在学生学习摩擦起电的内容后,我布置学生课后探究,还有哪些物体相互摩擦后会带电?第二天,有一学生向我提出一个问题:将钢锯条在石头上摩擦后,发现上面吸附了很多铁屑,但是钢锯条却不能吸引小纸屑。不能吸引小纸屑说明钢锯条不带电,但它能吸引小铁屑,是钢锯条本来就具有磁性,还是摩擦后具有磁性了?
实验验证:
准备一些铁屑,一支小磁针,到商店买一把小刀。将小刀靠近铁屑,不能吸引铁屑,说明小刀起初并无磁性。把小刀在磨刀石上快速的摩擦一会儿后,再靠近铁屑,小刀能吸起部分铁屑。用小刀的一端分别靠近小磁针两极,发现一次吸引,一次排斥,说明小刀确实有磁性了。
之后,又用木棒、铜匙、铝勺等做了类似实验,都不能产生磁性,看来只有由钢、铁物质组成的物体摩擦后会产生磁性。
理论解释:
小刀是铁的,它是由大量的铁原子组成,原子内部存在着一种环形电流。电流的周围存在着磁场,每一个原子相当于一个小磁针,一个个小磁针杂乱无章地排列,对外不显磁性。当小刀与石头快速摩擦后,分子热运动加快,这些小磁针会在地磁场作用下,按地磁场方向取向,待冷却后,仍保持了这种取向,因而被磁化。由于这样摩擦温度不会很高,再加上地磁场本身很弱,所以被磁化的小刀磁性不会很强,必须仔细观察才能发现上述现象。
其实,我国古代人发明的指南鱼也用了类似的方法。指南鱼是将剪成鱼形的薄铁皮加热到通红,再将其放入地磁场中磁化而成的,把它做成船形,可以浮在水面上,鱼头能够指南。
生活中也会遇到此现象,我们平时稍加留心观察,就可以发现,在不用水的情况下磨刀、磨剪时,磨下的铁屑会被刀吸引,刀口像长了“毛”似的。这就是因为由于摩擦,刀、剪等被地磁场磁化了。
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