古人的智慧——指南针

田诗钰

指南针是我国的四大发明之一，它的出现为我国航海事业的发展、文化的傳播作出了巨大的贡献.

指南针可不是一开始就小巧便携的，我国古代人民发明的最早用来定向的工具叫作司南.在生产劳动中人们接触到了磁铁矿，发现磁铁矿可以吸引铁，后来又发现了磁石的指向性，经过长时间的研究和实验，智慧的劳动人民最终将磁石打磨成勺子的形状，就有了《论衡》里的记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南.”意思是说，司南的勺子放在光滑的“地盘”上，静止后勺柄指向南方.由于司南使用不方便，不易携带，所以人们将磁石磨成针的样子，将磁针浮于水面或者支撑在铜钉上制成了罗盘，也就是早期的指南针.

指南针可以指明方向，但你知道它能指南北的原因吗？那是因为我们的地球就是一个巨大的磁体，地球周围存在着磁场——地磁场.动物，如候鸟，就是利用地磁场辨别方向来实现迁徙的.指南针也是利用地磁场指明方向的.地球周围的磁场和条形磁体的磁场相似，地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近，地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向和地理的南北方向略有偏离，磁针所指北方和地理的北方之间的夹角叫作磁偏角，最早记录这一现象的人是我国宋代学者沈括，这个发现比西方早了400多年.

例1如图1所示，磁化后的缝衣针支撑在铁钉上，可以自由旋转，请你试着利用所学知识设计方法帮老师标出缝衣针的N、S极.

解析：这是一道开放性的问题，利用磁场、磁极相关知识可以解决.

方法1：我们可以利用磁极之间的相互作用，将一个磁体N极靠近缝衣针的针尖.如果磁体吸引缝衣针的针尖，那么针尖是S极；如果排斥，那么针尖是N极.

方法2：让缝衣针自由旋转，静止后，缝衣针指南北，指北的一端为N极，指南的一端为S极.

点拨：其实我们可以把磁针的磁极和指向联系起来，描述为“南极指南，北极指北”，但是这种表述很多同学容易混淆，所以我们可以改进为“S极指南，N极指北”.“N极”和“S极”就是磁针的磁极，而“南”和“北”表示方向.

学即用

练一练

1.（2022·山西）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2所示，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾分别指向南北，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

2.请在图3中画出点A处小磁针受地磁场作用下的大致指向，并标出小磁针的N极.请举出证明地磁场真实存在的例子：________

参考答案

1c    2.如图4所示.信鸽利用地磁场可以辨别方向，当信鸽身上绑上一小块磁铁时，受到干扰的信鸽就失去了辨别方向的能力（或“小磁针放在桌面上可以指南北”.合理即可）