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第二章 磁 场
第二章 磁 场
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第五节 磁性材料
1.了解磁化和退磁的概念． 2.了解磁性材料及其应用．(重点)
, [学生用书P35])
一、磁化与退磁
1．磁化和退磁
一些物体，与磁铁接触后就会显示出磁性，这种现象叫做磁化．原来有磁性的物体，失去磁性的现象叫做退磁．
2．磁性材料
(1)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，这些物质叫做铁磁性物质，也叫强磁性物质．
(2)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，这种材料叫做硬磁性材料．有的铁磁性材料磁化后撤去外磁场，物体没有明显的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料．
电磁铁是用硬磁性材料还是软磁性材料制成的，为什么？
提示：软磁性材料．硬磁性材料当外界撤去磁场时，仍有很强的磁性，而电磁铁需要通电时有磁性，断电时没有磁性，所以要用软磁性材料制成．
二、磁性材料的发展
铁氧体是一种新型的磁性材料，其主要成分是Fe3O4．铁氧体又称磁性瓷，其用途十分广泛．
三、磁记录
磁记录是信息存储技术发展中的一个里程碑，也是目前信息记录的重要方式之一．
四、地球磁场留下的记录
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．
磁畴 磁化与退磁[学生用书P36]
1．磁畴：铁磁性物质内已经被磁化的小区域叫磁畴，磁畴的大小约10－4～10－7 m.
2．磁化与退磁：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．磁化时，由于外磁场影响，磁畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强．外磁场撤去以后，硬磁性物质内的各磁畴方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，而对软磁性物质而言，外磁场撤去以后，磁畴的磁化方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁．高温下，剧烈震动时，磁畴的排列会被打乱，这些情况下材料都会产生退磁现象．
铁磁性物质的结构和其他物质的不同在于，铁磁性物质本身是由很多小的磁畴组成的，所以铁磁性物质能够被磁化，而一般物质不能够被磁化．
一根软铁棒放在磁铁附近被磁化，这是因为在外磁场的作用下( )
A．软铁棒中产生了磁畴
B．软铁棒中磁畴消失
C．软铁棒中的磁畴取向变得杂乱无章
D．软铁棒中的磁畴取向变得大致相同
[关键提醒] 铁磁性物质本身由许多已经磁化的磁畴组成，当各磁畴的磁化方向有规律的排列起来时，对外显磁性．
[解析] 软铁棒未被磁化时，内部各磁畴的取向是杂乱无章的，它们的磁场相互抵消，对外不显磁性，当软铁棒受到外磁场作用时，各磁畴的取向变得大致相同，软铁棒被磁化，两端对外显示出较强的磁性．原子结构理论证实磁畴是存在的，不因为被磁化而产生或消失．正确选项为D.
[答案] D
银行、医院、公交等机构发行的磁卡，都是利用磁性材料记录信息的．关于磁卡的使用和保存，下列做法不合适的是( )
A．用软纸轻擦磁卡 B．用磁卡拍打桌面
C．使磁卡远离热源 D．使磁卡远离磁体
解析：选B.磁体在高温或猛烈敲击下，即在剧烈的热运动或机械运动影响下，磁性会消失，所以不能用磁卡拍打桌面．
磁记录[学生用书P36]
1．磁记录：磁能记录声音、动作、文字等，而且还可以用记忆棒、光盘等载体传递信息．
2．原理：通过把声音、图像或其他信息转变为变化的磁场，使磁带、磁卡磁条上的磁粉层磁化，于是就在磁带或磁卡上记录下与声音、图像或其他信息相应的磁信号．
3．地球磁场留下的记录
(1)岩石中记录了岩石形成时地球磁场的信息．
(2)地球磁场的强度和方向随时间的推移在不断改变．
(3)大约每过100万年左右，地磁场的南北极就会完全颠倒一次．
磁性材料在外界磁场作用下，能够被磁化，这就使我们可以利用磁性材料记录外界磁场的信息，同时其他磁场也能磁化并改变已经记录的信息，因此有时要利用磁化，有时又要防止磁化．
关于地球磁场的强度与方向，下列说法中正确的是( )
A．从来就没有发生过变化
B．地球磁场的强度与方向随时间的推移不断变化，专家推测大约过100万年，地磁场的南北两极就会完全颠倒一次
C．只有强度发生变化，方向不变
D．只有方向发生变化，强度不变
[解析] 地球磁场的强度与方向并非不发生变化，大约每过100万年，地磁场的南北两极就会完全颠倒一次．
[答案] B
磁性的判断[学生用书P37]
