一、引言：當(dāng)“吸鐵石”走進(jìn)生活——我們與磁性材料的日常相遇演講人01引言：當(dāng)“吸鐵石”走進(jìn)生活——我們與磁性材料的日常相遇02磁性材料的“基礎(chǔ)檔案”：從定義到分類的科學(xué)密碼03生活中的“磁”力劇場(chǎng)：從家居到科技的多維應(yīng)用04總結(jié)：磁，讓生活更“聰明”——從觀察到探索的科學(xué)精神目錄2025小學(xué)五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)磁性材料在生活中的應(yīng)用實(shí)例課件01引言：當(dāng)“吸鐵石”走進(jìn)生活——我們與磁性材料的日常相遇引言：當(dāng)“吸鐵石”走進(jìn)生活——我們與磁性材料的日常相遇各位同學(xué)，當(dāng)你們?cè)绯看蜷_(kāi)冰箱取牛奶時(shí)，有沒(méi)有注意過(guò)冰箱門上那枚貼著課程表的小磁貼？當(dāng)你們乘坐地鐵時(shí)，是否好奇過(guò)刷卡進(jìn)站時(shí)“滴”的一聲背后的科技？當(dāng)你們用耳機(jī)聽(tīng)音樂(lè)時(shí)，可曾想過(guò)那小小的揚(yáng)聲器里藏著怎樣的“磁力魔法”？這些生活片段中，都藏著同一個(gè)“主角”——磁性材料。作為一名從事科學(xué)教育十余年的教師，我常帶著學(xué)生在校園里尋找“磁的蹤跡”，從操場(chǎng)邊的籃球架固定扣到實(shí)驗(yàn)室的電磁秋千，磁性材料的應(yīng)用遠(yuǎn)比我們想象中更廣泛、更精彩。今天，我們就一起揭開(kāi)它的神秘面紗，從“認(rèn)識(shí)磁性材料”到“探索生活應(yīng)用”，開(kāi)啟一場(chǎng)“磁”力十足的科學(xué)之旅。02磁性材料的“基礎(chǔ)檔案”：從定義到分類的科學(xué)密碼磁性材料的“基礎(chǔ)檔案”：從定義到分類的科學(xué)密碼要理解磁性材料的應(yīng)用，首先需要明確它的科學(xué)定義與分類。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，磁性材料是指能對(duì)磁場(chǎng)作出響應(yīng)的材料，它們或能被磁鐵吸引，或能自身產(chǎn)生磁場(chǎng)，是現(xiàn)代科技中不可或缺的“功能型材料”。根據(jù)其磁性特征，我們可以將常見(jiàn)的磁性材料分為兩大類：1永磁材料：“永守磁力”的恒定者永磁材料，也被稱為“硬磁材料”，就像一塊“自帶磁場(chǎng)的小太陽(yáng)”，一旦被磁化，就能長(zhǎng)期保持較強(qiáng)的磁性。生活中最常見(jiàn)的永磁材料是鐵氧體磁鐵（比如冰箱貼、揚(yáng)聲器磁鋼）和稀土永磁材料（如釹鐵硼磁鐵，廣泛用于耳機(jī)、電動(dòng)車電機(jī)）。我曾帶學(xué)生拆解過(guò)一個(gè)廢舊的耳機(jī)，當(dāng)用螺絲刀輕輕撬開(kāi)外殼時(shí)，那枚銀色的小磁鐵立刻吸住了螺絲刀——這就是釹鐵硼永磁體的“威力”，它的磁性是普通鐵氧體的數(shù)倍，卻能做得更輕薄。2軟磁材料：“靈活多變”的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)者與永磁材料不同，軟磁材料的特點(diǎn)是“易磁化、易退磁”，就像磁場(chǎng)的“開(kāi)關(guān)”，需要時(shí)能快速響應(yīng)，不需要時(shí)又能“歸零”。典型代表是硅鋼片（變壓器、電機(jī)鐵芯的主要材料）和鐵鎳合金（用于精密儀器的磁屏蔽）。記得去年學(xué)校維修電路時(shí)，我?guī)W(xué)生觀察過(guò)變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：一疊疊薄如紙張的硅鋼片緊密排列，老師解釋說(shuō)，正是這些“軟磁高手”在交流電的作用下不斷“吸放”磁場(chǎng)，才實(shí)現(xiàn)了電壓的轉(zhuǎn)換——這讓孩子們直觀感受到“軟磁”的“靈活性”。03生活中的“磁”力劇場(chǎng)：從家居到科技的多維應(yīng)用生活中的“磁”力劇場(chǎng)：從家居到科技的多維應(yīng)用理解了磁性材料的分類，我們就能更清晰地觀察生活中的“磁應(yīng)用”。它們像隱藏的“科技小精靈”，滲透在衣食住行的每個(gè)角落，讓我們的生活更便捷、更智能。接下來(lái)，我們按“生活場(chǎng)景”劃分，逐一揭開(kāi)它們的“廬山真面目”。