《2025年基础训练大象出版社九年级物理全一册教科版》

3. 测量磁偏角
磁偏角是指地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角,可以用磁偏角测量仪测出来。
利用小磁针静止时 N 极所指的方向(地磁南极)与地理北极的夹角,可粗略测量当地磁偏角。
请描述测量思路：

答案： 1. 准备一个可自由转动的小磁针，将其放置在水平且无其他磁性干扰的平面上。
2. 确定当地地理北极的方向，可通过太阳方位（上午时物体影子方向为地理西，正午太阳在正南方向（北半球大部分地区），影子朝正北，以此确定大致地理南北方向）或地图等方法辅助确定。
3. 待小磁针静止后，观察小磁针 N 极所指的方向。
4. 用量角器测量小磁针 N 极所指的方向与地理北极方向的夹角，该夹角即为当地的磁偏角。

1. 在制作指南针过程中,遇到了哪些困难？是如何解决的？不同小组的制作方法有何差异？哪种效果更好？

答案： 1. 困难及解决方法：
困难1：小磁针磁性弱，指向不明显。解决：用条形磁铁一极沿同一方向多次摩擦钢针磁化，增强磁性。
困难2：支撑点摩擦大，转动不灵活。解决：用针尖、细铁丝尖端支撑或漂浮水面（泡沫塑料承载），减小摩擦。
2. 不同小组制作方法差异：
磁体材料：钢针、缝衣针、铁钉。
支撑方式：支架支撑（针尖/细轴）、漂浮法（泡沫+水）、悬挂法（细线悬挂）。
磁化方法：摩擦次数不同、磁化方向是否一致（同向/来回）。
3. 效果更好的方法：钢针经条形磁铁同向多次摩擦磁化，采用漂浮水面或针尖支撑。理由：磁性强且持久，支撑摩擦小，转动灵活，指向稳定。

2. 测量磁偏角时,使用的方法存在哪些误差来源？如何改进测量方法以提高测量的准确性？

答案： 误差来源：
1. 仪器误差：指南针磁针灵敏度不足、刻度盘刻度精度低、转动摩擦阻力过大。
2. 操作误差：仪器未水平放置；地理北方向确定不准确（如太阳位置计时偏差、北极星观测误差）；读数时视线与刻度盘不垂直产生视差。
3. 环境干扰：周围存在磁性物体（铁器、电子设备）或电流产生的磁场干扰磁针指向。
4. 人为误差：单次读数随机性误差。
改进方法：
1. 选用高精度指南针，确保磁针灵敏、刻度清晰、转动灵活。
2. 用水平仪校准仪器水平；采用精确方法确定地理北（如北极星定位、计算太阳地方时正午位置）；读数时视线垂直刻度盘，多次测量取平均值。
3. 远离磁性物体、电流及电子设备，选择开阔无磁场干扰地点。

3. 从历史角度看,指南针的发明和磁偏角的发现对人类社会的发展有哪些重要意义？

答案： 答题卡内容：
1. 指南针的发明为全球航海事业的发展提供了关键的技术支持，使得远洋航行成为可能，极大推动了地理探索和海上贸易。
2. 磁偏角的发现提高了指南针指向的准确性，进一步完善了导航技术，对军事、航运和地理探测等活动具有重要价值。
3. 促进了东西方文化、技术和经济的交流，推动了人类社会的整体进步。

1. 尝试利用其他材料或方法制作更精确、更稳定的指南针,如利用电磁铁制作可调节磁性的指南针。

答案： 材料：
铁芯（如铁钉）、漆包线（多匝）、干电池（电源）、滑动变阻器、开关、轻质绝缘支架（如泡沫块）、细线、盛水容器。
制作步骤：
1. 绕制电磁铁：将漆包线紧密绕在铁芯上（50-100匝），两端剥去绝缘皮，引出导线。
2. 电路连接：电磁铁导线两端依次串联开关、滑动变阻器、电源，组成闭合电路。
3. 组装：用细线将电磁铁悬挂在轻质支架上（或固定在漂浮泡沫块上），放入盛水容器中，确保电磁铁能水平自由转动。
调节与使用：
1. 闭合开关，调节滑动变阻器滑片改变电流大小，控制电磁铁磁性强弱（电流增大，磁性增强；反之减弱）。
2. 当磁性适当时，电磁铁在地磁场作用下自由转动，静止后N极指向北方，S极指向南方，实现指南针功能。
3. 若指向反向，可改变电流方向（对调电源正负极）调整磁极。
结论：
通过调节滑动变阻器改变电流，控制电磁铁磁性强弱，结合自由转动结构，制成可调节磁性的指南针，提高指向精确性和稳定性。

2. 查阅资料,了解不同地区磁偏角的变化规律,分析其与地球地质结构、太阳活动等因素的关系。

答案： 1. 磁偏角变化规律：地球表面不同地区磁偏角大小和方向不同，同一地区磁偏角随时间有微小变化。
2. 与地球地质结构关系：局部地区地质结构中磁性矿物（如磁铁矿）分布不均，会导致该区域磁偏角出现异常；地核（液态铁镍层）运动状态变化可能影响地磁场整体分布，进而引起磁偏角变化。
3. 与太阳活动关系：太阳活动（如耀斑、太阳风）释放的带电粒子流干扰地球磁场，导致磁偏角短期内出现明显波动（如磁暴期间）。