第十四章 电与磁

MAG · 电磁实验室 · 第 14 / 18 章
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单元1 · 磁现象
磁性

物体吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体称为磁体。

磁体按来源可分为天然磁体(磁铁矿)和人造磁体(钢条、铁氧体)。按磁性保持时间可分为永磁体和软磁体。

磁极

磁体上磁性最强的部分叫做磁极。每个磁体都有两个磁极:

  • 南极(S极):指向地理南极的磁极
  • 北极(N极):指向地理北极的磁极

磁极间相互作用规律:同名磁极相斥,异名磁极相吸。

磁化与去磁

磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。

  • 与磁体接触或靠近
  • 用磁体沿同一方向摩擦
  • 通入电流(电磁铁原理)

去磁:使磁体失去磁性的过程。

  • 剧烈敲击或加热
  • 通入反向交变电流
磁性材料分类:硬磁材料(永磁体)┋ 软磁材料(易磁化也易去磁)┋ 铁氧体
S N EXP-U1-01 · 异名磁极相吸(N极靠近S极)
交互实验:观察异名磁极相互靠近时的吸引作用(SVG SMIL动画)
N S COMPASS EXP-U1-02 · 指南针在磁体磁场中偏转指向
交互实验:指南针N极指向磁体S极(异名相吸),观察偏转动画
地磁场

地球本身就是一个巨大的磁体,周围存在地磁场。

  • 地磁北极在地理南极附近
  • 地磁南极在地理北极附近
  • 指南针N极指向地理北方,实际是地磁南极的吸引

中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了磁偏角现象。

1
例题 — 磁极判断
有两根外形完全相同的钢棒A和B,一根有磁性,一根无磁性。不借助其他器材,如何区分哪根有磁性?
▼ 展开解答
Step 1 将A的一端靠近B的中间位置。如果有明显吸引,则A有磁性(因为磁体中间磁性最弱,若无磁性则不会吸引)。
Step 2 再将B的一端靠近A的中间位置,验证是否吸引。
Step 3 结论:能吸引对方中间位置的那根钢棒具有磁性。因为只有磁体两端磁性最强,能吸引无磁性物体的中间部位。
2
例题 — 磁化现象
将一根铁钉靠近磁体的N极,铁钉被磁化后,靠近磁体的一端和远离磁体的一端分别是什么极?
▼ 展开解答
Step 1 磁化过程中,铁钉内部的磁畴沿磁场方向排列。
Step 2 靠近磁体N极的一端被感应为S极(异名相吸)。
Step 3 远离磁体N极的一端则为N极。磁化后的铁钉也成为一个小磁体。
3
例题 — 磁偏角应用
在北京地区,指南针的N极指向地理正北方吗?如果不完全正对,偏向哪一侧?为什么?
▼ 展开解答
Step 1 指南针N极指向的是地磁南极,而地磁南极在地理北极附近,但并非完全重合。
Step 2 北京地区磁偏角约为向西偏5°~6°,即指南针N极偏向地理正北偏西方向。
Step 3 这是因为地磁两极与地理两极不重合,存在磁偏角。沈括在《梦溪笔谈》中最早记录了这一现象。
单元测试 — 磁现象
1
下列物体中,能被磁体吸引的是
2
两根相同的条形磁体相互靠近时,N极与N极之间会
3
【陷阱题】以下说法正确的是
4
指南针能指南北,是因为
5
最早记载磁偏角现象的科学家是

▸ 单元1 核心概念

  • 磁性:吸引铁、钴、镍的性质;磁极是磁性最强的部分
  • 同名磁极相斥,异名磁极相吸
  • 磁化:使物体获得磁性;去磁:使磁体失去磁性
  • 地磁场:地球是个大磁体,地磁北极在地理南极附近
  • 磁偏角:地磁两极与地理两极不重合,沈括最早记载