在思维的空间里漫游--物理趣味探索实验（下）/巅峰阅读文库

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“刚劲”与“飘逸”的对局——磁场的基本特性 磁体与磁体之间的相互作用规律是“同名磁极相排斥，异名磁极相吸 引”，人们利用这一规律发明了很多仪器，其中有的可供人们娱乐，有的 可用于生产活动。本专题将展示一些有趣的磁现象，如磁体之间并没有直 接接触，它们之间是怎样发生作用的呢？磁场的空间分布又是如何的？这 些问题正是本专题要予以解答的。 金属链悬挂 仔细观察右图装置，想想看 为什么在重力的作用下连有铁环 的金属链没有下落反而伸得笔 直呢？ 动手操作 将铁环拿下，然后再次将金 属链拉向圆环上的圆柱状物体， 结果金属链又伸得笔直。 原理解释 原来圆环上的圆柱状物体是 磁铁，它对铁环有吸引作用，平衡了金属链竖直向下的重力，使金属链能 够保持笔直向上的状态。 拓展思考 我们都知道，异名磁极之间或者磁铁对铁磁性物质的吸引力大小和两 者之间 的距离有关，距离越小吸引力越大、距离越大吸引力越小，同名磁极之间 的排斥 力与距离的关系同样如此。 根据磁铁间的作用和特点，我们能够让物体完全悬浮在空中，这是很 多魔术 师一生追求的最大成就，两者的区别在于魔术师展现给我们的悬浮是一种 错觉， 而利用磁铁实现的悬浮是建立在科学原理之上的。 悬浮魔术 左图是一个磁铁悬浮装置，有 机玻璃罩内是两块相隔一定距离的 石墨板，它们之间放置了一块立方 形的小磁铁，有机玻璃罩的上面分 别是魔法螺母、环状陶瓷磁铁和可 调节圆环。 动手操作 稍稍松开魔法螺母，如果罩内的 小磁铁静止在下面的石墨板上，顺时 针旋转可调节圆环，使环状陶瓷磁铁 缓缓下降，同时观察小磁铁的运动情 况，当小磁铁在两块石墨板之间悬浮 起来时，停止旋转可调节圆环，并拧 紧螺母。 想想看，如果初始时小磁铁附着在上面的石墨板上，应该如何调节装 置，使小磁铁处于悬浮状态？这时只要逆时针旋转可调节圆环，使环状陶 瓷磁铁缓缓上升即可。 注意 禁止用扳手之类的工具拧动魔法螺母和可调节圆环，旋转可调节圆环 一定要非常缓慢，否则可能使磁铁在石墨板之间来回不停运动，形成不稳 定状态。 原理解释 小磁铁受到重力，而环状陶瓷磁铁 对小磁铁施加向上的吸引力(只要保持 两者相对的一面是异名磁极即可)，吸引 力的大小随两者距离减小而增大。仔细 调节环状陶瓷磁铁的高度，使其施加给 小磁铁的吸引力正好等于小磁铁的重力 时，小磁铁就会在两片石墨板之间悬浮 起来。 悬浮地球 右图装置的支架上端部 分的内部封有一组线圈，通 电后可以产生强磁场(电流 产生磁场的知识将在后面详 细介绍)，地球仪内装有磁 铁。试着动手操作一下，调 节地球仪位置使其悬浮起来。 P3-5