1家居場(chǎng)景：藏在細(xì)節(jié)里的“磁便利”家是我們最熟悉的環(huán)境，磁性材料在這里的應(yīng)用往往“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”，卻極大提升了生活效率。1家居場(chǎng)景：藏在細(xì)節(jié)里的“磁便利”1.1收納與固定：從冰箱貼到柜門磁扣最常見(jiàn)的當(dāng)屬磁性收納。冰箱門、廚房墻面、白板上的磁貼，利用永磁材料的吸引力，將便簽、照片、課程表“粘”在金屬表面，比膠水更靈活，比圖釘更安全。我女兒的房間里有一套磁性字母貼，她常用來(lái)拼單詞、編故事——這不僅是收納工具，更是學(xué)習(xí)玩具。更“隱形”的是柜門磁扣。傳統(tǒng)柜門用彈簧或插銷閉合，時(shí)間久了易松動(dòng)；而磁性門吸通過(guò)永磁體與金屬片的吸引，讓柜門輕推即閉，無(wú)聲且牢固。去年我家更換櫥柜門時(shí)，特意選擇了磁性門吸，半年過(guò)去仍“吸力不減”，女兒總說(shuō)“關(guān)門像變魔術(shù)”。1家居場(chǎng)景：藏在細(xì)節(jié)里的“磁便利”1.2廚房科技：電磁爐的“磁熱轉(zhuǎn)換”廚房中的“黑科技”——電磁爐，是軟磁材料與電磁感應(yīng)的“完美協(xié)作”。它的核心是線圈盤（由銅線圈繞制）和微晶玻璃板（下方的導(dǎo)磁基板）。當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)；導(dǎo)磁基板（通常為鐵磁性材料）在磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦流，渦流與材料內(nèi)部的電阻碰撞生熱，從而加熱鍋具。我曾用非磁性的鋁鍋?zhàn)鰧?shí)驗(yàn)，結(jié)果根本無(wú)法加熱——這驗(yàn)證了“只有導(dǎo)磁材料才能被電磁爐加熱”的原理，孩子們看了直感嘆“原來(lái)鍋也有‘磁身份’”。1家居場(chǎng)景：藏在細(xì)節(jié)里的“磁便利”1.3智能家電：磁控開(kāi)關(guān)的“靈敏守護(hù)”洗衣機(jī)、微波爐的“安全鎖”，其實(shí)也是磁性材料的“杰作”。以洗衣機(jī)為例，當(dāng)機(jī)蓋閉合時(shí)，機(jī)蓋上的永磁體靠近機(jī)身的磁敏傳感器（一種軟磁材料制成的開(kāi)關(guān)），傳感器檢測(cè)到磁場(chǎng)變化，觸發(fā)電路導(dǎo)通，洗衣機(jī)才能啟動(dòng)；若機(jī)蓋未關(guān)嚴(yán)，磁場(chǎng)信號(hào)缺失，電路斷開(kāi)，機(jī)器無(wú)法工作——這就是“磁控安全保護(hù)”。有次學(xué)生問(wèn)：“如果用磁鐵去干擾，機(jī)會(huì)不會(huì)亂？”我們當(dāng)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，用強(qiáng)磁鐵靠近傳感器，結(jié)果洗衣機(jī)誤判“機(jī)蓋已關(guān)”，但這也說(shuō)明磁性材料的應(yīng)用需要“精準(zhǔn)設(shè)計(jì)”，才能保證安全性。3.2交通出行：從地面到軌道的“磁動(dòng)力”出行是磁性材料的“大舞臺(tái)”，從自行車到高鐵，從汽車傳感器到磁懸浮列車，磁性技術(shù)讓交通更高效、更安全。1家居場(chǎng)景：藏在細(xì)節(jié)里的“磁便利”2.1汽車：藏在“鋼鐵之軀”里的磁傳感器現(xiàn)代汽車的“智能大腦”依賴大量磁性傳感器。比如，輪速傳感器（用于ABS防抱死系統(tǒng)）：它由永磁體、軟磁鐵芯和線圈組成，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒圈切割磁場(chǎng)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電腦通過(guò)電流頻率計(jì)算車速，從而控制剎車力度。我曾拆解過(guò)一輛舊車的輪速傳感器，學(xué)生們看著那枚小磁鐵和線圈，驚嘆“這么小的東西竟能管剎車”。再如油門位置傳感器，通過(guò)磁性材料的位移引起磁場(chǎng)變化，將油門踏板的位置轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元——這就是“踩油門”能精準(zhǔn)控制車速的秘密。