第二章五、磁性材料

预习交流 1 各种磁卡为我们的生活提供了极大的方便,在保存时磁卡能不 能与磁铁等磁性物质放在一起,为什么?
答案:不能.磁卡是用磁性物质来记录用户信息的,与磁铁等具有 磁性的物体放在一起时,磁卡上的磁条被磁化,造成原来保存的信息 丢失.
二、磁性材料的发展与磁记录 1.铁氧体是一种新型的磁性材料,其主要成分是氧化铁.铁氧体 又称磁化瓷,其用途十分广泛. 2.地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用,这些岩石的极性和 磁化的强度,随形成的年代呈周期性变化.
第二章五、磁性材料
2020/8/14
激趣诱思
如果你把一张钞票的一端悬挂起来,并拿一块大磁铁靠近它,那 么钞票会被磁铁吸引.你知道这是为什么吗?
如果你把磁铁移近木匠用的气泡水准仪,你会发现水准仪中的 气泡会移动.磁铁怎么会引起这种效应呢?你知道气泡的移动方向是 靠近磁铁还是远离磁铁吗?
答案:原来钞票上的油墨含有一种铁盐,因此能被磁铁吸引.磁铁 不只能吸引铁磁性物质,它还能对某些物质产生排斥.你可能不知道, 水准仪中的液体是抗磁性物质.也就是说,当把它放在磁场中时,它会 产生一个反向磁场,液体被磁铁排斥,结果迫使气泡向磁铁靠近.可见, 磁场的方向不同,其对物质的作用产生的效果就不同.
知 C 正确;喝水用的搪瓷杯子用的是瓷,并不是磁性材料,D 错误.
答案:BC
怎样区分磁性材料
案例探究 以下物体应该用硬磁性材料还是用软磁性材料制造? A.录音机磁头线圈的铁芯 B.录音、录像磁带上的磁粉 C.电脑用的磁盘 D.电铃上的电磁铁的铁芯 答案:本题考查对硬磁性材料和软磁性材料的认识.硬磁性材料 是磁化后不易退磁的物质,而软磁性材料是磁化后外磁场撤去就退 磁的物质,据此可得出下面的分析: A.录音机磁头线圈的铁芯为软磁性材料; B.录音、录像磁带上的磁粉为硬磁性材料; C.电脑用的磁盘为硬磁性材料,不删除一般不会自动丢失; D.电铃上的电磁铁铁芯为软磁性材料.
迁移应用
巨大的电磁铁能够吸引成吨的钢铁
如图所示,在冶金工厂里,常用电磁起重机来搬运十分重的钢铁 器件,想一想:能否用电磁起重机来搬运灼热的铁块?
答案:电磁起重机不能搬运灼热的铁块,因为高温下铁块不能被 磁化.
二、 磁性材料和磁记录
知识精要 1.根据铁磁性材料被磁化后撤去外磁场时剩磁的强弱,把铁磁 性材料分为硬磁性材料和软磁性材料.根据实际需要可选择不同材 料.永磁体要用硬磁性材料制造,磁卡、磁盘、磁带等保存大量信息 的物件需要用硬磁性材料制造;电磁铁需要用软磁性材料制造. 2.磁记录是利用磁性材料来记录信息的一种技术,如磁卡背面 的黑色磁条,录音机、录像机上用的磁带,电子计算机上用的磁盘,都 含有磁记录用的磁性材料.磁记录是信息存储技术发展的一个里程 碑,也是目前信息记录的重要方式之一. (1)磁记录的基本原理:将需要储存的信息转换成电信号,通入电 磁铁中,电磁铁中产生变化的磁场,使磁性材料按一定规律排列,记录 信息;读取信息时,磁性材料通过电磁铁附近,变化的磁信号再还原为 电信号,进行识别. (2)磁记录是通过外加磁场使磁性材料中的磁性颗粒按一定规 律排列,而达到记录信息的目的,所以用于磁记录的磁性材料必须远 离磁场存放,否则外来磁场会破坏已经储存的信息.
