一条磁铁磁性强弱与什么有关(如果磁铁不停地对外做功)
问题本身其实是对磁铁的误解。
磁铁可以做功,但在做功的过程中并不会消耗自己的磁性。磁铁看起来有些魔幻,但实际上并不神秘,原理与弹簧很相似,磁铁的磁性只不过是储蓄释放能量的一种渠道而已。
比如说,把一个东西放入磁场中,这个东西具备的能量并不是由磁场提供的,而是由把那个东西放入磁场的力提供的。
弹簧也是一样,弹簧被压缩后储存能量,释放之后就会释放能量。
那么磁铁的磁性是如何产生的呢?
磁性的本质在微观世界,磁体内部有很多微观单元(磁畴),这些微观单元磁场磁极的方向一致,就产生了磁性。
只要磁体内部的微小单元磁场不发生混乱,磁性就永远不会消失。
能够看出,磁性是磁体的一种内在属性,一直存在着,与做功与否无关。一块磁铁失去了磁场,不会因为做功,只会因为磁体内部微观磁畴发生无序性变化。
磁体的磁性与电磁场并不一样,电磁场需要电流维持磁场,所以,只要磁场不输出能量(做功),电能就不会损耗(完美情况下)。
如果没有能量输入,磁体也不会对外做功。比如说,一对排斥的磁体,必须有外力对抗排斥力推动其中一个磁体,之后才能做功。同样地,相互吸引的磁体,也必须有外力作用把两个磁体分开,重新释放后,才能做功让两磁体吸到一起。
比如上图,一个铁制扳手被磁铁吸引,其实是扳手之前被人为地放到与磁铁有一定距离的位置,这个人为过程中,扳手其实已经获得了磁场势能,扳手被吸引的过程就是势能的释放而已,对磁铁的磁性没有任何影响。
我们常见的电动机,也是利用磁场势能来提供动能的,消耗的是经过磁场的能量,而不是磁场本身。
所以,看起来很好玩的磁铁,磁性的消失与否与做功没有任何关系,磁性是磁铁的内在属性,就好比弹性是弹簧的内在属性一样,弹簧的弹性与做功与否也没有关系。
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