0360104電與磁的奇妙世界

01指北針與地磁

 

       生活中我們常利用指北針來指引方向,為什麼指針會固定指向南、北方位呢?

好像有一股隱形的力量在吸引指針。

指北針的指針是什麼材質做的?

 有可能是磁鐵做的。

用什麼方法可以判斷?

進行以下操作,拿磁鐵靠近指北針試試看。

 

將指北針平放在桌上,分別拿磁鐵的N極或S極,靠近靜止的指北針,觀察看看有什麼現象。

如果磁鐵靠近指北針

N極會吸引指針末端,表示指針末端是S極。

S極會吸引指針尖端,表示指針尖端是N極。

 

用兩個磁鐵的N極互相靠近及一個磁鐵的S極與另一個磁鐵的N極互相靠近的情形進行比較。

如果磁鐵互相靠近

同極會相斥。

異極會相吸。

 

討論

1.磁鐵N極和S極分別靠近指北針的指針會怎樣?

拿磁鐵N極靠近指北針的指針,會將指北針的指針尖端推開(同極相斥)。

拿磁鐵S極靠近指北針的指針,會將指北針的指針尖端吸引過來(異極相吸)。

2.這樣的結果顯示指北針的指針可能是什麼材料製作的?

磁鐵的同極(N極和N極、S極和S極)靠近時會互相排斥,不同極(N極和S極、S極和N極)靠近時會互相吸引,因此指北針的指針是磁鐵製成的。

 

 指北針的指針具有磁性,當磁鐵靠近指針時,會產生同極相斥、異極相吸的現象。

Q:為什麼可以判斷指北針的指針是磁鐵?

A:因為當磁鐵靠近指北針時,發現磁鐵的兩端分別吸引指針的兩端,與兩根磁鐵互相靠近的例子相似,因此判斷指北針的指針是磁鐵製成的。

Q:有哪些方法也可以證明指北針的指針是磁鐵呢?

指北針靜止時會指向南北,可以用這個方法來驗證。

拿一個磁鐵模擬指北針的指針轉動情形,看它靜止時N極會不會也指向北方?

實際實驗做做看。

 

用棉線和長尾夾將磁鐵吊起來,使其自由旋轉。

用棉線和長尾夾將磁鐵吊起,並使左右兩邊達到平衡,懸空靜止後,會發現磁鐵棒會指向南北。

把磁鐵連同小紙盤放入水盆,使其自由旋轉。

磁鐵棒平放在水面的小紙盤上,靜止時,磁鐵棒會指向南北。小紙盤也可以用培養皿等輕和可浮在水面的器皿替代。

還有其他方法嗎? 

可以把磁鐵棒黏在塑膠試管上,再讓試管可以自由旋轉,看靜止時試管上的磁鐵棒會不會指向南北。

 

地磁和指北針的原理

    地球的內部就好像有一個大型的磁鐵,也有N極和S極,所產生的磁場就稱為「地磁」。地磁的N極靠近地理南極,地磁的S極靠近地理北極。

   指北針的指針具有磁性,指針尖端是N極,另一端是S極。磁鐵具有異極相吸的特性,因此指針尖端(N極)才會受到位在地球北方的地磁S極吸引而指向北方。

    指北針的指針和懸掛的磁鐵,一樣都會受到地磁的影響,產生互相吸引或排斥的現象,因為指北針是磁鐵做的。

 

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