磁場與生活

耿奕騰

【摘 要】隨著科技的進步和科學知識在生活中的不斷應用，很多事物都在不斷的更新。在高中物理中磁場的應用方面也是一樣，從指南針開始，磁場在中國的應用就在不斷發展，時至今日，磁場越來越多的是與電的結合，利用電磁場影響著我們的科技和生活。現代物理中磁場與電場的結合成為了一個完整的綜合的學科。而整個理論體系對現代文明和電子科技影響尤為突出。

【關鍵詞】磁場；生活；高中物理

一、磁場的產生及其特點

人類的發展史中很早就接觸到了電磁現象，早在十八世紀就發現了正負電荷，在十八世紀末期發現在電荷的流動的作用下，會產生電流。十九世紀發現了導線能使得磁針轉動，隨后引進了磁力線的概念，并以此提出了電磁場的概念。在十九世紀末期，麥克斯韋總結了宏觀的電磁現象，在電磁場這一學科中，電磁場是有帶電物體產生的物理場。在此場中的帶電物體都會感受到作用力。磁場是一種看不見摸不著的特殊的存在的物質，具有波粒的輻射特性。

二、磁場的應用

磁場在生活中有著極其廣泛的應用，也與我們的生活息息相關，在工業和科技中同樣應用廣泛。所以，學好并利用磁場對于科技的發展是極其重要的。下面是磁場在生活中的應用。

1.指南針

指南針作為中國的四大發明之一，早在戰國時期就被作為一種簡單的儀器應用在辨別方位上，其前身叫做司南。主要由一根裝在軸上的可以自由轉動的磁針組成，磁針在地磁場的作用下能夠保持在磁場子午線的切線方向上，因此，在磁場的作用下，磁針的南極就會指向地理南極。就利用這一原理就能辨別方向。指南針還可應用在航海、旅行以及軍事方面。地球實際是一個很大的磁體，其地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近。因此，磁針在受到磁場力的作用下就會一端指向南一端指向北。

2.電磁爐

電磁爐作為一種新型的廚房工具，改變了傳統的利用明火加熱的方式，而是利用磁場感應電流的方式加熱。不僅打破了傳統的明火的形式可以防止燙傷，還大大提高了加熱的速度。其主要是通過電子線路板組成部分產生交變磁場。在加熱的過程中使用鐵質的鍋具時，鍋具就會切割交變磁場線，在鍋底部分產生交變電流，交變電流就會使得鍋的鐵原子高速無規則的運動。鐵原子就會通過相互碰撞摩擦產生熱能。所以，在電磁場的作用下，鍋具通過自身的發熱來加熱和烹調食物。打破了傳統的明火加熱。電磁爐在工作的過程中熱量由鍋底直接感應磁場產生交變電流，所以選用鐵質鍋具不僅利于鐵對磁場的吸收，還能起到屏蔽的效果，這樣就大大的減少了磁場的輻射，所以，鐵質的鍋具比其他材料更加適合而且安全。正是因為電磁的應用，使得電磁爐有了“綠色爐具”的美稱。

3.電磁起重機

電磁起重機是利用電磁的吸附原理搬運鋼鐵物體的工具，其主要部分是磁鐵和電流。通過電流的作用使得磁鐵獲得強大的磁場，把鋼鐵牢牢的吸附在磁鐵上，當把指定的鋼鐵搬運到目的地時，切斷電流，磁性消失，鋼鐵就會被放下。電磁起重機的使用十分方便，但是必須有電流才能使用，在強大的磁場的作用下，電磁起重機能吸起幾十噸的材料，而且不需要將材料打包或者捆綁，不僅操作簡單，也能大大的節省人力物力。起重機工作時，電磁鐵線圈中的電流只要不停止，材料就會一直被吸附在磁鐵上。因此，電磁鐵的應用比傳統的搬運更加的方便、快捷、省力、安全。

4.磁懸浮列車

磁懸浮列車是一種依靠磁懸浮力作為動力的列車，其軌道具有磁力使其懸浮在空中，列車運行時與傳統的列車不同在于普通列車需要與地面接觸，所以就會只受到大氣阻力而沒有鐵軌的摩擦力的影響。我國從1970年開始對其進行研發，我國第一輛磁懸浮列車是從德國進口的，在2003年在上海開始運行。2015年，我國自主研發了第一輛磁懸浮列車在長沙成功試車。

5.電動機

電動機也稱為馬達，是一種電動機器，能使電能轉化為機械能，主要應用在其他設備的驅動上。主要由一個能產生磁場的電磁鐵繞制而成。可以分為直流電機和交流電機。直流電機在控制電機的轉動速度上比較簡單，只要改變對其的電流的大小就能改變其轉速。但是直流電機不適合在高溫的環境下進行工作。交流電機則可以在高溫的環境下工作，但是交流電機很難控速，所以一般需要用到變頻器來控制交流電的頻率進而進行對其速度的控制。還有一種是利用感應電動機，用此方法來增加內部的阻力。交流電動機在不同的電壓下只能控制其扭力而無法改變轉速。

6.無線電廣播與電視

無線電廣播和電視都是利用電磁波來進行的。對于無線電廣播，人們先將聲音信號轉換為電信號，再將這些信號由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播。而在另外一個地點，人們可以接受此信號，在將此信號還原為聲音信號。利用這一原理，就能使得在電視的畫面上或者喇叭里產生聲音。無線電廣播和電視所利用的電磁波的信號的頻率都很高、范圍也都很大。不同的是，電視的圖像轉化不同于聲音信號的傳播。電視的圖像信號是先將圖像的光信號轉化成電信號，然后傳播到空間中，再有電視機接受到這種信號，使得這種信號再還原成圖像信號。

總結

磁場不僅在指南針、電磁爐、電磁起重機等上文中提到的方面有很重要的作用，還在醫療、食品安全等領域有著很重要的作用，隨著磁場應用的不斷提升，人們的生活也會有很大程度的便捷，所以，掌握電磁波就可以為我們的生活造福。我們的生活也會越來越現代化。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[M].北京：人民教育出版社

[2]侯玲芳.電磁場知識在實際生活中的應用[J].中國科技信息，2016（13）