磁現象真有趣

實驗1 把一些鐵屑裝進試管，并用橡皮帽蓋住試管口，用條形磁鐵的一極在試管下方沿同一方向移動幾次，如圖1所示。隨后發現試管可以吸起大頭針等。

思考：試管能吸起大頭針說明試管具有磁性，它的磁性從何而來？

解析：這實際上是一種磁化現象。磁性材料的內部有大量的磁分子，每個磁分子都有N、S極。一般物體在通常情況下并不表現出磁性，這是因為其內部磁分子的排列是紊亂的，導致彼此之間的磁作用相互抵消，整體表現出無磁性。按圖1的方法處理后，試管內的鐵屑被磁化，其內部磁分子的排列由無序變得有序，因而呈現出磁性。

實驗2 把實驗1中帶有磁性的試管用力搖晃幾下，發現試管不能再吸起大頭針。

思考：由此說明試管的磁性消失了，這是為什么？

解析：具有磁性的試管受到劇烈震動后，其內部的磁分子由有序排列變為無序排列，從而失去磁性，這就是人們常說的“退磁”。平常我們不能給磁體加熱，也不能使其受到敲擊或摔打等劇烈的震動，其道理也就在于此。

實驗3 讓兩塊條形磁鐵的不同磁極上各自吸引一些大頭針，并把吸引大頭針的磁極互相靠近直至相互接觸，如圖2所示。可以發現大頭針紛紛掉下。

思考：條形磁鐵的磁性消失了嗎？

解析：條形磁鐵的磁性并沒有消失，只是由于兩塊磁鐵的異名磁極靠近并接觸時，接觸處的磁性大大地減弱了，于是原來被吸引的大頭針紛紛掉下來。任何磁體都有且只有兩個磁極，并且磁極是磁體中磁性最強的部分。條形磁鐵的磁極在磁鐵的兩端，其中間部分磁性極弱。當按照圖2使它們的異名磁極相互靠近直至相互接觸時，它們就合成了一個磁體，其中間部分的磁性極弱，幾乎沒有磁性，所以被吸起的大頭針紛紛掉落。如果再把它們分開，則照樣可以吸起許多大頭針。

實驗4 在通電螺線管的內部放一枚小磁針，小磁針N極指向通電螺線管的N極。如圖3所示。

思考：根據磁極間的相互作用規律：“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。”小磁針的N極應該指向左端，為何卻指向右端？

解析：通電螺線管是由許多匝線圈組成的，由于每匝線圈的兩面都有N、S兩個磁極，處于某匝線圈旁的小磁針所受的磁力仍遵守“磁極間的相互作用規律”。但從整體來看，通電螺線管的兩端相當于條形磁鐵的兩個磁極，用磁極間的相互作用規律判定處在內部的小磁針的指向就不適用了。

此時應根據“小磁針靜止時的指向與該點的磁場方向一致”去確定。根據安培定則可知，通電螺線管的右端為N極，而在磁體內部的磁感應線是從磁體的S極回到N極，所以在內部的小磁針的N極指向應與該點的磁場方向一致，指向右端。

實驗5 某同學將一塊沒有標明磁極的條形磁鐵不小心摔成了兩段，該同學欲把它恢復成原狀，可在兩塊磁鐵的斷口處卻產生了排斥力，使它們難以相互靠近。

思考：為什么會產生這種現象？

解析：為了弄清楚這個問題，我們從條形磁鐵的構造來分析。條形磁鐵一般分為圖4和圖5所示的兩種。

圖4所示的條形磁鐵在實驗室中比較常見。它在斷裂時形成的兩塊新磁鐵排列如圖6所示，斷口處不會產生排斥力，而是吸引力，這是因為斷口處為異名磁極，因此很容易恢復原狀。

圖5所示的條形磁鐵斷裂后也會形成兩塊新的磁鐵，但其排列情況如圖7所示。由于同名磁極相互排斥，所以當斷口處互相靠近時會產生排斥力。若把其中的一塊倒置，如圖8所示，斷口處便會互相吸引，此時便容易靠近。