磁的世界

磁鐵

磁鐵具有能吸引鋼鐵質物品及能吸附在金屬表面的力量，它的這一特性幾百年來一直讓人們著迷。為了了解這些神奇的力量，我們必須首先了解磁鐵的結構和特性。在下面幾頁中，我們會把大塊的和小塊的磁鐵都拿到實驗中，觀察和發現它們怎樣中斷和阻隔彼此的磁力，同時還會利用磁鐵制作的玩具做游戲。

磁鐵能吸住任何東西嗎？

哪些東西能抵抗吸引力？

你需要準備：

● 不同材質的物品：鐵、木頭、玻璃、塑料、鋼、布料、紙

● 不同材質的表面：電冰箱門、衣柜門、墻、玻璃

● 1塊與繩子連接在一起的磁鐵

游戲步驟：

1.把準備的所有物品分成兩組：金屬制品和非金屬制品。

2.用磁鐵依次靠近第一組的物品。

3.按照第一組的做法，用磁鐵依次靠近第二組的物品。

4.用磁鐵靠近電冰箱、衣柜、墻壁和玻璃等表面。

發生了什么呢？

準備的金屬物品被磁鐵緊緊地吸住了，所有的非金屬物品都沒有被磁鐵吸住。同樣，磁鐵吸住了有些材質的表面，但是對其他材質的表面并不起作用。

原因解答：

磁鐵是一種鋼片或鐵片，它擁有一種特殊的能力吸引由鋼、鐵、鎳、鈷、鉻制造的金屬或者材料中包含有少量任意一種上述金屬的東西。相反，木頭、玻璃、塑料、紙和布料則不會被磁鐵的這種力量吸引。磁鐵對大體積鋼質物品表面也有吸引力，而且可以在這些物品的表面移動。

