悬挂起来,使其能在水平面内自由转动,静止后指向地理北极的一端为磁体的N极,指向地理南极的一端为磁体的S极。
方法二:利用磁极间的相互作用。取一个已知N、S极的小磁针,将磁体的一端靠近小磁针的N极,若相互排斥,则该端为磁体的N极;若相互吸引,则该端为磁体的S极。
【答案】
(1) P端
(2) 方法一:将磁体用细线悬挂起来,使其能在水平面内自由转动,静止后指向地理北极的一端为磁体的N极,指向地理南极的一端为磁体的S极。
方法二:取一个已知N、S极的小磁针,将磁体的一端靠近小磁针的N极,若相互排斥,则该端为磁体的N极;若相互吸引,则该端为磁体的S极。
【知识点】
磁化现象、磁体的指向性、磁极间的相互作用
【点评】
本题围绕磁体的基本性质展开,考查了磁化规律的应用和磁体极性的判断方法,既需要理解磁化的原理,也需要灵活运用磁体的指向性和磁极间的相互作用来设计实验方案,注重对物理知识的实际应用能力的考查。
【难度系数】
0.6