教師應(yīng)重視“輻向磁場(chǎng)”的教學(xué)

作為繼條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管、勻強(qiáng)磁場(chǎng)等之后學(xué)生學(xué)習(xí)到的一種新型磁場(chǎng)，在《電流表的工作原理》一課中，輻向磁場(chǎng)通常會(huì)被介紹其名稱含義、磁感線分布及其特點(diǎn)，但是為何會(huì)產(chǎn)生這種輻向分布的磁場(chǎng)卻往往容易被教師忽略。

筆者認(rèn)為，在介紹了什么是輻向磁場(chǎng)之后，可以給學(xué)生提這樣一個(gè)問(wèn)題：既然輻向就是從中心指向各個(gè)方向或者從各個(gè)方向指向中心，那么兩條磁感線就會(huì)在中心處相交，如圖1所示。可是我們知道磁感線是不能相交的，那么怎樣解決這個(gè)矛盾?學(xué)生經(jīng)過(guò)討論后會(huì)提出應(yīng)該把中心的軟鐵考慮進(jìn)來(lái)。

于是可以提出第二個(gè)問(wèn)題，即什么是軟鐵?

這時(shí)可以指導(dǎo)學(xué)生閱讀本章的閱讀材料之磁性材料，讓學(xué)生自己挖掘、了解到磁性材料按照磁化后去磁的難易不同可以分為軟磁性材料和硬磁性材料，軟鐵就屬于軟磁性材料，它在磁化后非常容易去磁。

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正是由于磁場(chǎng)中的軟鐵被磁化，其本身就變成另一個(gè)磁鐵了，所以圖1中來(lái)自N極的磁感線就不能無(wú)視軟鐵的存在而穿透它直指S極，而應(yīng)該是從N極指向軟鐵左側(cè)表面，在軟鐵內(nèi)經(jīng)由另外的磁場(chǎng)分布指向軟鐵右側(cè)表面，再指向S極，如圖2所示。我們說(shuō)的輻向磁場(chǎng)就是指的N極到軟鐵左側(cè)表面和軟鐵右側(cè)表面到S極這個(gè)空間的磁場(chǎng)分布。反過(guò)來(lái)，如果拿掉中心軟鐵，那么N、S兩極之間的磁場(chǎng)就不會(huì)保持原有輻向，而會(huì)重新分布，那么磁感線也就不會(huì)相交了。

接下來(lái)就是第三個(gè)問(wèn)題，為什么這里要用軟鐵，能不能用硬磁性材料?經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生會(huì)很快得出結(jié)論，軟鐵容易去磁，那么就可以在與N、S極對(duì)面的軟鐵表面形成較強(qiáng)磁場(chǎng)，而在其余表面的磁性又很容易變得很小，對(duì)形成的幅向磁場(chǎng)影響很小，從而使其分布得以持續(xù)下去。(欄目編輯鄧 磊)