作者：《指尖上的探索》编委会
出版社：化学工业出版社
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科学的秘密百科(套装共10册)试读：
电磁的秘密
玩吸铁石的时候我们会发现磁极之间有相互作用，同性相斥、异性相吸。那么磁到底是什么呢？它是一种怎样的力量，可以让磁铁之间产生吸引或排斥的作用？我们的祖先很久以前就发现了磁的存在，西方也在古代就留下了关于磁的记录，我们又是怎样一步步地更加科学地认识了磁的特性呢？你可知道，我们所生活的地球本身就是一个大磁场吗？我们的宇宙之间也同样存在着微弱的磁能量。无所不在的磁场究竟是什么？它有怎样的特性呢？就让我们一同来了解它吧。
A1.磁是什么？
我们最先感受到“磁”，源于小时候对磁铁（俗称吸铁石）的接触。当吸铁石接触铁制品就会把它们牢牢吸住。而这里我们了解的吸铁石就是所谓的磁体，它有两个“磁极”，分别叫作N极和S极。磁极之间有相互作用，即同性相斥、异性相吸。它们之间的相斥和吸引现象就是磁现象，它们之间的力就叫作“磁”。
地球就如同一块巨大的磁体，它的N极在地理的南极附近，而S极在地理的北极附近。如果把一块长条形的磁铁用细线从中间悬挂起来，让它自由转动，那么，磁铁的N极就会和地球的S极互相吸引，磁铁的S极和地球的N极互相吸引，使得磁铁方向转动，直到磁铁的N极和S极分别指向地球的S极与N极为止。这时，磁铁的N极所指示的方向就是地理的北极附近。人们利用这一原理制成了指南针。虽然人类很早就了解到磁现象，但是直到近代，人们对磁现象的认识才逐渐地系统化。在这个过程中，人们依据磁理论，也发明了很多电磁仪器和设备，像电脑、手机、发电机、电动机等。现在，磁技术已经渗透到了工农业技术和科技信息技术的方方面面。我们的日常生活也越来越离不开磁性材料了。
1、磁铁有几个磁极？
A.0个
B.1个
C.2个
2、什么叫作“磁”？
A.是指磁铁一类物体
B.是指吸附这种性质
C.人们把观测到的两个磁体间的力叫作“磁”
3、下列哪一项属于电磁设备？
A.转笔刀
B.开瓶器
C.电动机
4、下列哪一项不属于磁体？
A.吸铁石
B.地球
C.橡胶棒
正确答案：C C C C
A2.中国古代对磁有什么样的认识？
先秦时代，我们的先人已经积累了许多对磁的认识，在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是四氧化三铁）。这些发现很早就被记载下来了。《管子•地数》中最早记载了这些发现：“上有慈石者，其下有铜金。”《山海经》以及其他古籍中也有类似的记载。磁石的吸铁特性也很早就被人类发现了，在《吕氏春秋》九卷精通篇中就有：“慈招铁，或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”，他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。而且认为，石是铁的母亲，但石有慈（爱）和不慈（爱）两种，慈爱的石头能吸引她的子女，不慈爱的石头就不能吸引。在汉代以前人们把“磁石”写作“慈石”，就是慈爱石头的意思。
既然磁石能吸引铁，那么是否还可以吸引其他金属呢？我们的先人做了很多尝试，确认磁石不能吸引金、银、铜等金属，同时也不能吸引砖瓦之类的物品。在西汉的时候，人们已经认识到磁石只能吸引铁，而不能吸引其他物品。磁石
1、磁石的主要成分是什么？
A.四氧化三铁
B.铁
C.铜
2、磁石不能吸附什么？
A.铁桶
B.金、银
3、下列哪本书中没有记载过“磁”？
A.《黄帝内经》
