第五节 磁介质铁磁材料(课件)-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版电工电子类）

第五节 磁介质铁磁材料 主题六 磁场及其应用 主题一 运动和力 主要内容 磁化 磁介质 铁磁材料 1 2 3 磁记录 4 本节我们要学习的主要内容。 情境与问题 上海磁悬浮列车 磁悬浮列车是一种新型轨道交通工具，它利用电磁力将列车悬浮于轨道之上，实现列车和轨道的无接触悬浮行驶。 早在2000多年前，我们的祖先就发现了天然的磁铁矿石具有磁性。除了天然矿石外，我们还有什么办法得到磁性材料呢？ 磁悬浮技术中需要大量的磁体，这些磁体都是由什么材料构成的呢？ 将螺丝刀与磁铁接触，然后再用螺丝刀接触小螺丝，如图所示。发现螺丝刀也具有了磁性。 使螺丝刀具有磁性 螺丝刀为什么会具有磁性呢？ 【观察与体验】螺丝刀的磁化 【思考与讨论】 01 PART 01 磁化 磁化 像螺丝刀这样，在外磁场作用下表现出磁性的现象称为磁化。将铁棒放在一个永久磁铁的磁极附近，铁棒会显示出磁性，靠近磁极的一端出现异名磁极，远端出现同名磁极。这就是磁化。除永久磁铁外，电流产生的磁场也能使铁块发生磁化。 磁化 磁化现象在生活中有很多的应用。例如一种称为干簧管的磁控开关，它的工作就利用了介质的磁化原理。 干簧管对电路的控制 如图所示，将干电池、小电珠和干簧管按照电路图连接好。不加磁场时发现小电珠不亮；将条形磁铁按如图所示的方式靠近干簧管，发现小电珠被点亮。 【观察与体验】干簧管对电路的控制 干簧管是如何控制电路的？ 磁化 如图所示，干簧管的中间有一对簧片。簧片被密封于玻璃管中，玻璃管中充有惰性气体。两个簧片的触点部之间留有微小间隙。不加磁场时，两个触点不接触，处于断开的状态；而当有磁铁或通电线圈靠近干簧管时，两个触点部的簧片由于被磁化而相互吸引，电路就闭合了。 干簧管的结构示意图 【观察与体验】干簧管对电路的控制 磁化 有的时候，磁化现象也会对我们的生活产生不利的影响。例如，机械手表被磁化后走时会不准，彩色电视机的显像管被磁化后图像会发生失真等，应尽量避免。 【思考与讨论】 什么样的介质会被磁化呢？ 磁化 02 PART 02 磁介质 磁介质 像螺丝刀那样，在外磁场中会被磁化，并对磁场有影响的物质称为磁介质。实验表明，任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。也就是说，所有的物质都是磁介质。 磁介质 其中，顺磁性物质和抗磁性物质对外磁场的响应较弱，被称为弱磁性物质，而铁磁性物质在外磁场中会被强烈磁化，从而大大增强空间的磁场，属于强磁性物质。我们通常所说的磁性材料是指强磁性物质，以铁磁材料为主。 那么常见的铁磁材料有哪些呢？ 根据在外磁场中表现出的特性，可将磁介质粗略地分为三类： 顺磁性物质，抗磁性物质，铁磁性物质。 03 PART 03 铁磁材料 铁磁材料 按照化学成份的不同，铁磁材料主要可以分为两大类：金属磁性材料和铁氧体磁性材料。 （a） （b） 图6-5-5金属磁性材料和铁氧体磁性材料 金属磁性材料包括金属、合金以及金属间化合物，常见的有硅钢（Si-Fe合金，图6-5-5a）、坡莫合金（Ni-Fe合金）等。铁氧体磁性材料，主要指以氧化铁为主要成分的磁性氧化物（图6-5-5b），常见的有锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。 铁磁材料 将小铁棒的一端与条形磁铁接触，另一端靠近铁屑，发现铁棒能够吸引铁屑，移走条形磁铁，观察铁屑的变化。 【观察与体验】比较铁棒和钢棒的磁化现象 把铁棒换成钢棒，重复上面的实验，现象有何不同？ 铁磁材料 按照磁化后去磁的难易程度不同，铁磁材料可大致分为软磁材料和硬磁材料。 软磁材料 剩磁弱，容易被磁化也容易去磁，适用于需要反复磁化的场合，如图中干簧管的簧片、半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、以及变压器、电磁铁的铁心等都属于软磁材料。 硬磁材料 需要较强的外磁场作用才能被磁化，但剩磁强，不易退磁，并能经受一定程度的干扰。磁电式仪表、扬声器、话筒、电动机等设备中使用的永磁体都属于硬磁材料。 扬声器中的硬磁性材料 铁磁材料 电磁锁示意图 电磁锁中的磁性材料应采用软磁材料还是硬磁材料？ 根据使用的要求，所选的材料应在通电时被磁化以产生吸力锁门，而在断电时应去磁，使门打开，属于需要反复磁化的情况，宜采用软磁材料。若采用硬磁材料，由于其剩磁较强，可能在断电后还保留有较强的磁性，门就无法打开了。 铁磁材料 钕铁硼永磁体 稀土永磁材料具有优异的磁性能，例如产生相同的磁场，需要烧结的钕铁硼磁体的体积远小于普通的金属永磁材料，而且力学性能好，价格低，特别有利于仪器的小型