磁鐵能隔著物體產生吸力嗎？

水下的磁力

你需要準備：

● 1塊磁鐵

● 1個水壺

● 1個回形針

●水

游戲步驟：

1.把水倒入壺中，把回形針扔下去。

2.把磁鐵放在水壺外面，挨著回形針那一側。當回形針被磁鐵吸住的時候，慢慢地把磁鐵向上移。

發生了什么呢？

回形針跟著磁鐵移動起來，直到磁鐵上移的高度超出了水面。用這個方法，你不用弄濕手就能把回形針拿出來了！

原因解答：

因為磁鐵透過這杯水同樣能發揮它的磁力作用。如果水壺是鐵質的或者鋼質的，回形針仍然會被磁鐵吸住，但是磁力的強度會稍弱一些，因為一部分磁力已經被鋼鐵質水壺吸收了。

賽車游戲

你需要準備：

● 1張卡片

● 1把剪刀

● 1卷膠帶

● 幾支彩筆

● 1張大的硬紙板

● 2根小棍子

● 2塊磁鐵

● 2塊小鋼片

● 4本厚書

● 1張桌子

游戲步驟：

1.畫4個等大圓角的長方形，并把它們剪下來，然后在其中的2張上畫2輛不同形狀的汽車的俯視圖，并給它們上色。

2.用膠帶把2塊鋼片分別固定在2張汽車圖與另2張汽車圖之間。

3.在硬紙板上畫出2條跑道，在每條跑道

上都畫上起點和終點，并且上色，然后像圖中那樣，把硬紙板架在書上。

4.把2輛紙板汽車放在起點上。

5.用膠帶把2塊磁鐵分別緊緊地綁在2根小棍上。

6.把系著磁鐵的2根小棍放在硬紙板下面，分別對應著2輛小汽車。這樣，移動小棍，你就能讓汽車沿著跑道移動。現在，叫上你的朋友，進行一場賽車比賽吧！

發生了什么呢？

紙板汽車跟著硬紙板下磁鐵的移動，在跑道上奔跑起來。

原因解答：

磁鐵的磁力透過硬紙板，吸住了粘在紙板汽車里的小鋼片。所以系著磁鐵的小棍一動，小汽車就跟著跑了起來。

龍舟賽

磁鐵能否在一定距離之外發生作用？

你需要準備：

● 2根大約40厘米長的木棍

● 2塊磁鐵

● 2根大約30厘米長的細繩

● 一些針

● 彩色的卡片

● 1把剪刀

● 4個軟木塞

● 一些牙簽

● 1卷膠帶

● 1個盆

●水

游戲步驟：

1.在木棍的末端系上細繩，細繩的另一端拴著磁鐵。按

這種方法，做2根“釣魚竿”。

2.造一艘“龍舟”：如 下

圖所示用1根牙簽把3個軟木塞穿在一起。

3.把2根針插在中間的軟木塞上，作為小船的桅桿，然后從卡片中剪2個正方形作為帆，用膠帶把它們粘在針上。

4.往盆里裝滿水，并把“小船”放在水中。提起你的“釣魚竿”，讓它懸在小船的上面，請你的朋友拿起另一根“釣魚竿”。

發生了什么呢？

懸掛在盆上面的魚竿沒有觸碰到小船就使小船移動了。

原因解答：

雖然磁鐵和針沒有碰在一起，但是磁鐵的磁力牽引著針，帶動了小船移動。

磁力的對比實驗

你需要準備：

● 3塊大小不一的磁鐵

● 一些鋼質或鐵質的東西（比如硬幣）

● 1張桌子

● 1把尺子

游戲步驟：

1.把大小不一的磁放在桌子上，彼此相距大約10厘米。

2.把硬幣也按步驟1的方式擺放在桌

上，讓它們對著磁鐵，但是

3.用尺子把硬幣逐漸往磁鐵的方向推，使硬幣與磁鐵越來越靠近。

發生了什么呢？

有些硬幣幾乎立刻就被磁鐵吸過去了，而有的硬幣只是當離磁鐵很近的時候才被吸了過去。

原因解答：

磁鐵對一定距離之外的東西仍產生磁力：磁鐵越大，磁力越大，能吸引物體的距離也越遠。

哪些東西可以阻隔磁力？

“裹住”磁力

你需要準備：

● 幾張報紙

● 幾張鋁薄紙

● 一些布料

● 1塊大號磁鐵

● 1件鐵質的東西

游戲步驟：

1.用報紙把磁鐵包裹起來，然后去吸鐵質物品。

2.換其他材料包住磁鐵，按照步驟1，依次去吸引那件鐵質的東西。

3.現在，讓我們用相同的材料給磁鐵再裹上一層，一層一層往上加，使磁鐵的吸力越來越弱，直到消失為止。

發生了什么呢？

隔著一層薄的材料，磁鐵照樣把東西吸住了。但是隨著一層一層的增加，材料變厚，磁力逐漸消失了。

原因解答：

雖然磁力可以透過一層薄的材料，但是它并不能透過很厚的材料。這個實驗證明，我們可以把磁鐵隔離起來，以使那些需要防磁的物體免受磁鐵的影響。

磁力大小取決于什么？

磁力強度測試

你需要準備：

● 一些不同形狀（比如馬蹄形、條形、圓形）和不同型號的磁鐵

● 一些鋼質或鐵質的東西（比如回形針、硬幣、釘子）

● 幾個硬紙盒

游戲步驟：

1.把鋼質和鐵質的物品按種類分別裝在不同的盒子里。

2.拿著不同形狀和不同型號的磁鐵輪流在這些盒子上吸，然后分別數一數每種東西被吸住的數量。

發生了什么呢？

有的磁鐵吸的東西比其他磁鐵多。

原因解答：

磁鐵的形狀影響了磁鐵的磁力：馬蹄形的磁鐵比條狀的磁鐵磁力大，而條形磁鐵的磁力比圓形磁鐵的磁力大。形狀相同的磁鐵，體積越大，磁力越強。

磁極

你是否曾經試圖抗拒緊緊吸在一起的兩塊磁鐵之間無形的力量呢？那幾乎是不可能做到的！在下面幾頁中，你將會明白這是為什么。并且你會發現，磁力最強的磁鐵竟然就在你的腳底下——地球。就像一塊磁鐵一樣，地球也有自己的磁極，它決定了所有的指南針里指針的方向，而且它們還是神奇壯觀的北極光產生的原因。