1家居場(chǎng)景：藏在細(xì)節(jié)里的“磁便利”2.2軌道交通：磁懸浮列車的“懸浮奇跡”如果說(shuō)汽車中的磁性應(yīng)用是“隱形助手”，那么磁懸浮列車就是“磁科技”的“高光時(shí)刻”。以我國(guó)的中低速磁浮列車為例，它采用電磁懸浮（EMS）技術(shù)：列車兩側(cè)的懸浮電磁鐵（軟磁材料繞制線圈）與軌道下方的導(dǎo)磁鋼板相互吸引，產(chǎn)生向上的浮力，使列車懸浮于軌道上方10毫米左右；同時(shí)，直線電機(jī)（由永磁體和線圈組成）通過(guò)磁場(chǎng)的“推斥-吸引”作用推動(dòng)列車前進(jìn)。我曾帶學(xué)生參觀長(zhǎng)沙磁浮快線，當(dāng)列車“貼地飛行”時(shí)，孩子們摸了摸軌道，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有傳統(tǒng)鐵軌的“哐當(dāng)”聲——這正是磁性懸浮消除了輪軌摩擦的結(jié)果。1家居場(chǎng)景：藏在細(xì)節(jié)里的“磁便利”2.3日常騎行：電動(dòng)車的“磁動(dòng)力心臟”電動(dòng)車的核心部件——驅(qū)動(dòng)電機(jī)，本質(zhì)上是“磁場(chǎng)與電流的舞蹈”。以無(wú)刷直流電機(jī)為例，轉(zhuǎn)子（永磁體）與定子（線圈繞制的軟磁鐵芯）通過(guò)交替變化的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。我曾和學(xué)生拆解過(guò)電動(dòng)車電機(jī)，當(dāng)拆下外殼時(shí)，環(huán)形的永磁體和排列整齊的定子線圈讓孩子們直呼“像藝術(shù)品”。更直觀的是，當(dāng)用手轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸時(shí)，能感受到明顯的“阻力”——這是永磁體與定子鐵芯的“磁拉力”，也是電機(jī)能“發(fā)電”（剎車時(shí)能量回收）的原理。3醫(yī)療健康：“磁”力守護(hù)生命的科技溫度在醫(yī)療領(lǐng)域，磁性材料的應(yīng)用更體現(xiàn)了“科技以人為本”的理念，從診斷到治療，從康復(fù)到護(hù)理，“磁”力正在改寫健康管理的方式。3醫(yī)療健康：“磁”力守護(hù)生命的科技溫度3.1醫(yī)學(xué)影像：核磁共振（MRI）的“磁成像魔法”核磁共振是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的“影像之王”，它的核心是強(qiáng)磁場(chǎng)發(fā)生裝置（由超導(dǎo)線圈和永磁體組成）。當(dāng)患者進(jìn)入MRI艙時(shí)，體內(nèi)的氫原子核（如水分子中的H）在強(qiáng)磁場(chǎng)中“排列整齊”，射頻脈沖激發(fā)后，氫核釋放能量，接收線圈（軟磁材料制成）捕捉這些信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)重建出人體內(nèi)部的精細(xì)圖像。我曾陪同家人做過(guò)MRI檢查，技術(shù)員特意提醒“不能帶金屬物品”——因?yàn)閺?qiáng)磁場(chǎng)會(huì)吸走金屬，甚至引發(fā)危險(xiǎn)，這也從側(cè)面說(shuō)明磁性材料的“力量”有多大。3醫(yī)療健康：“磁”力守護(hù)生命的科技溫度3.2康復(fù)治療：磁療產(chǎn)品的“溫和調(diào)理”傳統(tǒng)中醫(yī)的“磁療”與現(xiàn)代科技結(jié)合，誕生了各類磁療產(chǎn)品，如磁療貼、磁療手環(huán)。這些產(chǎn)品利用永磁材料（如釹鐵硼）產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)，作用于人體穴位或局部組織，促進(jìn)血液循環(huán)、緩解疼痛。我母親曾使用過(guò)磁療護(hù)膝，她反饋“戴上后膝蓋暖暖的，酸痛感減輕了”。當(dāng)然，需要強(qiáng)調(diào)的是，磁療屬于輔助治療手段，不能替代正規(guī)醫(yī)療，但這也體現(xiàn)了磁性材料在健康領(lǐng)域的“柔性應(yīng)用”。3醫(yī)療健康：“磁”力守護(hù)生命的科技溫度3.3手術(shù)輔助：磁導(dǎo)航與磁錨定技術(shù)在微創(chuàng)手術(shù)中，磁導(dǎo)航系統(tǒng)正在發(fā)揮重要作用。