探究摩擦生磁现象

朱年香 陆三珍

摘要：没有磁性的铁质物体被磨以后能被磁化。摩擦生磁与摩擦场所的材料、摩擦的倾斜角、摩擦材料、摩擦方向、摩擦强度等因素都有关系，综合考虑这些因素，摩擦生磁在日常生产、实际生活、工业等领域有广泛的应用。

关键词：摩擦、磁化、应用

中图分类号：G4 文献标识码：A

一、研究目的和研究背景

1、探究的目的：

证明没有磁性的铁质物体被磨以后确能被磁化。

2、背景的介绍：

摩擦起电的现象和摩擦生热的现象司空见惯，可是，只要稍加留心观察，我们就可以发现，在不用水的情况下磨刀、磨剪时，磨下的铁屑就会被刀、剪的刃口所吸引，有时可以吸引一大串，更重要的是还能吸引上钉书钉，但是，这仍旧不足以说明“摩擦生磁”现象，因为被磨物体可能在未磨之前就具有磁性，于是进行实验验证。

二、探究内容

1、为证明铁质物体被磨后确能被磁化，进行如下对比实验。

（1）实验器材：铁屑，灵活转动的小磁针，刀子，粗糙的石头，菜刀，剪刀，老虎钳，木头，布料，金属材料，钉书针。

（2）实验步骤：

用未磨的刀子靠近小磁针、铁屑，再把该刀摩擦后靠近铁屑、小磁针，再换用菜刀、剪刀、老虎钳等铁件。

摩擦前：

摩擦后：

上述实验表明：一个没有磁性的铁件经摩擦后确能被磁化。

2、为探究影响因素，依据控制变量法做进一步实验：

（1）探究磁化与摩擦场所材料的关系

让相同的无磁性的铁件分别在木头布料、铁板和混凝土、石块上摩擦。

摩擦前：

实验表明：被摩的铁件在木头、布料、铁板上摩擦时，不能被磁化，在混凝土、石块上摩擦时，铁件可以被磁化。

（2）探究磁化与摩擦倾斜角的关系

沿如下图示的倾角摩擦，三把刀分别记为甲、乙、丙。

摩擦后：

上述实验表明：被磨的铁件与磨石垂直时，则不能被磁化，且倾斜角越小，磁化程度越强。

（3）探究磁化与摩擦材料的关系

用大小形状完全相同的塑料模型和铁刀在混凝土上摩擦后去靠近小磁针和铁屑，将塑料刀模型令为A刀，铁刀标号为B刀。

摩擦后：

上述实验表明：只有钢、铁质这些能被磁铁吸引的物质可以通过摩擦被磁化。

（4）研究磁性强弱与地磁场方向的关系：

实验可知：沿南北极方向磨时，效果要明显。

（5）研究磁化与摩擦程度的关系：

经实验发现，当磨到有铁粉被磨掉时，即被磨的时间越长，磁性越强，可以吸引钉书针。

三、摩擦生磁的解释

第一、地球是一个巨大的磁体，实验是在地磁场中进行的，当铁性物质沿南北方向摩擦时，加速磁分子热运动，这些热运动的磁分子会在地磁场的作用下，按地磁场方向取向，待冷却后，仍保留这种取向，因而被磁化。

第二、磁场起源于“电荷的运动”，众所周知，摩擦生电，那么产生电荷又发生转移，电荷的转移形成电流，所以在电荷发生转移过程中，被磨铁件磁化而具有磁性。

四、摩擦生磁的应用

1、随身发电：随身发电就是在鞋底安装一个小型发电机，利用人行走或运动时衣服间的摩擦和各种物质间的摩擦所产生的电荷，然后用电容器将这电荷储存起来，可以随时取出来使用，如随时给MP3充电等，若制造大型机械则可缓解能源危机。

2、工厂的机器间的摩擦不仅加速了机器的损坏，而且阻碍机器灵活运行，且难消除，那么利用摩擦生磁，不仅可以延长机器寿命，而且为资源短缺的国家节约能源，废旧利用，然后用磁再生电，一举两得。

3、利用摩擦生磁、磁再生电的原理制成双边开门的冰箱，可以避免因长期使用一边而加速损坏，在航海上，可以利用这一性质防止强风引起的恶劣损坏。

4、在电热毯的启发下，设计一件电热衣。在衣服内部装上一个细的电丝，利用它的热效应来加热。这种能量的获得可以从摩擦生磁、磁生电实现，也可以直接由电能提供。因此，冬天的老年人，尤其是北方的，可以穿上插頭式的电热衣御寒，避免了空调的高功率用电，节约了能量;年轻爱美的人可以穿上利用摩擦生磁、磁生电这种方式的电热衣保暖，可以避免穿厚厚的衣服而带来的诸多不便，更加体现年轻风茂;登南极闯北极的科考人员穿上它则不必为天气环境恶劣，衣服穿多行动不便而苦恼。