感应磁化是指一块铁(或钢)放入磁铁的磁场后出现的磁性。最靠近磁铁的一端会变成相反的磁极,所以铁会被吸引。
这类题目出现在磁性与磁场单元,题型是“解释为什么铁钉被吸引”或“写出铁钉末端形成的磁极”。
铁的内部发生了什么?
铁是磁性材料。它内部有许多微小的区域,每个区域都像一块极小的磁铁,但在没有磁性的铁块中,它们指向随机方向,效果互相抵消。
当磁铁的一极靠近时,它的磁场会让这些区域排列起来,使更多区域指向同一方向。这块铁于是有了北端和南端,它通过感应成为了磁铁(induction)。
为什么铁最后会被吸引?
铁最靠近磁铁磁极的那一端,变成相反的磁极。异名磁极相吸,而吸引发生在靠近磁铁的这一端。远端变成与真实磁铁相同的磁极,会被推开,但因为离得较远,所以吸引力胜出。
这就是为什么不论拿哪一极靠近,磁铁都吸引铁。改变的只是铁中形成的磁极,结果不变。
解释该怎么写
一个清楚的答案有四个简短的环节:
- 铁是磁性材料。
- 磁铁的磁场在铁中感应出磁性。
- 最靠近磁铁的一端成为相反的磁极。
- 异名磁极相吸,所以铁被拉向磁铁。
完整例题
把条形磁铁的北极靠近一枚没有磁性的铁钉的钉帽。铁钉被吸住。第二枚铁钉挂在第一枚下面。
解释这一现象,并写出每枚铁钉两端的磁极。(编造的情境。)
第 1 步。北极在第一枚铁钉中感应出磁性。最靠近磁铁的一端,也就是钉帽,变成南极。尖头变成北极。
第 2 步。第一枚铁钉的北极尖头接着在第二枚铁钉中感应出磁性。第二枚铁钉最靠近它的一端变成南极,远端变成北极。
**第 3 步。**每一对接触的两端都是北极与南极,所以每个连接处都有吸引力。整串铁钉挂在磁铁上。
**第 4 步。**如果把磁铁拿开,铁钉大部分磁性消失,这串铁钉就散开。铁是暂时磁铁。
注意:整个解释只来自两个概念:感应使靠近的一端变成相反磁极,以及异名磁极相吸。
要小心的错误
常见的失误是说铁钉靠近磁铁的一端变成相同的磁极。
错误答案:“磁铁的北极使铁钉的一端变成北极,所以它们相吸。”
这违反了基本规则:两个北极相斥,铁钉反而会被推开。
改正的方法是写成“靠近的一端变成相反的磁极,所以它们相吸”。如果你的答案出现了同名磁极相吸,请重新检查这个句子。
另一个失误是说磁铁“粘住”铁钉,因为铁“有黏性”。请改用感应磁化这个概念。
自我检测
1. 磁铁的南极靠近一枚钢制回形针。回形针最靠近磁铁的那一端形成哪种磁极?
显示答案
形成北极。感应出来的磁极永远与附近磁铁的磁极相反。
2. 为什么塑料尺不会被磁铁吸引?
显示答案
塑料不是磁性材料,所以不会感应出磁性,没有磁极可以被吸引。
3. 一枚铁钉被条形磁铁的两端都吸引。这能说明铁钉本身是磁铁吗?
显示答案
**不能。**没有磁性的铁经感应也会产生吸引。磁性测试那一课会说明哪种结果才可靠。
接下来学什么
接着,在永久磁铁与暂时磁铁的性质中,比较铁和钢在磁铁移开后的表现,然后做练习集。
用几句清楚的话讲明因果链,本身是一项独立的技能。我们的老师可以在线上一对一物理补习中帮你建立。