探究摩擦生磁現(xiàn)象

朱年香 陸三珍

摘要：沒(méi)有磁性的鐵質(zhì)物體被磨以后能被磁化。摩擦生磁與摩擦場(chǎng)所的材料、摩擦的傾斜角、摩擦材料、摩擦方向、摩擦強(qiáng)度等因素都有關(guān)系，綜合考慮這些因素，摩擦生磁在日常生產(chǎn)、實(shí)際生活、工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：摩擦、磁化、應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、研究目的和研究背景

1、探究的目的：

證明沒(méi)有磁性的鐵質(zhì)物體被磨以后確能被磁化。

2、背景的介紹：

摩擦起電的現(xiàn)象和摩擦生熱的現(xiàn)象司空見(jiàn)慣，可是，只要稍加留心觀察，我們就可以發(fā)現(xiàn)，在不用水的情況下磨刀、磨剪時(shí)，磨下的鐵屑就會(huì)被刀、剪的刃口所吸引，有時(shí)可以吸引一大串，更重要的是還能吸引上釘書釘，但是，這仍舊不足以說(shuō)明“摩擦生磁”現(xiàn)象，因?yàn)楸荒ノ矬w可能在未磨之前就具有磁性，于是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

二、探究?jī)?nèi)容

1、為證明鐵質(zhì)物體被磨后確能被磁化，進(jìn)行如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)器材：鐵屑，靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，刀子，粗糙的石頭，菜刀，剪刀，老虎鉗，木頭，布料，金屬材料，釘書針。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

用未磨的刀子靠近小磁針、鐵屑，再把該刀摩擦后靠近鐵屑、小磁針，再換用菜刀、剪刀、老虎鉗等鐵件。

摩擦前：

摩擦后：

上述實(shí)驗(yàn)表明：一個(gè)沒(méi)有磁性的鐵件經(jīng)摩擦后確能被磁化。

2、為探究影響因素，依據(jù)控制變量法做進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)：

（1）探究磁化與摩擦場(chǎng)所材料的關(guān)系

讓相同的無(wú)磁性的鐵件分別在木頭布料、鐵板和混凝土、石塊上摩擦。

摩擦前：

實(shí)驗(yàn)表明：被摩的鐵件在木頭、布料、鐵板上摩擦?xí)r，不能被磁化，在混凝土、石塊上摩擦?xí)r，鐵件可以被磁化。

（2）探究磁化與摩擦傾斜角的關(guān)系

沿如下圖示的傾角摩擦，三把刀分別記為甲、乙、丙。

摩擦后：

上述實(shí)驗(yàn)表明：被磨的鐵件與磨石垂直時(shí)，則不能被磁化，且傾斜角越小，磁化程度越強(qiáng)。

（3）探究磁化與摩擦材料的關(guān)系

用大小形狀完全相同的塑料模型和鐵刀在混凝土上摩擦后去靠近小磁針和鐵屑，將塑料刀模型令為A刀，鐵刀標(biāo)號(hào)為B刀。

摩擦后：

上述實(shí)驗(yàn)表明：只有鋼、鐵質(zhì)這些能被磁鐵吸引的物質(zhì)可以通過(guò)摩擦被磁化。

（4）研究磁性強(qiáng)弱與地磁場(chǎng)方向的關(guān)系：

實(shí)驗(yàn)可知：沿南北極方向磨時(shí)，效果要明顯。

（5）研究磁化與摩擦程度的關(guān)系：

經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磨到有鐵粉被磨掉時(shí)，即被磨的時(shí)間越長(zhǎng)，磁性越強(qiáng)，可以吸引釘書針。

三、摩擦生磁的解釋

第一、地球是一個(gè)巨大的磁體，實(shí)驗(yàn)是在地磁場(chǎng)中進(jìn)行的，當(dāng)鐵性物質(zhì)沿南北方向摩擦?xí)r，加速磁分子熱運(yùn)動(dòng)，這些熱運(yùn)動(dòng)的磁分子會(huì)在地磁場(chǎng)的作用下，按地磁場(chǎng)方向取向，待冷卻后，仍保留這種取向，因而被磁化。

第二、磁場(chǎng)起源于“電荷的運(yùn)動(dòng)”，眾所周知，摩擦生電，那么產(chǎn)生電荷又發(fā)生轉(zhuǎn)移，電荷的轉(zhuǎn)移形成電流，所以在電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移過(guò)程中，被磨鐵件磁化而具有磁性。

四、摩擦生磁的應(yīng)用

1、隨身發(fā)電：隨身發(fā)電就是在鞋底安裝一個(gè)小型發(fā)電機(jī)，利用人行走或運(yùn)動(dòng)時(shí)衣服間的摩擦和各種物質(zhì)間的摩擦所產(chǎn)生的電荷，然后用電容器將這電荷儲(chǔ)存起來(lái)，可以隨時(shí)取出來(lái)使用，如隨時(shí)給MP3充電等，若制造大型機(jī)械則可緩解能源危機(jī)。

2、工廠的機(jī)器間的摩擦不僅加速了機(jī)器的損壞，而且阻礙機(jī)器靈活運(yùn)行，且難消除，那么利用摩擦生磁，不僅可以延長(zhǎng)機(jī)器壽命，而且為資源短缺的國(guó)家節(jié)約能源，廢舊利用，然后用磁再生電，一舉兩得。

3、利用摩擦生磁、磁再生電的原理制成雙邊開(kāi)門的冰箱，可以避免因長(zhǎng)期使用一邊而加速損壞，在航海上，可以利用這一性質(zhì)防止強(qiáng)風(fēng)引起的惡劣損壞。

4、在電熱毯的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)一件電熱衣。在衣服內(nèi)部裝上一個(gè)細(xì)的電絲，利用它的熱效應(yīng)來(lái)加熱。這種能量的獲得可以從摩擦生磁、磁生電實(shí)現(xiàn)，也可以直接由電能提供。因此，冬天的老年人，尤其是北方的，可以穿上插頭式的電熱衣御寒，避免了空調(diào)的高功率用電，節(jié)約了能量;年輕愛(ài)美的人可以穿上利用摩擦生磁、磁生電這種方式的電熱衣保暖，可以避免穿厚厚的衣服而帶來(lái)的諸多不便，更加體現(xiàn)年輕風(fēng)茂;登南極闖北極的科考人員穿上它則不必為天氣環(huán)境惡劣，衣服穿多行動(dòng)不便而苦惱。