判断两根钢条甲和乙是否有磁性，可将它们的一端靠近小磁针的N极或S极．当钢条甲靠近时，小磁针自动的远离，当钢条乙靠近时小磁针自动靠近，则 ( )
A．两根钢条均有磁性
B．两根钢条均无磁性
C．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性
D．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性
[关键提醒] 解答本题的关键是注意区分磁体之间和磁体与铁磁性物质间的相互作用的不同．
[解析] (1)当钢条甲靠近小磁针时
(2)当钢条乙靠近小磁针时
故钢条甲一定是磁性物质，而钢条乙可能是磁性物质，也可能是铁磁性物质．
[答案] D
eq \a\vs4\al()
(1)与磁体相互排斥的物体，一定是磁体，且是磁体的同名磁极在相互作用，如题中的钢条甲．
(2)与磁体相互吸引，可能是磁体的异名磁极在相互吸引，也可能是被磁体磁化而被吸引的铁磁性物质，如题中的钢条乙．
[随堂检测] [学生用书P37]
1．下图中的设备，没有应用磁性材料的是( )
解析：选D.指南针是应用磁性材料制成的磁针，是利用磁体的指向性工作的，选项A不符合题意；磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用原理工作的，所以主要利用软磁性材料制成，选项B不符合题意；电话机的听筒和扬声器是利用电流的磁效应工作的，所以它的构造中有磁体，应用了磁性材料，选项C不符合题意；光盘是利用了光头读取碟片上刻录的信息信号工作的，故D符合题意．
2．下列说法正确的是( )
A．只有铁和铁的合金可以被磁铁吸引
B．只要是铁磁性材料总是有磁性的
C．制造永久磁铁应当用硬磁性材料
D．录音机磁头线圈的铁芯应当用硬磁性材料
解析：选C.磁性材料都可以被磁铁吸引，A错；铁磁性材料只有磁化后才有磁性，B错；永久磁铁需要有很强的剩磁，要用硬磁性材料，而录音机的磁头需要反复磁化，要用软磁性材料．
3．(多选)硬磁性材料适用于制造( )
A．电磁铁的铁芯 B．永久磁铁
C．变压器铁芯 D．发电机铁芯
解析：选BD.凡外磁场消失后，磁性仍然要保持的，都需要用硬磁性材料来制造，如永久磁铁、发电机铁芯等．所以A、C错误，B、D正确．
4．将小钢条的一端A靠近磁针N极时，互相吸引，将小钢条的另一端B靠近磁针N极时，也互相吸引，下面哪种说法正确( )
A．小钢条具有磁性，A端是北极
B．小钢条具有磁性，A端是南极
C．小钢条没有磁性
D．以上说法都不对
解析：选C.小钢条没有磁性，磁场的基本性质就是对放入其中的铁性物质产生吸引力．
5．为了保护磁卡或带有磁条的存折上的信息，你认为应该怎样做？
解析：应避免强磁场和高温的环境；还应注意不要破坏磁条上的保护膜，以免损坏磁记录介质．
答案：见解析
[课时作业] [学生用书P91(单独成册)]
一、单项选择题
1．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是( )
A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁
B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝
C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多
D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引
解析：选D.一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性，因而能够被磁体吸引．
2．下列物品中必须用到磁性材料的是( )
A．DVD碟片 B．计算机上的磁盘
C．电话卡 D．喝水用的陶瓷杯子
解析：选B.DVD光盘是塑料做成的，电话卡内部是集成电路，喝水用的杯子可以用非磁性材料，只有计算机的磁盘是利用磁性材料来记录信息的，选项B正确．
3．铁磁性物质磁化后有很强的磁性，其机理是( )
A．铁磁性物质的磁畴的磁性很强
B．磁化前，各个磁畴的磁化方向有规律地排列起来
C．磁化后，各个磁畴的磁化方向有规律地排列起来
D．磁化后，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱无章地混在一起
解析：选C.磁化过程是各磁畴的磁化方向由杂乱无章到有规律地排列起来的过程．
4．电磁铁用软铁做铁芯，这是因为软铁( )
A．能保持磁性 B．可能被其他磁体吸引
C．退磁迅速 D．能导电
解析：选C.软铁属于软磁性材料，磁化和退磁都很迅速，适合做铁芯．
5．把录音机的音乐磁带拉出一段后，用强磁铁的一端在磁带上擦上几下后，再放音时，这一段会出现( )
A．原声加强了 B．原声的声音变小了
C．原声消失了 D．不好确定
解析：选C.磁带被磁铁的一端擦过后，磁带上的磁性颗粒重新被强磁铁磁化，原来录制的声音信号被破坏了，因此原声也就消失了．故选C.