例如，心臟介入手術(shù)中，醫(yī)生通過(guò)外部磁場(chǎng)控制體內(nèi)的磁性導(dǎo)管，精準(zhǔn)到達(dá)病變部位，減少對(duì)患者的創(chuàng)傷。更前沿的是磁錨定技術(shù)：將磁性錨定裝置植入體內(nèi)，外部磁鐵通過(guò)磁場(chǎng)“抓住”錨定裝置，固定手術(shù)區(qū)域，讓醫(yī)生操作更穩(wěn)定。這些技術(shù)聽(tīng)起來(lái)像“科幻”，但已在部分三甲醫(yī)院臨床應(yīng)用——這就是磁性材料為醫(yī)學(xué)帶來(lái)的“精準(zhǔn)革命”。4科技教育：激發(fā)探索欲的“磁教具”對(duì)于我們小學(xué)生來(lái)說(shuō)，磁性材料還是最好的“科學(xué)啟蒙老師”。從課堂實(shí)驗(yàn)到課外實(shí)踐，它們用“可感知的磁力”打開(kāi)科學(xué)之門。4科技教育：激發(fā)探索欲的“磁教具”4.1基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)驗(yàn)：磁鐵的“吸與不吸”最經(jīng)典的是“磁鐵能吸哪些材料”的實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備鐵釘、鋁片、銅鑰匙、塑料片、硬幣（不同材質(zhì)），讓學(xué)生逐一測(cè)試。通過(guò)觀察，孩子們會(huì)發(fā)現(xiàn)：只有鐵、鈷、鎳及其合金（如鋼）能被磁鐵吸引——這直接引出“鐵磁性材料”的概念。我曾讓學(xué)生從家里帶物品來(lái)實(shí)驗(yàn)，有個(gè)孩子帶來(lái)了爺爺?shù)慕鸾渲?，結(jié)果“吸不起來(lái)”，他說(shuō)：“原來(lái)黃金不是磁性材料，爺爺?shù)慕痦?xiàng)鏈也不會(huì)被磁鐵吸走?！?科技教育：激發(fā)探索欲的“磁教具”4.2電磁轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)：自制小電動(dòng)機(jī)利用電池、線圈、磁鐵和回形針，學(xué)生可以動(dòng)手制作簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)。當(dāng)線圈通電后，在永磁體的磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，直觀展示“電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能”的過(guò)程。我?guī)W(xué)生做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，有個(gè)女孩興奮地說(shuō)：“原來(lái)電動(dòng)車的電機(jī)和我做的小電動(dòng)機(jī)原理一樣！”這種“從課堂到生活”的聯(lián)結(jié)，正是科學(xué)教育的魅力。4科技教育：激發(fā)探索欲的“磁教具”4.3創(chuàng)新實(shí)踐：磁性編程玩具近年來(lái)，市面上出現(xiàn)了磁性編程積木，通過(guò)磁性連接模塊（永磁體+導(dǎo)電觸點(diǎn)），讓孩子在拼接中學(xué)習(xí)電路、編程基礎(chǔ)。例如，拼接“傳感器模塊”“LED模塊”“電機(jī)模塊”，通過(guò)磁場(chǎng)觸發(fā)傳感器，控制LED亮滅或電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。我在科技社團(tuán)中引入過(guò)這類玩具，孩子們不僅玩得開(kāi)心，還自發(fā)討論“為什么模塊必須對(duì)齊才能通電”——這其實(shí)涉及到“磁場(chǎng)對(duì)齊”和“電路導(dǎo)通”的雙重原理。04總結(jié)：磁，讓生活更“聰明”——從觀察到探索的科學(xué)精神總結(jié)：磁，讓生活更“聰明”——從觀察到探索的科學(xué)精神回顧今天的“磁之旅”，我們從磁性材料的基礎(chǔ)分類出發(fā)，走進(jìn)了家居、交通、醫(yī)療、教育等多個(gè)場(chǎng)景，看到了它如何用“看不見(jiàn)的磁力”改變生活。冰箱貼的便利、電磁爐的高效、磁懸浮列車的速度、核磁共振的精準(zhǔn)……這些應(yīng)用的背后，是科學(xué)家對(duì)磁性材料特性的深刻理解，是工程師對(duì)“磁-電-熱-力”轉(zhuǎn)換的巧妙設(shè)計(jì)，更是人類對(duì)“