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摩擦能否具有磁性

科普小知识2022-04-19 15:08:31
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学生们学习了摩擦起电的内容后,我安排学生们课后进行探究。其他物体相互摩擦后会带电吗?第二天,一个学生问我一个问题:在石头上摩擦钢锯条后,他发现石头上吸附了很多铁屑,但是钢锯条吸引不了小纸片。无法吸引小纸片意味着钢锯杆不带电,但它能吸引小铁片。钢锯是天生有磁性的,还是摩擦后有磁性的?

实验验证

准备一些废铁,一个小磁针,在商店买一把小刀。把刀放在靠近铁屑的地方不会吸引铁屑,这表明刀起初没有磁性。在磨刀石上快速摩擦一把刀一段时间后,如果它靠近铁屑,它可以吸起一些铁屑。刀的一端分别靠近小磁针的两极,有一个吸引和一个排斥,表明刀确实有磁性。

后来,用木棍、铜勺、铝勺等进行了类似的实验。它们都不能产生磁性。似乎只有由钢和铁组成的物体在摩擦后才能产生磁性。

理论解释:

这把刀是铁做的。它由大量的铁原子组成。原子内部有环形电流。电流周围有磁场。每个原子相当于一个小磁针。小磁针排列无序,不会向外显示磁性。当刀与石头快速摩擦时,分子热运动加速。在地磁场的作用下,这些小磁针将朝向地磁场的方向。冷却后,它们仍然保持这个方向,因此被磁化。由于摩擦温度不是很高,地磁场本身也很弱,所以磁化刀的磁性不是很强,只有仔细观察才能发现上述现象。

事实上,中国古代发明的指南鱼也使用了类似的方法。指向南方的鱼是将切成鱼形的薄铁片加热成红色,然后在地磁场中磁化而成的。它被做成可以浮在水面上的船形,头部可以导向。

这种现象在我们的日常生活中也会遇到。我们可以发现,不用水磨刀和剪刀时,铁屑会被刀子吸引,刀刃看起来像“头发”。这是因为摩擦、刀子、剪刀等。被地磁场磁化。