探究環形磁鐵的磁極

1 提出問題

眾所周知，條形磁鐵和蹄形磁鐵各有兩個小磁極（N極和S極）。那么，環形磁鐵有磁極嗎？若有，磁極是如何分布的呢？

2 猜想與假設

蹄形磁鐵是由條形磁鐵彎折而成的。按照安培的分子環流學說：它們都由磁分子定向排列形成磁極（如圖1所示）。組成環形磁鐵的材料和條形磁鐵相同，也由磁分子排列而成，應該有磁極！猜想幾種可能的磁極分布如圖2所示。

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3 設計方案，進行實驗

3.1 指向性實驗 如圖3所示將環形磁鐵用細線懸掛起來，看是否有指南北的特性。

現象：圖3甲所示沒有指向性；圖3乙示有指一定的向性，但沒有條形磁鐵那樣明顯，難以穩定地指南北。

結論：不能斷定有無磁極及磁極分布，必須進一步實驗。

3.2 鐵粉實驗 將環形磁鐵放入鐵屑中，再輕輕地抖動磁鐵，呈現圖4所示分布。

顯然有磁極。橫向分布可以排除，因磁鐵厚度不夠，還難以斷定軸向還是徑向分布。仍需進一步探究。

3.3 相互作用實驗 圖5所示實驗結果：只有相互排斥，不會相互吸引。由此可以排除徑向分布的可能！圖6實驗結果：證實了環形磁鐵的徑向分布。并且看到了磁懸浮現象。

3.4 南、北極的確定 因環形磁鐵的高度（厚度）一般較小，指向性實驗現象不明顯，難以斷定南、北極。圖7所示對小磁針的作用，圖8所示對通電直導線的作用，能確定環形磁鐵的南、北極。

4 結論與應用

由以上實驗可以確定：環形磁鐵和條形磁鐵一樣，有N、S兩個磁極。沿圓環的軸向分布，如圖8所示。

4.1 喇叭和話筒 都是利用線圈與環形磁鐵的磁場相互作用來工作的，如圖9所示。喇叭是將電能轉化為機械能，即線圈通以音頻電流時，磁場對電流有力的作用，使線圈振動，帶動振盆振動而發出聲音；話筒是將機械能轉化為電能，即聲音通過振膜使線圈振動，運動導體在磁場中會產生電流。

4.2 母子扣 男士手機皮套上的母子扣，如圖10所示，就是利用環形磁鐵磁極間的作用力，使用方便而又牢固。

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