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在其他形狀的磁鐵里面,條形磁鐵、馬蹄形磁鐵的磁極都在兩端。但是球形磁鐵呢?如果一個(gè)在球的中心,另一個(gè)在表面或球上,那顯然是不正確的,因?yàn)樵谶@種情況下,球形磁鐵周圍沒(méi)有磁場(chǎng)。
而且,如果球體上有兩個(gè)彼此相對(duì)的點(diǎn),那么顯然會(huì)有無(wú)數(shù)的磁極,這也是不可能的。實(shí)際上,球形磁體的磁極通常在一定直徑的兩端,例如地球的NS極。當(dāng)然,可能會(huì)略有偏差,但通常不會(huì)太大。對(duì)于人造球形磁體,其磁極與制造過(guò)程中的磁化方向有關(guān)。
人造磁體材料有很多種,但無(wú)論是哪種材料,在制成一定形狀后都會(huì)被磁化。因此,其磁極位置由磁化方法確定。磁化方向確定好之后,磁極會(huì)在這方向上球體直徑的兩端了。
我們也可以通過(guò)理想的實(shí)驗(yàn)來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題。如果將條形磁鐵從N到S的直線左右對(duì)稱地分開(kāi),則在左側(cè)切掉一小塊,在右側(cè)對(duì)稱位置切掉一小塊。然后,其余的大N和S極仍保持其原始方向。重復(fù)切割磁鐵的動(dòng)作,直到將磁鐵切割成球形為止。
此時(shí),磁體仍必須保持N極和S極的原始方向。換句話說(shuō),球形磁鐵的磁極應(yīng)與地球磁場(chǎng)相同,實(shí)際上等效于長(zhǎng)磁鐵。磁力線從N極發(fā)出指向到S極,在外形成弧形。在磁體內(nèi)部,磁力線從S極指向N極。
根據(jù)相似的原理,空心球磁體的外部磁場(chǎng)與實(shí)心球的外部磁場(chǎng)相同,并且磁極分布在相反的磁極上。在內(nèi)部空間中,還存在具有相反極性的磁場(chǎng)。