迁移应用
(双选)下列物品中必须用到磁性材料的是( )
A.DBiblioteka BaiduD 碟片
B.计算机上的磁盘
C.电话磁卡
D.喝水用的搪瓷杯子
解析:DVD 碟片是特殊的光学储存介质不是磁性材料介质,故 A
错误;计算机上的磁盘是依赖于磁性材料制作的,通过磁性材料进行
读写,B 正确;电话磁卡是一种代替现金支付电话费用的磁性卡片,可
3.(双选)如图所示,把条形磁铁的 N 极靠近铁棒时,发现小磁针的 S 极被铁棒吸引过来,这是由于( )
A.铁棒在磁铁的磁场中被磁化了 B.铁棒两端有感应电荷 C.铁棒内的磁畴取向杂乱无章造成的 D.铁棒内的磁畴取向变得大致相同造成的 解析:把条形磁铁的 N 极靠近铁棒时,铁棒中的磁畴在外磁场的作用 下有规律地排列起来,使铁棒对外表现磁性,左侧为 S 极,右侧为 N 极, 从而把小磁针的 S 极吸引过来. 答案:AD
思考探究 物理课代表李明在实验室时,把餐卡放在条形磁铁上,等他中午 去餐厅吃饭时,怎么刷卡也不成功.你知道这是为什么吗? 答案:餐卡是磁卡,磁卡背面黑色部分磁条是用作磁记录,记录卡 内存钱情况,当磁卡靠近磁铁时,磁卡内的磁性材料在磁铁强大的磁 场中破坏了原来的磁记录,所以无法使用.
典题例解 【例 2】
A.铁棒两极有感应电荷 B.铁棒对磁场有传导作用 C.铁棒内磁畴有规律地排列起来 D.铁棒内磁畴的磁化方向杂乱无章 思路点拨:小磁针运动说明其受到了磁场的作用. 解析:把条形磁铁的 N 极靠近铁棒,铁棒中的磁畴在外磁场的作 用下,有规律地排列起来,使铁棒对外表现磁性,左侧为 S 极,右侧为 N 极,从而把小磁针的 S 极吸引过来. 答案:C
方法规律 磁性材料分为硬磁性材料和软磁性材料,是按磁化后去磁难易 程度划分的,不易去磁的为硬磁性材料,容易去磁的为软磁性材料.
1.如图所示,ab、cd 为铁棒,当开关 S 闭合后,ab、cd 就被磁化,磁化后 的极性为( )
A.a 端为 N 极,d 端为 N 极 B.a 端为 S 极,d 端为 S 极 C.b 端为 S 极,d 端为 S 极 D.b 端为 N 极,d 端为 N 极 解析:通电螺线管外部磁感线分布与条形磁铁相似,内部可视为匀强 磁场.闭合 S 后,由安培定则知,螺线管右端为 N 极,左端为 S 极.而材 料磁化后,其内部磁场方向与外磁场方向相同,即 a 端为 S 极,b 端为 N 极,c 端为 N 极,d 端为 S 极,所以 B 正确. 答案:B
2.关于钢的说法中,正确的是( ) A.钢的密度比铁大,所以钢比铁硬,钢是硬磁性材料 B.钢不容易生锈,所以钢是制造电磁铁的好材料 C.钢被磁化后有很强的剩磁,因此钢是制造永磁体的材料 D.钢在线圈中通电时被磁化,断电时失去磁性,因此是制造电磁铁的 理想材料
解析:硬磁性材料和软磁性材料是根据磁化后剩磁的多少来分类的, 而不是根据密度大小或硬度.一般的钢或铁都是硬磁性材料,软铁才 是软磁性材料,对于电磁铁要求通电时具有磁性,断电时没有磁性. 答案:C
4.实验表明:磁体能吸引一枚纪念章,对这种现象解释正确的是
() A.纪念章一定是铁做的,因为磁铁能吸引铁 B.纪念章一定是铝做的,因为磁铁能吸引铝 C.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多 D.纪念章中含有磁性材料,磁化后能被吸引 解析:纪念章为磁性材料,放在磁体的磁场中能被磁化后获得磁性,因 而能够被磁体吸引.磁性材料有很多种,无法确定是哪一种. 答案:D
预习导引
一、磁化与退磁 1.一些物体,与磁铁接触后就会显示出磁性,这种现象叫作磁化. 原来有磁性的物体,失去磁性的现象叫作退磁. 2.铁、钴、镍以及它们的合金,还有一些氧化物,磁化后的磁性比 其他物质强得多,这些物体叫作铁磁性物质,也叫强磁性物质. 3.磁性材料按磁化后去磁的难易可分为硬磁性材料和软磁性材 料.有些铁磁性材料磁化后撤去外磁场,仍具有很强的剩磁,这种材料 叫作硬磁性材料.有的铁磁性材料磁化后撤去外磁场,物体没有明显 的剩磁,这样的材料叫作软磁性材料.
