磁现象真有趣

实验1 把一些铁屑装进试管，并用橡皮帽盖住試管口，用条形磁铁的一极在试管下方沿同一方向移动几次，如图1所示。随后发现试管可以吸起大头针等。

思考：试管能吸起大头针说明试管具有磁性，它的磁性从何而来？

解析：这实际上是一种磁化现象。磁性材料的内部有大量的磁分子，每个磁分子都有N、S极。一般物体在通常情况下并不表现出磁性，这是因为其内部磁分子的排列是紊乱的，导致彼此之间的磁作用相互抵消，整体表现出无磁性。按图1的方法处理后，试管内的铁屑被磁化，其内部磁分子的排列由无序变得有序，因而呈现出磁性。

实验2 把实验1中带有磁性的试管用力摇晃几下，发现试管不能再吸起大头针。

思考：由此说明试管的磁性消失了，这是为什么？

解析：具有磁性的试管受到剧烈震动后，其内部的磁分子由有序排列变为无序排列，从而失去磁性，这就是人们常说的“退磁”。平常我们不能给磁体加热，也不能使其受到敲击或摔打等剧烈的震动，其道理也就在于此。

实验3 让两块条形磁铁的不同磁极上各自吸引一些大头针，并把吸引大头针的磁极互相靠近直至相互接触，如图2所示。可以发现大头针纷纷掉下。

思考：条形磁铁的磁性消失了吗？

解析：条形磁铁的磁性并没有消失，只是由于两块磁铁的异名磁极靠近并接触时，接触处的磁性大大地减弱了，于是原来被吸引的大头针纷纷掉下来。任何磁体都有且只有两个磁极，并且磁极是磁体中磁性最强的部分。条形磁铁的磁极在磁铁的两端，其中间部分磁性极弱。当按照图2使它们的异名磁极相互靠近直至相互接触时，它们就合成了一个磁体，其中间部分的磁性极弱，几乎没有磁性，所以被吸起的大头针纷纷掉落。如果再把它们分开，则照样可以吸起许多大头针。

实验4 在通电螺线管的内部放一枚小磁针，小磁针N极指向通电螺线管的N极。如图3所示。

思考：根据磁极间的相互作用规律：“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。”小磁针的N极应该指向左端，为何却指向右端？

解析：通电螺线管是由许多匝线圈组成的，由于每匝线圈的两面都有N、S两个磁极，处于某匝线圈旁的小磁针所受的磁力仍遵守“磁极间的相互作用规律”。但从整体来看，通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两个磁极，用磁极间的相互作用规律判定处在内部的小磁针的指向就不适用了。

此时应根据“小磁针静止时的指向与该点的磁场方向一致”去确定。根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，而在磁体内部的磁感应线是从磁体的S极回到N极，所以在内部的小磁针的N极指向应与该点的磁场方向一致，指向右端。

实验5 某同学将一块没有标明磁极的条形磁铁不小心摔成了两段，该同学欲把它恢复成原状，可在两块磁铁的断口处却产生了排斥力，使它们难以相互靠近。

思考：为什么会产生这种现象？

解析：为了弄清楚这个问题，我们从条形磁铁的构造来分析。条形磁铁一般分为图4和图5所示的两种。

图4所示的条形磁铁在实验室中比较常见。它在断裂时形成的两块新磁铁排列如图6所示，断口处不会产生排斥力，而是吸引力，这是因为断口处为异名磁极，因此很容易恢复原状。

图5所示的条形磁铁断裂后也会形成两块新的磁铁，但其排列情况如图7所示。由于同名磁极相互排斥，所以当断口处互相靠近时会产生排斥力。若把其中的一块倒置，如图8所示，断口处便会互相吸引，此时便容易靠近。