磁学是自然界最迷人的力量之一。无论是古代航海使用的指南针，还是当今以高速悬浮的磁悬浮列车，磁铁在科学、工程与现代制造中扮演着关键角色。与此同时，磁铁也能用于教育、创意模型制作以及各种 DIY 科学项目。
本指南由 苏州科跃材料科技有限公司 整理，总结了 10 个可操作的磁学实验。这些实验不仅适合教育机构、科技爱好者，也适合希望通过实践更深入理解磁学原理的工程师与学生。所有实验均可借助常见材料（如钕铁硼磁铁 SmCo、NdFeB）轻松实现。
1. 利用磁铁制作迷你悬浮地球仪（磁悬浮基础示范）
实验原理
通过让磁铁的“同极相斥”力与重力达到平衡，可以实现小物体的稳定悬浮。此结构类似于磁悬浮技术中常用的“磁势阱”。
材料
- 轻质球体或小地球仪
- NdFeB 强力磁铁（推荐 N52 自定义磁环 / 圆片）
- 稳定平台
- 非磁性结构件
说明
通过改变磁铁在底座中的位置及极性组合，可实现悬浮点高度与稳定性的调控。该实验适合展示磁力线、力平衡与稳定性概念。
2. DIY 小型磁悬浮列车模型（Maglev 原理演示）
实验原理
磁悬浮列车利用磁排斥来实现“无接触支撑”和“低摩擦滑行”。DIY 模型主要模拟其悬浮机制。
材料
- 非磁性轨道（亚克力 / 木板）
- NdFeB 磁铁（列车与轨道均需布局磁体）
- 轻量车体
- 可选：电磁推进（便于演示加速原理）
亮点
可通过调整磁铁间隔、极性方向，观察悬浮高度、稳定度变化，是介绍未来交通技术的绝佳模型。
3. 磁铁与液态金属互动实验（磁流体动力学 MHD 入门）
实验原理
液态镓基金属是高导电流体，将其置于强磁场中会产生涡流，涡流与磁场相互作用，形成“磁流体动力学”效果，产生尖峰、波纹等形态变化。
材料
- 液态镓合金
- NdFeB 磁铁
- 浅盘容器
说明
实验可观察磁场对导电流体的影响，是学习 MHD 的生动示范。
4. 用磁铁搭建简单直流电机（电磁学经典实验）
实验原理
电流通过线圈产生磁场，与永久磁体的磁场相互作用产生扭矩，线圈便会旋转。
材料
- 漆包铜线
- NdFeB 圆片磁铁
- 电池
- 轴承或支架
该实验是讲解马达、磁场方向与洛伦兹力的标准教学模型。
5. 观察磁铁的吸引与排斥（磁极基本原理）
通过以下方式展示基本磁学定律：
- 使用指南针识别磁极
- 观察南北极吸引、同极排斥
- 使用简易力传感器测量磁力随距离变化规律
这是后续所有实验的理论基础。
6. 磁铁能改变水流方向吗？（弱抗磁性演示）
实验原理
水是弱抗磁性材料，会受到极弱的排斥。利用高强度 NdFeB，可观察到细微的水流偏折。
虽然效果细微，但非常适合用于磁学材料分类（铁磁性、顺磁性、抗磁性）教学。
7. 磁铁与铁粉展示磁力线（可视化磁场结构）
将铁粉均匀撒在透明板上后放置磁铁，可观察到典型磁力线分布。改变磁铁形状（圆环、条形、弧形）可展示不同磁场拓扑结构。
8. 磁铁对指南针的干扰（磁场叠加可视化）
实验步骤
- 先观察指南针正常指向
- 再将钕铁硼磁铁靠近
- 观察指南针偏移角度
该实验说明磁场是向量叠加，展示局部强磁场为何能“盖过”地磁场。
9. 磁力是否能穿透不同材料？（磁屏蔽与磁导率对比）
测试磁铁穿透：
- 木头
- 塑料
- 玻璃
- 铁 / 钢
可用于理解“磁导率 μ”概念，以及为何铁材料可用于磁屏蔽或磁通聚集。
10. 磁铁在魔术中的应用（科学与表演的结合）
磁铁常用于制造视觉幻象：
- 隐藏的磁体实现物体“漂浮”
- 桌板下控制金属物体
- 磁性机关实现瞬间切换效果
适合将科学实验延伸至创意娱乐领域。
总结：磁学实验带来的创造力与工程思维
通过上述 10 个实验，读者可以清晰理解从初级磁极概念，到磁悬浮、磁流体、电磁学、磁屏蔽等更高阶物理现象。
它们不仅适合学生与家长家庭实验，也非常适合工程师、开发者或科研人员用于启发思考。
磁铁的世界远比我们看到的更广阔，而专业磁性材料如 NdFeB、SmCo、铁氧体等，正是现代科技应用（传感、电机、医疗设备、交通系统）的核心。
