磁场
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什么是磁场?一、磁场的基本定义磁场,简单来说,是指那些运动着的带电粒子或电荷在某一地点周围产生的一种力场。
磁场的强弱是通过磁力线(也叫磁感线)来描述的,磁力线和磁场线是同义词。
在磁场中,电子在受到磁力线作用的情况下,会偏转或受到力的作用。
二、磁场的产生当我们在进行日常生活中的某些活动时,比如用电熨斗熨衣服,或者使用电吹风吹头发时,我们就可以感受到磁场的作用。
那么这些磁场,究竟是怎样产生的呢?一种产生磁场的方法是通过电流的流动,可以在产生电流的线圈周围产生磁场,这种磁场我们叫做静磁场。
而另外一种则是通过电磁波的传播产生的,这种磁场我们称为动态磁场。
三、磁场的性质磁场具有一些特殊的性质。
其中,最基本的性质就是“北极点”和“南极点”的存在。
在磁场中,我们可以发现有两个极点,这就是我们常听说的“磁极”。
一个磁极可以吸引另一个磁极,而同极则会相互排斥。
另外,磁场的强度随着距离的增大而逐渐减小,这个特性被称为“磁场强度的倒数定律”。
除此之外,磁场还具有磁感应强度和磁介质磁化等特性。
这些特性的存在,使得磁场在日常生活、工业生产等领域得以广泛应用。
四、磁场在生活中的运用在现代科技生活中,磁场被广泛利用。
举个简单的例子,当我们在电视机、电脑等电子产品上,看到图片和文字,就是因为磁场的存在影响了电子的移动,从而形成了这些图像。
此外,许多机械设备中也会运用到磁场,如电动机、磁悬浮高铁等,都是凭借磁场的原理来实现物质的运动。
总之,磁场在科技生活中发挥着重要的作用,并且在科技发展的不断推进过程中,磁场还将继续发挥着越来越重要的作用。
磁场的名词解释
磁场是指由磁体或电流产生的物理场,它是一种看不见、摸不着的物理场,通过对其范围内的物体产生力的作用而对周围的物质产生影响。
磁场是由磁体或电流产生的,其范围的大小和强度取决于磁体或电流的特性和位置。
在磁场中,每个点都有一定的磁场强度和方向,可以用磁矢势来表示。
磁场在许多领域都有广泛的应用。
例如,在物理学中,磁场是研究电磁学、天体物理学等的重要基础;在工程技术中,磁场被广泛应用于磁共振成像、电磁制动、磁悬浮等应用中;在医学中,磁场被应用于核磁共振成像等技术中。
磁场的特征包括方向和大小。
磁场的方向是指磁矢势的方向,通常用磁矢势来表示。
而磁场的大小则是指每个点上的磁场强度,通常用特斯拉或高斯等单位来表示。
在磁场中,有一些重要的现象和规律,例如磁滞回线、磁感应强度、磁力线等。
磁滞回线是指磁体在磁场中的磁化曲线,是描述磁体磁化过程的重要概念;磁感应强度是指磁场中某一点受到的磁场强度,是描述磁场强度的重要概念;磁力线是指通过磁场中某一点的曲线,是描述磁场方向和强度的重要概念。
总之,磁场是一种由磁体或电流产生的物理场,它是一种看不见、摸不着的物理场,通过对其范围内的物体产生力的作用而对周围的物质产生影响。
在各个领域都有广泛的应用。
什么是磁场_磁场的意思磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,所以两磁体不用接触就能发生作用。
那么你对磁场了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是磁场的内容,希望大家喜欢!什么是磁场磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,磁场不是由原子或分子组成的,但磁场是客观存在的。
磁场具有波粒的辐射特性。
磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,所以两磁体不用接触就能发生作用。
电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。
由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。
用现代物理的观点来考察,物质中能够形成电荷的终极成分只有电子(带单位负电荷)和质子(带单位正电荷),因此负电荷就是带有过剩电子的点物体,正电荷就是带有过剩质子的点物体。
运动电荷产生磁场的真正场源是运动电子或运动质子所产生的磁场。
例如电流所产生的磁场就是在导线中运动的电子所产生的磁场。
磁场产生原理由于经典物理中至今还拒绝使用基本粒子的概念来研究磁场问题,致使电磁学和电动力学都将产生磁场的原因定义为点电荷的定向运动,并将磁铁的成因解释为磁畴。
现代物理证明,任何物质的终极结构组成都是电子(带单位负电荷),质子(带单位正电荷)和中子(对外显示电中性)。
点电荷就是含有过剩电子(带单位负电荷)或质子(带单位正电荷)的物质点,因此电流产生磁场的原因只能归结为运动电子产生磁场。
一个静止的电子具有静止电子质量和单位负电荷,因此对外产生引力和单位负电场力作用。
当外力对静止电子加速并使之运动时,该外力不但要为电子的整体运动提供动能,还要为运动电荷所产生的磁场提供磁能。
可见,磁场是外力通过能量转换的方式在运动电子内注入的磁能物质。
电流产生磁场或带负电的点电荷产生磁场都是大量运动电子产生磁场的宏观表现。
同样道理,由一个运动的带正电的点电荷所产生的磁场,是其中过剩的质子从外力所获取的磁能物质的宏观体现。
最全的磁场知识、内配图文详解一、磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。
电流在周围空间产生磁场,小磁针在该磁场中受到力的作用。
磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。
电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的。
磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质,磁极或电流在自己的周围空间产生磁场,而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。
二、磁现象的电本质1.罗兰实验正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发现小磁针发生偏转,说明运动的电荷产生了磁场,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。
2.安培分子电流假说法国学者安培提出,在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
安培是最早揭示磁现象的电本质的。
一根未被磁化的铁棒,各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同,两端对外显示较强的磁性,形成磁极;注意,当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。
3.磁现象的电本质运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。
三、磁场的方向规定:在磁场中任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向就是那一点的磁场方向。
四、磁感线1.磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。
2.磁感线的特点:(1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线由S极到N极。
(2)磁感线是闭合曲线。
(3)磁感线不相交。
(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强。
3.几种典型磁场的磁感线:(1)条形磁铁:(2)通电直导线:①安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;②其磁感线是内密外疏的同心圆。
一、磁现象和磁场 1. 磁场(1)定义:磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体、磁体和电流、电流和电流之间的相互作用,这种特殊的物质叫磁场。
(2)磁场的基本性质:对放入其中的磁体和电流产生力的作用。
(3)磁场的产生:①磁体能产生磁场;②电流能产生磁场。
(4)磁场的方向:注意:小磁针北极(N 极,指北极)受力的方向即小磁针静止时北极所指方向,为磁场中该点的磁场方向。
说明:所有的磁作用都是通过磁场发生的,磁场与电场一样,都是场物质,这种物质并非由基本粒子构成。