6.如图所示，将一根条形磁铁从上方靠近软铁棒(并不接触铁棒)，这时铁棒吸引铁屑．把条形磁铁移开后( )
A．铁棒和铁屑磁性消失，铁屑落下
B．铁棒和铁屑已成为一体，永远不会分离
C．铁棒和铁屑相互吸引，铁屑不落下
D．铁棒和铁屑相互排斥，铁屑落下
解析：选A.软铁棒是软磁性材料，磁铁移走后，没有明显的剩磁，磁性很快消失，故铁屑很快落下，A选项正确．
7．关于铁磁性材料，下列说法正确的是( )
A．磁化后的磁性比其他物质强得多，叫做铁磁性物质
B．铁磁性材料被磁化后，磁性永不消失
C．铁磁性材料一定是永磁体
D．半导体收音机中的磁棒天线是铁磁性材料
解析：选A.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，这些物质叫做铁磁性物质，包括硬磁性材料和软磁性材料．所以A项对；铁磁性材料被磁化后，有的磁性不消失，有的立即消失，所以B项错；永磁体是用硬磁性材料制造的，所以C项错；半导体收音机中的磁棒天线是弱磁性材料，故D项错．
二、多项选择题
8．关于磁化和退磁，以下说法正确的是( )
A．铁磁性物质是由已经磁化的小区域组成，这些小区域叫做磁畴
B．当各个磁畴的磁化方向杂乱无章时，物体对外不显磁性，当排列方向有序时，对外显磁性
C．磁化的过程是使各个磁畴的磁化方向取向趋于一致的过程
D．退磁是各个磁畴的磁性消失的过程
解析：选ABC.退磁是磁畴的磁化方向的排列从有规律变得杂乱无章的过程，不是每个磁畴的磁性都消失的过程．
9.如图所示，把条形磁铁的N极靠近铁棒时，发现小磁针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．铁棒内的磁畴取向变得杂乱无章
D．铁棒内的磁畴取向变得大致相同
解析：选AD.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．
10．下列电器设备所用到的磁性材料中，哪些是软磁性材料制成的( )
A．电表中的磁铁 B．扬声器中的磁铁
C．变压器中的铁芯 D．镇流器中的铁芯
解析：选CD.对于电表中的磁铁和扬声器中的磁铁所需要的都是永久磁铁，因此需要硬磁性材料，所以A、B错误；对于变压器中的铁芯和镇流器中的铁芯不能有剩磁，否则会有电能的损失，所以应用软磁性材料，故选项C、D正确．
三、非选择题
11．磁性减退的磁铁，需要充磁，充磁的方式有两种，如图甲、乙所示．甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间．a、b和c、d接直流电源，正确的接线方式是a接________极，b接________极；c接________极，d接________极．
解析：要想充磁应使甲图线圈中内部磁感线从右端指向左端，根据安培定则，电流应从b端流入a端流出，故a端接负极，b端接正极；乙图由安培定则可以判断c端是正极，d端是负极．
答案：负 正 正 负
12．实验室中有许多条形磁铁，平时不用时为了不减弱磁性，应该是同名磁极都置于一端捆成一团还是异名磁极首尾相连成一条直线？且为什么N极在北方放置？
解析：条形磁铁不用时如果随便放置，会使得磁性减弱，正确的放置方法就是异名磁极首尾相连成一条直线，且N极在北方，异名磁极首尾相连能使条形磁铁的磁感线形成磁路闭合，N极在北方还可以使磁铁的磁场与地球磁场的磁场平行，这样可以使磁性不易减弱．
答案：见解析
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