B.《山海经》
C.《吕氏春秋》
正确答案：A B A
A3.磁的作用是如何被西方人发现的？
在18世纪，西方国家的人们发现电荷有两种：正电荷和负电荷。到了19世纪前期，著名的物理学家奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。而后安培又发现使小磁针偏转的作用力的方向和通过导线的电流的方向相互垂直的现象。此后不久，法拉第又发现，当磁棒插入导线圈时，导线圈中就可以产生电流。这些实验结果表明，在电和磁之间存在着紧密的联系。人们认识到电磁力的性质在某些方面与万有引力有着相似之处，但又不完全相同。因此法拉第引入了“力线”的概念，认为电流产生围绕着导线的“磁力线”，电荷向各个方向产生“电力线”，并在此基础上定义了电磁场的概念。
到19世纪下半叶，麦克斯韦将位移电流的概念引入电磁场，从而得出宏观电磁现象的规律。这个规律的核心思想简单来说就是：变化着的电场可以产生磁场；变化着的磁场也可以产生电场。磁力线
1、电磁现象是在下列哪个时期被发现的？
A.18世纪
B.19世纪
C.17世纪
2、谁定义了电磁场的概念？
A.奥斯特
B.法拉第
C.麦克斯韦
3、宏观电磁现象的规律是谁提出的？
A.麦克斯韦
B.奥斯特
C.法拉第
4、宏观电磁现象有什么规律？
A.变化着的电场能产生磁场；不变化的磁场能产生电场
B.不变化的电场能产生磁场；变化着的磁场能产生电场
C.变化着的电场能产生磁场；变化着的磁场也能产生电场
正确答案：B B A C
A4.磁性是磁体所独有的性质吗？
我们知道磁体间能够互相吸引或排斥，是因为磁体具有磁性，那么只有磁体具有磁性吗？其实磁性并不是磁体所独有的性质，而是普遍地存在于大量物质当中，非磁体也会有磁性。我们的自身和周边的物质，甚至各种星体和星际中的物质，都具有那样或这样的磁性。
一般说来，在不均匀的磁场中，物质会受到磁力的作用，也就具有了磁性。在磁体上摩擦过的大头钉会短暂地获得磁性。把一块磁铁放在铁末中，会发现磁铁上吸附的铁末分布不同，是由于铁末在磁场中受到的磁力不同。由单位质量的物质所受到的磁力方向和强度可以判断物质磁性的强弱。
1、为什么磁体间能够互相吸引或排斥？
A.因为磁体被磁化了
B.因为磁体具有吸附性
C.因为磁体具有磁性
2、把磁铁放在铁末中你会观察到什么？
A.磁铁上吸附的铁末分布不同
B.铁末在磁铁周围均匀分布
C.磁铁没有吸附铁末
3、物质磁性的强弱用什么来判断？
A.物质的质量
B.物质受到的力的大小
C.单位质量的物质所受到的磁力方向和强度
正确答案：C A C
A5.磁性是如何产生的？
科学研究表明，物质是由原子组成的，而原子又是由原子核和位于原子核外的电子组成的。原子核就如同太阳，而核外电子就仿佛是围绕太阳运转的行星。电子除了绕着原子核公转以外，自己还有自转。电子本身的自转就使得它具有了磁性，成为一个小小的磁铁，具有北极（N极）和南极（S极）。也就是说，电子就如同很多小小的磁铁，围绕着原子核在不停地旋转，物质的电子排列可以分为以下三种情况：一是在一些物质中，具有向上自转和向下自转的一样多的电子数目，它们产生的磁极完全对等抵消，以致整个物体对外没有显示磁性；二是自转方向不同的电子数目不同，但是这些原子磁矩之间没有相互作用，它们排列混乱，所以整个物体对外几乎没有磁性；三是少数物质，它们的原子内部电子在不同自转方向上的数量是不对等的，这样，当在自转相反的电子磁极互相抵消之后，还会剩余一部分电子没有被抵消，这样，整个物质具有了磁性。
