磁性材料 知识点

1.物体磁性的变化
(1)磁化
物体与磁铁接触后显示出磁性的现象。
(2)退磁
由于高温或受到剧烈的震动使有磁性的物体失去磁性的现象。
2.磁性材料的应用
(1)根据铁磁性材料被磁化后撤去外磁场时剩磁的强弱,把铁磁性材料分为硬磁性材料和软磁性材料。
(2)根据实际需要可选择不同材料
永磁铁要有很强的剩磁,所以要用硬磁性材料制造;电磁铁需要通电时有磁性,断电时失去磁性,所以要用软磁性材料制造。

磁性材料 知识点题库

阅读短文,回答问题:

巨磁电阻效应

1988年阿尔贝•费尔和彼得•格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”.

格林贝格尔发现,并非任意两种不同种金属的三层复合膜都具有“巨磁电阻效应”.三层膜中,只有两侧是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,中间一层是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”.

用R0表示未加磁场时复合膜的电阻,R表示加入磁场后复合膜的电阻.实验测得,铁、铬组成复合膜的与磁场强度的关系如图乙所示.三条图线中铁膜层的厚度均是3nm,图线1、图线2和图线3中铬膜层的厚度分别是1.8nm、1.2nm和0.9nm.

1994年IBM公司利用“巨磁电阻效应”,研制出“新型读出磁头”,用于家用计算机的硬盘中.这种磁头将磁场对复合膜阻值的影响转换成电压的变化来读取信息.

  1. (1) 以下三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是   .

    A.铁/钴/铁   B.钴/铜/钴   C.金/铝/金  D.铜/铁/铜

  2. (2) 图乙中所加磁场强度逐渐增强时,图线3对应复合膜的阻值的变化情况是 

  3. (3) “新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为电信息.该转化过程 (是/不是)利用电磁感应原理.

  4. (4) 图乙中当磁场强度是20单位时,下列分析正确的是   

    A.图线1的阻值最大               B.图线3的阻值最大

    C.图线1的阻值变化最显著         D.图线3的阻值变化最显著

  5. (5) 图丙中“A…E”是家用计算机硬盘某磁道.铁、铬复合膜的“新型读出磁头”中电流I保持恒定.磁头从左向右匀速经过该磁道的过程中,磁头两端电压U变化情况如图丁所示.如果用1表示有磁区域,0表示无磁区域,则用1和0表示图丙中ABCDE是 

阅读《磁致冷》.

磁致冷

中国科技馆“挑战与未来”展厅有一件展品叫“磁致冷”,如图1所示.当转动手轮,磁体(磁致冷材料)进入或离开磁场时,观察到温度计的示数会发生变化.为什么会有这种现象呢?

在20世纪20年代末,科学家们发现了磁性物质在磁场作用下温度能够升高的现象,这种现象叫磁热效应,磁致冷就是利用磁性材料所具有的磁热效应来致冷的.如图2所示,当磁致冷材料被等温磁化时,能够向外界放出热量,使外界环境温度升高.而绝热退磁时又从外界吸收热量,使外界环境温度降低,从而达到制冷的目的.


磁致冷材料使用无害、无环境污染的稀土材料作为制冷物质,若能取代目前大部分制冷电器所使用的氟利昂制冷剂,就可以消除由于生产和使用氟利昂类制冷剂所造成的环境污染和对大气臭氧层的破坏,具有显著的环境和社会效益,因而被誉为绿色制冷技术.又因为低温磁致冷装置具有小型化和高效率等独特优点,所以其在生产、生活、科技等众多领域都有很广阔的发展前景.

许多科学家和工程师对具有磁热效应的材料、磁致冷技术及装置进行了大量的研究开发工作.到目前为止,20K以下的低温磁致冷装置在某些领域已实用化,而室温磁致冷技术还在继续研究攻关,目前尚未达到实用化的程度.

请根据上述材料,回答下列问题:

  1. (1) 磁致冷就是利用磁性材料所具有的来致冷的.
  2. (2) 如图1所示的科技馆的“磁致冷”展品中,转动手轮,当磁体退出磁场时,测量环境温度的温度计示数会. (选填“升高”、“降低”或“不变”)
  3. (3) 根据你的想象,描述出磁致冷技术具有的发展前景.(写出一条即可)
如图所示四幅图中,能够说明物质具有磁性的是(       )
A . B .      C . D .
下列物体能被磁铁吸引的是(   )
A . 橡皮擦 B . 塑料三角板 C . 木炭 D . 铁钉
关于材料和信息技术,下列说法正确的是(    )
A . 铜、铁、铝都是磁性材料,可以被磁化 B . 玻璃、橡胶制品在常温下是导体 C . 光缆通信中光在光纤里一直沿直线传播 D . 北斗卫星导航系统通过电磁波提供定位服务
磁性材料的应用——录音

    铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或与它接触时,它便有了吸引钢铁的性质,也是被磁化了。软铁磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料。而钢等物质在磁化后,磁性能够保持,称为硬磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音、图像等信息。如图所示,录音机的磁带上就附有一层由磁性氧化物或合金薄膜而成的磁性材料小颗粒。录音时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场。磁带滑过时,磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息。

    磁性材料的应用很广泛,可用于电声、电信、电表、电机中,还可作记忆元件、微波元件等。可用于记录语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡等。磁性材料从材质和结构上讲,分为“金属及合金磁性材料”和“铁氧体磁性材料”两大类,铁氧体磁性材料又分为多晶结构和单晶结构材料。

  从应用功能上讲,磁性材料分为:软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等等种类。软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料中既有金属材料又有铁氧体材料;而旋磁材料和高频软磁材料就只能是铁氧体材料了,因为金属在高频和微波频率下将产生巨大的涡流效应,导致金属磁性材料无法使用,而铁氧体的电阻率非常高,将有效的克服这一问题、得到广泛应用。

 请根据上述材料,回答下列问题:

  1. (1) 磁带上的记录了声音、图像等信息。
  2. (2) 请根据你的阅读,提出一个物理问题,并回答。

    示例:什么是磁化?

    解答:使没有磁性的物体获得磁性的过程。

    问题:

    解答:

一天小明同学在炉子旁边,不小心将一包铜钉和一包铁钉混在一起了,他找来一条形磁体很快将它们分离出来了,他突然想到,如果将磁铁放入火中烧红后,还能将铜钉和铁钉分离吗?他将磁体烧红后,去靠近铜钉和铁钉,发生的现象如图甲所示,他还发现,待到磁铁的温度降下来后,磁体仍能将铁钉吸起来,如图乙所示

  1. (1) 根据小明同学的探究过程,可得出的实验结论是
  2. (2) 科学家把磁体和磁石完全消失磁性的温度称为“居里温度”,钢铁的“居里温度”为770 ℃,不同金属的“居里温度”不同,当磁体的温度低于它们的“居里温度”时,它们又可以恢复磁性,磁体的这一特性在我们实际生活中也得到了应用。请列举一事例。
如图所示,某物理小组在用做条形磁体“吸附”能力实验时,用酒精灯给条形磁体加热一段时间后,发现大头针纷纷下落。请根据这一现象提出一个可探究的科学问题:

下列物品中,能被磁铁吸引的是(   )
A . 橡皮擦 B . 铁钉 C . 塑料尺 D . 铜钥匙
在中国科技馆“探索与发现"”展厅里,有一件十分神奇的展品—磁液宝塔,如图甲所示。磁液是一种具有磁性的液体,它既具有液体的流动性,又具有固体磁性材料的磁性。磁液槽中有三个圆锥体,当用手转动展台下方的手柄时,磁液就会沿圆锥体爬升,手柄转动速度越大,磁液爬升的速度也越大,如图乙所示。手柄停止转动后,爬上圆锥体的磁液会落回磁液槽。

请根据以上介绍,从力学或电磁学角度提出一个物理问题,并用所学的物理知识进行解释。

阅读《磁记录》并回答问题。

磁记录

铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或者与它接触时,它便有了吸引钢铁的性质,也就是被磁化了。软铁磁化后磁性很容易消失,称为软磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体,还可以用来记录信息。

录音机的磁带上就附有一层磁性材料制成的小颗粒(磁粉)。

录音时,声音先在磁头线圈中转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场。磁带划过磁头时,记录了一连串有关磁性变化的信息,如图所示。

放音时,磁带贴着放音磁头运动,磁性强弱变化的磁带使磁头线圈中产生变化的电流,电流经放大后使扬声器发声,这便“读”出了录音带中记录的信息。

  1. (1) 关于磁性材料的应用,以下判断中正确的是____
    A . 磁带上的磁粉用的是软磁性材料 B . 存折上的磁条用的是软磁性材料 C . 电磁铁上的铁芯用的是软磁性材料 D . 卡式车票的磁条用的是软磁性材料
  2. (2) (多选)关于录音机的录音过程和放音过程,以下说法中正确的是___
    A . 录音时磁带使磁头线圈中产生感应电流 B . 放音时磁带使磁头线圈中产生感应电流 C . 录音时磁粉被磁头线圈中的电流磁化 D . 放音时磁粉被磁头线圈中的电流磁化
关于磁现象,下列说法正确的是(  )
A . 铜、铁、铝和磁体靠近时,都会受到磁力的作用 B . 磁场对放入其中的磁性物体有力的作用 C . 在磁体周围撒铁屑,可通过铁屑判断磁体周围的磁场方向 D . 小磁针放入磁场中静止时,N极所指方向为该点的磁场方向
纳米陶瓷作为新材料应用广泛,它具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、防渗透、无磁性等特点,下列选项中不能使用纳米陶瓷材料的是(   )
A . 切割金属的刀具 B . 装烧碱的容器 C . 乘坐公交用的IC卡 D . “C919”客机的外表涂层
阅读短文,回答文后问题:

