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解释感应磁化

你见过磁铁吸起回形针,但要用能得分的句子解释原因就没那么容易。

本页内容
  1. 铁的内部发生了什么?
  2. 为什么铁最后会被吸引?
  3. 解释该怎么写
  4. 完整例题
  5. 要小心的错误
  6. 自我检测
  7. 接下来学什么

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:

  1. 铁是磁性材料。
  2. 磁铁的磁场在铁中感应出磁性。
  3. 最靠近磁铁的一端成为相反的磁极。
  4. 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。

常见问题

什么是感应磁化(induced magnetism)?

感应磁化是指一块磁性材料(例如铁)放进磁铁的磁场中时,自己也产生磁性。这块材料成为暂时磁铁,磁极取决于附近那个磁铁的哪一极。这就是磁铁能吸引没有磁性的铁钉的原因。

为什么最靠近的那个磁极总是相反的类型?

附近的磁极会让铁里面微小的磁区排列起来,使最靠近它的一侧变成相反的磁极。异名磁极相吸,所以铁被拉向磁铁。这就是为什么不管用哪一极,磁铁都能吸引铁。

磁铁会吸引所有金属吗?

不会。铁、钢、镍和钴会被吸引,铜、铝、黄铜和其他大多数金属不会。木头、塑料和玻璃也不会。如果题目问磁铁吸引哪些材料,请写出磁性材料,并说明其他材料没有反应。

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下一步

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