磁鐵每一部分的磁力都相同嗎？

磁力線

你需要準備：

● 一些鐵碎屑（能在工廠車間弄到，或者從一塊鐵上面銼下來）

● 1塊條形磁鐵

● 1塊馬蹄形磁鐵

● 2張明信片

游戲步驟：

1.把1張明信片放在條狀磁鐵上面。

2.逐漸把鐵屑撒在明信片上，用你的手指輕輕敲一敲卡片。

3.在馬蹄形磁鐵上進行相同的操作。

發生了什么呢？

大部分的鐵屑圍繞著磁鐵的外圍，另外少部分則分散在四周。

原因解答：

因為磁鐵的磁力集中在磁極，也就是磁鐵的兩端。遠離了磁極，磁性就沒那么強了。

為什么兩塊磁鐵的同極會相互排斥？

“浮動”的磁鐵

你需要準備：

● 2塊條形磁鐵

● 紅色、藍色和透明的膠帶

● 1個指南針

● 2個相同大小的硬紙盒

● 剪刀

● 2支鉛筆

● 1根細繩

游戲步驟：

1.如右圖所示，在磁鐵上系一根細繩，然后把它提起來懸在指南針上方，等待它停止旋

轉。接著，對比磁鐵的位置和指南針指針的位置，在指南針指著的那一端貼上紅膠帶，在另一端貼上藍膠帶。然后，在另一塊磁鐵上進行相同的操作。

2.把顏色相同的磁鐵兩端相互靠攏，然后把不同顏色的磁鐵兩端也相互靠攏。

發生了什么呢？

顏色相同的兩端沒有互相吸引，而顏色相異的兩端緊緊地吸附在一起。

3.在每個盒子里都粘一塊磁鐵，然后蓋上盒子。在盒子外面，根據盒子里磁鐵兩端的膠帶顏色，粘上對應的、同樣顏色的膠帶。

4.在一個盒子的上面擺上兩支鉛筆，接著把另一個盒子放在鉛筆上，讓兩個盒子兩端對應的顏色相同。

5.用透明膠帶把兩個盒子綁在一起，再抽走鉛筆，用手向下壓上面的盒子。

發生了什么呢？

上面的那個盒子就像浮在另一個盒子上一樣。

原因解答：

每一塊磁鐵的兩極都有著不同的磁極（南極和北極）。同極相斥，異極相吸——這就是兩個盒子相互排斥的原因。因為相同的兩極的作用，使兩個盒子相互推開。你克服它們之間的抗力把它們壓到一起后，只要一松開手，上面的盒子就又回到了原來的位置。

遠距離推車

你需要準備：

● 2塊有相反兩極的條狀磁鐵（參看上個實驗）

● 1輛玩具卡車

● 1卷膠帶

游戲步驟：

1.用膠帶把磁鐵綁在卡車上。

2.用另一塊磁鐵把卡車吸過來。

發生了什么呢？

當你用相同的兩極靠近卡車的時候，卡車被推動了。當你把不同的兩極相互靠近時，卡車朝你的方向移過來。

原因解答：

卡車的移動是由磁力決定的，它讓卡車指向了兩個方向——朝著你手中的磁鐵的方向（因為異極相吸）和另一個相反的方向（因為同極相斥）。你可以使用這個實驗和你的朋友做游戲。

是什么使指南針的指針轉動起來的？

找到北方

你需要準備：

● 1個盆

●水

● 1塊條形磁鐵

● 1個淺的聚苯乙烯塑料盤（必須要比碗小，在水面上移動的時候不會碰到碗壁）

● 彩色膠帶

注：檢查周圍，確定沒有鋼或者鐵做的東西。

游戲步驟：

1.把盆裝滿水，在塑料盤的中央粘上磁鐵，然后把盤子放在盆里的水面上。

2.轉動盤子，然后等著它停下來。

3.在磁鐵兩極指著的盆沿上貼上膠帶，紅的那端貼上紅色，藍的那端貼上藍色。

4.然后再轉動盤子。

發生了什么呢？

當盤子停下來的時候，磁鐵兩極還是指著與膠帶標注的相同的方向。

原因解答：

地球的磁力太強大了，它使所有能夠移動的磁鐵一端指向南極，另一端指向北極。