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作者：科学伙伴
关键概念
磁性
导航
磁极
物理学
力
介绍
你有没有使用过指南针来帮助你确定方向？例如，在露营时，这些工具可以帮助你穿过田野或森林。磁力指南针基于地球磁场工作。在这个科学活动中，你将制作自己的磁力指南针。你认为它会工作得怎么样？准备好找出答案吧！
背景
人们了解磁性已经有数千年了。磁性是两个磁铁会相互排斥或相互吸引的原因。这会引起令人惊奇的事情发生，例如使物体悬浮在地面之上，因为它被磁力向上推起。磁性也可以帮助人们导航；因为地球有磁场，所以可以使用小的磁化棒或针制作指南针，这些指南针会根据磁场指向特定方向（北或南）。
尽管磁性现象已被了解数千年，但用于导航的第一批磁力指南针直到相对较近才被发明出来，大约在1000年前（公元1000年至1100年之间）。在这个科学活动中，你将制作自己的指南针，这可能有助于你理解早期磁力指南针制造者遇到的一些挑战！
材料
金属缝纫针
磁铁（可以是扁平的冰箱磁铁或更强大的磁铁，例如稀土磁铁——最常见的类型是由钕制成的——可以在许多五金店购买。更强的磁铁效果最好。）
一把钳子
软木塞
用于切割软木塞的剪刀一个宽口杯子、玻璃杯或碗
水
准备
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处理磁铁时要小心，特别是当您使用强磁铁（如稀土磁铁）时。使磁铁远离其他磁铁和电子设备，如电脑、手机和电视屏幕。
当您使用剪刀切割软木塞和处理针时，请小心并让成人帮助您。
步骤
将磁铁在缝纫针上摩擦至少五次。（如果您使用较弱的磁铁，例如扁平的冰箱磁铁，则至少摩擦针十几次。）始终沿同一方向在针上摩擦磁铁。您的针现在应该被磁化了。
现在从软木塞的一端切下大约四分之一英寸，制作一个大约四分之一英寸高的小软木塞圆盘。
将软木塞圆盘放在平坦的表面上，用钳子小心地将针穿过圆盘的侧面。将针完全推过圆盘，使圆盘两侧露出大致相同长度的针。
在一个宽口杯子、玻璃杯或碗中倒入至少一英寸深的水。
将软木塞圆盘（带有针）放在杯子里的水面上。尽量使圆盘漂浮在水的中心，远离杯子的侧壁。针会做什么？当它停止移动时，它指向什么方向？
你的自制指南针看起来工作良好吗？它的使用有哪些局限性？
额外步骤：找出你所在位置的北方是哪个方向。你的针指向那个方向吗？（你可以使用真正的指南针、地图集或智能手机地图来做到这一点。）
额外步骤：将磁铁放在你的指南针旁边。当磁铁靠近时，针会发生什么变化？磁铁需要多近才能影响指南针？你也可以用钢制物体（如钉子或可能的钳子）尝试这样做。
额外步骤：如果你有不同强度的磁铁，例如扁平的冰箱磁铁和稀土磁铁，尝试使用不同的磁铁磁化针头制作多个指南针。不同的指南针彼此相比工作得如何？
额外步骤：还有其他方法可以在家中或户外制作廉价的磁力指南针。例如，你可以尝试使用小叶子而不是软木塞，并将针放在漂浮在静止水池中的叶子顶部。用叶子制成的指南针与用软木塞制成的指南针相比如何？你还能用什么其他方法制作磁力指南针？
[分隔符]
观察与结果
你自制指南针中的针是否沿地球的南北极对齐？
当您将磁铁在缝纫针上摩擦时，您将针磁化了，有效地使其成为一个弱的临时磁铁。由于磁铁彼此相互作用（相互排斥或相互吸引），因此磁化的针可以与地球磁场相互作用。尽管地球磁场相对较弱，但它应该已经明显地影响了针，因为针被允许在水面上的软木塞圆盘中自由漂浮。具体来说，一旦停止移动，针应该会沿着地球磁场对齐，沿着南北轴线排列。这意味着针的一端应该指向北方，而另一端指向南方。同一端应该始终指向同一方向。（您可以做更多的研究，以弄清楚如何制作一个始终使针尖指向特定方向——北方或南方的指南针。）
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