2.5 磁性材料
[学习目标定位] 1.知道磁化、退磁现象，知道什么是铁磁性物质、硬磁性材料和软磁性材料.2.理解铁磁性材料磁化过程.3.探究铁磁性物质磁化和退磁的方法.4.知道磁记录的过程.5.了解磁现象在生活和生产中的应用及与磁相关的现代技术的发展．
一、磁化与退磁
1．磁化
某些钢铁物体，与磁铁接触后就会显示出磁性，这种现象叫做磁化．例如钢钉、小刀、螺丝刀等与磁铁摩擦后能显示磁性．
2．退磁
原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用，就会失去磁性，这种现象叫做退磁．
3．铁磁性物质
铁、钴、镍以及它们的合金，还有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物质强得多，这些物质叫做铁磁性物质，也叫强磁性物质．
二、磁性材料的发展和磁记录
1．磁性材料的发展
(1)19世纪末，随着电力应用技术的出现，磁畴的设想在20世纪初提出来，而后得到证实．
(2)20世纪30年代，硬磁性材料的市场迅速扩大，在电话、扬声器、发电机和电动机，以及仪表制造业中，都需要磁性材料．科技人员利用科学技术合成新材料，降低了材料的成本，也为电器、仪表的小型化创造了条件．
(3)第二次世界大战以后，铁氧体得到研究和应用．
(4)1978年合金磁粉研制成功，磁记录技术得到发展．
2．磁记录
银行、邮政、公交及其他许多机构发行的磁卡，其背面的磁条里记录着持卡人的账号等信息．录音机和录像机上用的磁带、电子计算机上用的磁盘，都含有磁记录用的磁性材料．
3．地球磁场留下的记录
(1)大约每过100万年，地磁场的南北极就会完全颠倒一次．
(2)证实了洋底扩张、大陆漂移和地壳板块结构等学说.
一、磁化和退磁
[问题设计]
1．将螺丝刀的刀口在条形磁铁的一段擦拭几次，再靠近曲别针(或小螺丝)，有何现象发生？为什么铁磁性物质磁化后能有很强的磁性？永磁体和电磁铁分别要用什么材料制造？
4
答案 螺丝刀吸引曲别针(或小螺丝)，螺丝刀被磁化，可以吸引铁、钴、镍等磁性物质．
铁磁性物质的结构与其他物质有所不同，物质是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成．电子绕核旋转，这就相当于一个小磁体，称之为磁畴．磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱无章地混在一起，各个磁畴的作用在宏观上互相抵消，在宏观上物体对外不显磁性．磁化过程中，由于外磁场的影响，磁畴的磁化方向有规律地排列起来，使得磁场大大加强．
有些铁磁性材料，在外磁场撤去以后，各磁畴的方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，这样的材料叫做硬磁性材料．有的铁磁性材料，外磁场撤去以后，磁畴的磁化方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料．永磁体要有很强的剩磁，所以要用硬磁性材料制造．电磁铁要在通电时有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造．
2．将条形磁铁、曲别针、细线、铁架台(含铁夹)、蜡烛、火柴、方木块等按如图1所示进行安装，使系在细线下端的曲别针被磁铁吸引在空中．在曲别针的正下方放上点燃的蜡烛，给曲别针加热，过一段时间会有什么现象发生？为什么？
图1
答案 曲别针不受磁铁的吸引，细线回到竖直方向．因为曲别针温度升高，磁畴被破坏，因此不受磁铁的吸引．
[要点提炼]
1．磁性材料及分类
(1)所有物质都能在一定程度上被磁化，但只有一部分物质能明显被磁化，磁化后的磁性比其他物质强得多，这样的物质叫做铁磁性材料．
(2)铁磁性材料有铁、钴、镍以及它们的合金和一些氧化物．
(3)硬磁性材料和软磁性材料
①磁性材料被磁化，然后撤去外磁场，此时物体仍然具有的磁性叫做剩磁．
②剩磁很强的材料叫做硬磁性材料．
剩磁很弱的材料叫做软磁性材料．
③硬磁性材料可用来制造永磁体．
软磁性材料可用来制造电磁铁的铁芯等．
2．磁化与退磁