如果剩余的电子数量不同，物体显示的磁性强弱也会不同。例如，铁原子的总剩余磁性最强是因为铁原子中没有被抵消的电子数量很多，因此磁极数最多；但是镍原子的磁性比较弱，就是因为镍原子中自转没有被抵消的电子数量很少。
1、物质是由什么组成的？
A.原子
B.原子核
C.电子
2、原子由什么组成的？
A.原子核和位于原子核外的电子
B.原子核和中子
C.中子和电子
3、电子自转会产生磁性吗？
A.会
B.不会
4、物质的电子排列可以分为几种情况？
A.1种
B.2种
C.3种
正确答案：A A A C
A6.磁性有多少种？
现在我们知道无论是微观世界的基本粒子，还是宏观世界的各种材料，都会具有磁性。物质的磁性不但是普遍存在的，而且是多种多样的。世界上的物质究竟有多少种磁性呢？简单说来，物质的磁性可以分为强磁性和弱磁性。再根据磁性的不同特点，强磁性还可以分为铁磁性和亚铁磁性，弱磁性也可以再分为抗磁性、顺磁性和反铁磁性。这些都是宏观物质原子中的电子产生的磁性。
原子中的原子核也具有磁性，称为核磁性。但是核磁性仅仅只有电子磁性的千分之一或更低，因此一般讲物质磁性和原子磁性都主要考虑原子中的电子磁性（忽略了原子核的磁性）。但是由于原子核的质量远高于电子的质量，因此原子核磁性在一定条件下仍有着重要的应用。例如，现代医学上应用的核磁共振成像，便是应用了氢原子核的磁性。CT
1、磁性可以简单分为哪两类？
A.强磁性和弱磁性
B.铁磁性和亚铁磁性
C.抗磁性和顺磁性
2、核磁性是电子磁性的多少？
A.大约十分之一
B.大约百分之一
C.千分之一或更低
3、原子的磁性主要考虑原子中哪一部分的磁性？
A.原子核
B.电子
C.原子核和电子
4、现代医学核磁共振成像运用的原理是什么？
A.磁铁的磁性
B.电子的磁性
C.原子核的磁性
正确答案：A C B C
A7.磁体怎么分类？
磁体的种类很多，一般分为硬磁体（或叫永磁体，因为它的磁性保持时间较长或永久保持）和软磁体（磁性保存的时间较短）两大类。我们常说的磁铁，一般是指永磁体。永磁体又可以再分为两大类：金属合金磁铁（包括钕铁硼磁铁、铝镍钴磁铁、钐钴磁铁等）和铁氧体磁铁。然而对于金属合金磁铁的运用，在我们的日常生活中是非常普遍的。因为它种类和优点都很多。几种合金磁铁的特性如下。钕铁硼磁铁：它被人们称为磁王，因为它是目前发现商品化性能最高的磁铁。其本身的机械加工性能也相当好。工作温度最高可达200℃。并且其质地坚硬，性能稳定，有很好的性价比，应用非常广泛。但由于它的化学活性很强，因此必须对其表面进行涂层处理。铝镍钴磁铁：它是由铝、镍、钴、铁和其他微量金属元素构成的一种合金。因为其可加工性好，所以可以铸造加工生产成不同的尺寸和形状。其工作温度可高达600℃。这些优点促成其广泛运用于各种仪器仪表等应用领域。钐钴磁铁：钐钴作为稀土永磁铁，不但有着较高的磁能积、可靠的矫顽力，还有着良好的温度特性。与钕铁硼磁铁相比，钐钴磁铁更适合工作在高温环境中。铁氧体磁铁：它是通过陶瓷工艺法制造而成的，质地比较坚硬，但属于脆性材料。由于它具有很好的耐温性、价格低廉、性能适中，也已成为应用较为广泛的永磁体。
由于外界的温度、压强、外磁场等都会影响物质的磁态，在不同参数的影响下，物质会显示出不同的磁性。磁体也可以根据外界条件的耐受力来划分。钕铁硼磁铁
1、磁体有哪些分类？
A.一般分为永磁体和软磁体
B.永磁体和硬磁体
C.铝镍钴磁铁和钐钴磁铁
2、永磁体分为哪几类？
A.钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁
B.钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铁氧体磁铁
