華慶富
光可以在水中傳播,聲音也能夠在水中傳播,而且這兩種傳播現(xiàn)象的效果還是很好的。由此我們不禁也有了這樣的疑問:磁場(chǎng)能不能也像聲音和光一樣可以輕松地涉水而過?實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),還是讓實(shí)驗(yàn)來回答我們吧!
一、實(shí)驗(yàn)器材
兩個(gè)滑輪,一根細(xì)線,一根條形磁鐵,一枚小鐵釘,一個(gè)鐵架臺(tái),一個(gè)燒杯和適量的清水。
二、實(shí)驗(yàn)步驟
我們可以利用上面的這些器材設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。
1.在燒杯底放一枚小鐵釘,緩慢釋放繩子,把綁著的磁鐵緩慢下放,讓磁鐵逐漸靠近小鐵釘,在小鐵釘剛能被吸起的瞬間停止下放,且在繩子末端所對(duì)應(yīng)的支架處做好標(biāo)記(圖中A點(diǎn))。
2.拉動(dòng)繩子提起磁鐵,把小鐵釘從磁鐵上取下,準(zhǔn)確地放回杯底原位置。
3.往燒杯內(nèi)倒入適量水后,緩慢下放磁鐵浸入水中,當(dāng)小鐵釘剛能被吸起時(shí)停止下放。
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
因?yàn)閮纱涡¤F釘都能夠被吸起,所以我們說磁場(chǎng)能夠涉水而過,磁場(chǎng)能夠在水中存在。
四、實(shí)驗(yàn)思考
1.本題要探究磁場(chǎng)能否在水中傳播,應(yīng)該采取控制變量法:即控制其他因素都不變,只改變水的有無,分別完成一次沒有水,一次有水時(shí)的探究實(shí)驗(yàn)。所以該實(shí)驗(yàn)中,控制不變的因素有:①磁鐵是同一根磁鐵;②小鐵釘是同一枚小鐵釘;③小鐵釘在杯底的位置要相同。
2.因?yàn)榈谝淮螌?shí)驗(yàn)是在小鐵釘剛能被吸起的瞬間停止磁鐵下放,所以第二次實(shí)驗(yàn)也應(yīng)當(dāng)在小鐵釘剛能被吸起時(shí)停止磁鐵下放。
3.選用小鐵釘而不是鋼釘?shù)脑蚴乔罢呤菚簳r(shí)磁體(也叫軟磁體),后者為永磁體(也叫硬磁體)。在人造磁體里有永磁體和暫時(shí)性磁體兩大類。鋼是硬磁性材料,一旦被磁化,磁性將長(zhǎng)期保持,所以用鋼制成的磁體是永磁體;鐵是軟磁性材料,磁化后過一段時(shí)間磁性會(huì)消失,所以用鐵制成的磁體是暫時(shí)性磁體。本實(shí)驗(yàn)中我們要求被吸引的磁性材料被磁化后要很快失去磁性,否則會(huì)影響下一次實(shí)驗(yàn)的效果,所以我們選用了小鐵釘這類磁化后只是暫時(shí)磁體的磁性材料作為被磁鐵吸引的物體。
4.如果這兩次實(shí)驗(yàn)繩子末端所到達(dá)的位置不變,則說明磁場(chǎng)可以在水中傳播,但是水對(duì)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱沒有影響;如果兩次繩子末端所到達(dá)的位置改變了,則說明磁場(chǎng)可以在水中傳播,但是水對(duì)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果是,磁鐵在水中吸起小鐵釘時(shí),繩子末端的位置稍稍比在空氣中時(shí)高一點(diǎn)點(diǎn)。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果呢?有兩種可能:其一,可能是水對(duì)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱影響比空氣要強(qiáng);其二,可能是水對(duì)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱基本沒有影響,但小鐵釘在水里會(huì)受到浮力,所以磁鐵可以在稍稍高一點(diǎn)的地方吸引起小鐵釘,但是因?yàn)樾¤F釘所受浮力非常小,所以高出的距離也非常小,可以忽略不計(jì)。所以,磁場(chǎng)可以在水中傳播,并且水對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的影響可以忽略。
5.控制變量法是初中物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常采用的一種方法,同學(xué)們一定要掌握這種方法,并能用這種方法解決一些探究性問題。
(編輯 孫世奇)