磁化：物体与磁铁接触后显示出磁性的现象．
退磁：原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用，失去磁性的现象．
二、磁记录
[问题设计]
以下用途的物体应该用硬磁性材料还是软磁性材料制造？
1．录音机磁头线圈中的铁芯
2．录音机、录像机上用的磁带
3．电脑用的磁盘
4．电铃上的电磁铁铁芯
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答案 1.软磁性材料；2.硬磁性材料；3.硬磁性材料；4.软磁性材料．
[要点提炼]
1．磁记录：磁能记录声音、动作、文字等，而且还可以用记忆棒、光盘等载体传递信息．
2．原理：通过把声音、图象或其他信息转变为变化的磁场，使磁带、磁卡磁条上的磁粉层磁化，于是就在磁带或磁卡上记录下与声音、图象或其他信息相应的磁信号．
3．意义：磁记录是信息存储技术发展中的一个里程碑，是信息记录的重要方式之一．它极大地方便了人们的生活，在一定程度上改变了人们的生活方式．
4．地球磁场留下的记录
(1)岩石中记录了岩石形成时地球磁场的信息．
(2)地球磁场的强度和方向随时间的推移在不断改变．
(3)大约每过100万年左右，地磁场的南北极就会完全颠倒一次．
[延伸思考]
磁卡、磁带等磁记录用品不能放在强磁体附近，也不宜长时间放在手机、电视机附近，为什么？
答案 磁卡、磁带等磁记录物体是利用磁化信息来记录其他信息，靠近强磁体会使磁化信息变化，使存储的信息丢失．手机、电视机等电子产品内都有磁体，若长期与磁卡等接近也可能破坏磁记录的信息．
一、磁化和退磁
例1 如图2所示，把磁铁的N极靠近铁棒时，发现旁边的小磁针的S极被铁棒吸过来，这是由于( )
图2
A．铁棒在磁铁的磁场中被磁化了
B．铁棒对磁场有传导作用
C．铁棒内磁畴的磁化方向杂乱无章
D．铁棒内的磁畴有规律地排列起来
解析 由磁体间的相互作用和磁化的知识可判定A、D正确．
答案 AD
针对训练 一块磁铁从高处掉到地上，虽然没有断，但磁性变弱了，这是因为( )
A．磁铁被磁化了 B．磁铁因剧烈震动而退磁了
C．磁铁是非磁性物质 D．磁铁是软磁性材料
答案 B
二、磁记录
例2 银行、医院、公交公司等机构发行的磁卡，都是利用磁性材料记录信息的．关于磁卡的使用和保存，下列做法不合适的是( )
A．用软纸轻擦磁卡 B．用磁卡拍打桌面
C．使磁卡远离热源 D．使磁卡远离磁体
解析 磁体在高温或猛烈敲击下，即在剧烈的热运动或机械运动影响下，磁体磁性会消失，所以磁卡在使用和保存时不能用磁卡拍打桌面．
答案 B
针对训练 为保护好磁卡或带有磁条的存折上的信息，以下做法不正确的是( )
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A．放在易摩擦的地方 B．放在远离强磁场的地方
C．放在强电流附近 D．与磁铁放在一起
答案 ACD
1．(磁性材料)把一根条形磁铁从中间切断，我们将得到( )
A．一段只有N极，另一段只有S极的两块磁铁
B．两段均无磁性的铁块
C．两段均有N极和S极的磁铁
D．两段磁极无法确定的磁极
答案 C
2．(磁化的特点)如图3所示，将条形磁铁的S极靠近铁棒时，铁棒被磁化了，请标出被磁化了的铁棒的磁极．
图3
答案 如图所示：
3．(磁化的原因)关于磁性材料被磁化的原因，下列说法中正确的是( )
A．磁性材料被磁化时，各磁畴的磁化方向不同
B．磁性材料被磁化时，磁畴的磁化方向有规律地排列起来
C．磁化越厉害，磁畴的磁化方向趋向一致的程度越高
D．磁化前，磁性材料中几乎没有磁畴
答案 BC
4．(磁记录)关于磁记录的利用，下列说法正确的是( )
A．磁记录是信息记录的重要方式
B．录音机录音时，声音信号先转化为电信号，再通过磁头使磁带上的磁粉磁化，从而把声音信息记录在磁带上
C．磁带、磁盘、磁卡都是用磁信息记录其他信息的
D．电脑工作时只是用磁来记录信息
答案 ABC
解析 电脑工作时用光盘和硬盘来记录信息时都不是磁记录，只是用软盘(磁盘)时是磁记录.
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