预习交流 2
如图所示的装置中,有两个薄铁片(舌簧片)ab 和 cd,它们的外端 固定在一块木板上,里端相互交叠但相隔一个很小的距离,舌簧片连 接在一个有小灯泡的电路中,如果让一根条形磁铁在它们上方的水 平面内转动,小灯泡就能一闪一闪地发光,为什么?
答案:当条形磁铁平行地靠近舌簧片时(如题图),舌簧片 ab 和 cd 就被磁化,且 a 端形成 S 极,b 端形成 N 极,c 端形成 S 极,d 端形成 N 极.由于 b 端和 c 端形成的是异名磁极,且相隔距离又很小,所以 b 端 和 c 端就吸在一起.使整个电路接通,小灯泡发光.由于舌簧片是软铁 制成的,磁性很容易消失,当条形磁铁方向与舌簧片方向垂直时,舌簧 片的磁性消失,由于舌簧片弹性的作用,b 端和 c 端分离,电路断开,小 灯泡熄灭,当条形磁铁的方向又转到与舌簧片方向平行时,两个舌簧 片又被磁化,同时 b 端和 c 端又吸到一起,接通电路,小灯泡又发光, 所以当条形磁铁不断地转动,两个舌簧片就能不断被磁化,磁性又不 断消失,电路不断被接通又断开,这样小灯泡就一闪一闪地发光了.
一、 磁化与退磁
知识精要 磁化和退磁的本质 铁磁性材料结构与其他物质有所不同,它们本身就是由很多已 经磁化的小区域组成的,这些磁化的小区域叫作“磁畴”. 1.磁化前,各个“磁畴”的磁化方向不同,杂乱无章地混在一起,各 个“磁畴”的作用在宏观上互相抵消,物体对外不显磁性. 2.磁化过程中,由于外磁场的作用,“磁畴”的磁化方向有规律地 排列起来,使材料两端出现南(S)北(N)极,材料内部产生的磁场方向 与外加磁场方向相同,因此磁场大大增强. 3.高温时,磁性材料的“磁畴”会被破坏;在受到剧烈震动时,“磁 畴”的排列会被打乱.这些情况下材料会产生退磁现象.
普通录音机是通过一个磁头来录音的.磁头的结构如图.在一个 环形铁芯上绕一组线圈,铁芯有个缝隙,工作时,磁带就贴着缝隙移动. 录音时,磁头线圈跟微音器相连,磁带上涂有一层磁粉,磁粉能被磁化 且有剩磁.微音器的作用是把声音变化转化成电流变化,问普通录音 机的录音原理是怎样的?
答案:声音的变化经微音器转化成电流变化,变化的电流流过线 圈,在铁芯中产生变化的磁场,磁带经过磁头时磁粉被不同程度地磁 化,这样声音的变化就被记录成不同程度的磁信号,这就是录音的原 理.
思考探究 到实验室拿来小磁针、酒精灯,把小磁针放酒精灯上烧一会儿, 再观察它静止时是否还指南北?想想为什么?再怎样处理就能使小 磁针重新指南北? 答案:小磁针烧热后失去磁性,在地磁场中不受磁场力,从而不再 指南北;可把小磁针靠近磁铁使它再被磁化后就可以再指南北方向 了.
典题例解 【例 1】 如图所示,把磁铁的 N 极靠近较长铁棒 A 时,发现小磁 针的 S 极被铁棒吸引过来,这是由于( )