C.金属合金磁铁和铁氧体磁铁
3、物质的磁态与什么有关？
A.仅与温度和材料有关
B.仅与压强有关
C.与温度、压强、外磁场等都有关
4、铝镍钴磁铁的工作环境温度最高可达到多少？
A.600℃
B.500℃
C.300℃
正确答案：A C C A
A8.什么是磁化？
并不是所有物体都可以获得磁性。物体能否获得磁性，与物体的材料有关，像塑料、泥土等物质就不能获得磁性转化为磁体。一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫作磁化。磁性材料里面分成很多微小的区域，每一个区域就叫一个磁畴，而每一个磁畴都有自己的磁距。一般情况下，各个磁畴的磁距方向不同，磁场相互抵消，所以整个材料对外就不会显示磁性。如果各个磁畴的方向趋于一致，整块材料就会对外显示出磁性。只要它们的原子内部电子在不同自转方向上的数量不一样，并且相互作用，排列有序，就会显示磁性。那么，当磁性材料中磁畴的磁距方向变得一致就可以获得磁性。所以当把对外不显磁性的材料放进另一个强磁场中时，就会被磁化。但是，不是所有材料都可以被磁化的，只有少数金属及金属化合物才能被磁化。
一般的磁化方法有三种：一是用磁体的南极或北极，沿物体向一个方向摩擦几次；二是在物体上绕上绝缘导线，通入直流电，经过一段时间后取下即可；三是使物体与磁体吸引，一段时间后物体将具有磁性。
1、塑料、泥土可以转化成磁体吗？
A.不可以
B.可以
2、什么叫作磁化？
A.一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性的现象
B.要让磁性材料中磁畴的磁距方向变得一致的现象
C.它们的原子内部电子在不同自转方向上的数量不一样，相互作用，排列有序，就有了磁性的现象
3、下列哪一项不是惯用的磁化方法？
A.用磁体的南极或北极，沿物体向一个方向摩擦几次
B.在物体上绕上绝缘导线，通入交流电，经过一段时间后取下即可
C.使物体与磁体吸引，一段时间后物体将具有磁性
正确答案：A A B
A9.哪些物体可以称作磁体？
磁体是产生一定强度的磁场的装置，能吸引钢铁一类物质的物体。人们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性，具有磁性的物体叫作磁体。古代，最初发现的被称为“天然磁石”的矿物，就可以称作磁体。这种矿物中含有铁，能吸引其他物体，很像磁铁。铁钛、铁锰氧化物及氢氧化物、铁的硫化物以及铁、钴、镍及其合金等都是自然界的各类岩石中最常见的磁性矿物。科学家们认为，这些矿物中，除铁钴镍及其合金之类的磁学状态属铁磁性外，其余矿物的磁学状态则属于反铁磁性（如赤铁矿、钛铁矿、针铁矿、陨硫铁及钛尖晶石等），或者铁氧体性（像磁铁矿、磁黄铁矿、磁赤铁矿、锰尖晶石等）。在铁氧体性的磁体中，磁铁矿、磁赤铁矿的磁性最强。
磁体是一种很神奇的物质，它可以产生无形的力，既可以把一些东西吸引过来，也可以把一些东西排斥开。在我们周围，有很多磁体。磁铁能吸铁、钴、镍等材料制成的物体，不能吸引其他金属和塑料、木头、纸、陶瓷、橡胶、玻璃等材料制成的物体。
1、磁体会产生磁场吗？
A.不会
B.会
2、磁体是什么？
A.产生一定强度的磁场的装置
B.不能吸引钢铁一类物质的物体
C.能把一些东西吸过来，但不能把一些东西排斥开
3、下列哪一项是常见的磁体？
A.铁钛、铁锰氧化物
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