电磁炉是加热、烹调食物的家用电热炊具。它具有无明火加热,热效率高的特点。

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图甲为一种常见的电磁炉,图乙是原理示意图。它主要由线圈、铁芯、石英玻璃灶面、金属锅体、工作电路和控制电路等组成,线圈绕在铁芯上,电磁炉工作电路中的主要器件是变换器,它能变换交流电和直流电。

电磁炉工作时,变换器将家庭电路交流电变换成直流电,再逆变成高频交流电流过线圈,线圈产生变化的磁场,该变化的磁场在锅体的锅底形成感应电流而发热。锅底产生的感应电流具有邻近效应,即锅底靠近线圈时,锅底的感应电流最大,且感应电流随锅体离线圈距离增大面显著减小。

在电磁炉上使用的锅体担负着能量转化的任务,故对锅体的材料有一定的要求,一般采用磁性的金属材料制成。

  1. (1) 下列材料适宜制作电磁炉的烹饪锅的是(______)
    A . B . C . D . 陶瓷
  2. (2) 电磁炉在使用时,锅底内能增大是通过(做功/热传递)方式实现的。
  3. (3) 电磁炉的工作过程中没有运用的工作原理是(______)
    A . 电流的磁效应 B . 磁场对电流的作用 C . 电磁感应原理 D . 焦耳定律
如图1所示,2018年5月23日中央新闻报道,我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功,时速可达16公里以上,列车由于车体与轨道不接触、无摩擦,具有噪音低损耗小、易维护等优点,被誉为“零高度飞行器”。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。

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  1. (1) 磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体,并使它们的同名磁极相互,车体与轨道不接触,无摩擦,列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰,避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
  2. (2) 如图2所示,列车站台设计成中间高两边低的原因是:进站时列车由于惯性要保持原来的运动状态冲上站台;从能量转换的角度来说,当列车出站时从高度较高的地方下行,它的,不用消耗过多的电能或化学能等能量。
  3. (3) 如图3所示,当列车进站时,乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是
  4. (4) 小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去,则列车相对于地面正在向行驶。
如图所示,弹簧测力计下吊着一个小铁球,小球正下方水平放置一个条形磁铁,小球与磁体左端相齐。将条形磁体水平向左缓慢移动至右端与小球对齐。在这个过程中,小球始终处于条形磁铁的正上方,则弹簧测力计的示数变化情况是(   )

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A . 逐渐变大 B . 逐渐减小 C . 先变小后变大 D . 先变大后变小
如图所示是我国开始启动研制的一款高速飞行列车,时速可达4000km/h。它利用同名磁极相互的原理使得列车脱离地面,在低压真空仓内高速飞行,在真空仓的上表面分布有由(填“半导体”或“超导体”)材料制成的硅光电池板,将光能转化为为列车提供动力能源、硅光电池板产生的电能属于(填“一次”或“二次”)能源。

下列有关材料的说法正确的是(   )
A . 航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料 B . 温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响 C . 铁钉、钢针、铝板都能被磁体吸引 D . 光导纤维是用金属铜制成的
阅读下面两则材料,回答对应的问题

材料一:巨磁效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度,从而引了了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性的示意图,图中GMR是巨磁电阻。

  1. (1) 如果先闭合 , 再闭合 , 指示灯的亮度(变亮、变暗、不变);
  2. (2) 闭合后,向(左、右)调节滑片P,会发现电压表的示数变小;如果此过程中,电压表的示数是由3V变成2V,且通过指示灯的电流在之间变化,则灯泡的电阻是 , 指示灯所在电路电源电压是(忽略灯丝电阻的变化)。
  3. (3) 材料二:双触点干簧管是一种磁控开关,结构如图1所示,其外壳是一只密封的玻璃管,管内充有某种惰性气体,并装有A、B和C三块簧片,A的端点与C的端点是固定端点,B的端点是自由端点,正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触,当绕在干簧管上的线圈通电时,B与A的端点分开,并与C的端点接触。

    请回答下列问题:

    簧片A、B和C所对应的材料可能是____。

    A . 铁、铁、铜 B . 铜、铝、铁 C . 铜、铁、铁 D . 镍、铁、铝
  4. (4) 如图3所示,请将电路连接完整,要求闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电。
我国古代四大发明对世界文明发展做出了重要贡献,其中利用磁性材料特性的是(   )
A . 指南针 B . 火药 C . 造纸术 D . 印刷术