2. 电流的磁场(1)电流对小磁针的作用,1820年,丹麦物理学家奥斯特发现,通电后,通电导线下方的与导线平行的小磁针发生偏转。
如图所示。
(2)电流和电流间的相互作用有互相平行而且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时,观察发生的现象是:同向电流相吸,异向电流相斥。
小结:磁体与磁体间、电流与磁体间、电流和电流间的相互作用都是通过磁场来传递的,故电流能产生磁场。
二、磁感应强度B1. 物理意义:描述磁场的强弱。
2. 磁场的方向(即为磁感应强度的方向):小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁场方向。
小磁针静止时N 极受力的方向为该点的磁场方向。
磁感线上该点的切线方向为该点的磁场方向。
3. 磁感应强度的大小在磁场中垂直磁场方向的通电导线,所受的磁场力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度,用B 来表示。
即 B=单位:特(T ) 注意:此式由匀强磁场推出,但适用于任何磁场,在非匀强磁场中,IL 应理解为一个很小的电流元,垂直于磁场方向放置于磁场中某一点,则B=反映了磁场中该点的强弱程度。
4、磁感应强度的矢量性① B 是矢量,计算时遵循平行四边形定则。
② B 的方向即磁场的方向,并不是F 的方向。
③ 磁场的叠加:空间中如果同时存在两个以上的电流或磁体在该点激发的磁场,某点的磁感应强度B 是各电流或磁体在该点激发磁场的磁感应强度的矢量和,且满足平行四边形法则。
2011年高考物理试题分类汇编:磁场(11.25)1(海南·单选7).自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了巨大贡献。
下列有关科学事实的说法中 错误 的是 ( ) A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系 B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系 C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系 D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系 2(全国Ⅰ·单选15)如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流1I 和2I ,且I 1 >I 2 ;a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点,且a 、b 、c 与两导线共面;b 点在两导线之间,b 、d 的连线与导线所在平面垂直。
则这四个点中磁感应强度可能为零的点是 ( ) A.a 点 B.b 点 C.c 点 D.d点3(全国Ⅱ·单选14).为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的。
在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是 ( )4(上海·双选18) .如图,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于'O O 、,并处于匀强磁场中。
当导线中通以沿x 正方向的电流I ,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ。
则磁感应强度方向和大小可能为( ) A 、z 正向,tan mg IL θ B 、y 正向,mg ILC 、z 负向,tan mg ILθ D 、沿悬线向上,sin mg ILθ5(海南·双选10).空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。
一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O 点入射。
这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。
不计重力。
下列说法正确的是( ) A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同 D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大6(浙江·双选20).利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。
图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d 和d 的缝,两缝近端相距为L 。
一群质量为m 、电荷量为q ,具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场,对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子,下列说法正确的是 ( ) A. 粒子带正电 B. 射出粒子的最大速度为md L qB 2)3(+C.保持d 和L 不变,增大B ,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D. 保持d 和B 不变,增大L ,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大7(全国·双选).电磁轨道炮工作原理如图示,待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。
电流I 从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。
轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度大小与I 成正比。
通电弹体在轨道上受到安培力作用而高速射出。
欲使弹体出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的方法是( ) A.只将轨道长度L 变为原来的2倍 B.只将电流I 增加至原来的2倍 C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L 变为原来的2倍,其它量不变8(广东·35).(18分)如图19(a )所示,在以O 为圆心,内外半径分别为1R 和2R 的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U 为常量,1020,3R R R R ==,一电荷量为+q ,质量为m 的粒子从内圆上的A 点进入该区域,不计重力。
(1)已知粒子从外圆上以速度1v 射出,求粒子在A 点的初速度0v 的大小(2)若撤去电场,如图19(b ),已知粒子从OA 延长线与外圆的交点C 以速度2v 射出,方向与OA 延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间(3)在图19(b )中,若粒子从A 点进入磁场,速度大小为3v ,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?9(安徽·23).(16分)如图所示,在以坐标原点O 为圆心、半径为R 的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B ,磁场方向垂直于xOy 平面向里。
一带正电的粒子(不计重力)从O 点沿y 轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t 0时间从P 点射出。
求: (1)电场强度的大小和方向。
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O 点以相同的速度射入,经t 0 /2时间恰从半圆形区域的边界射出。
求粒子运动加速度的大小。
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O 点射入,且速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。
x yPByP d 2d10(四川·25).(20分)如图所示:正方形绝缘光滑水平台面WXYZ 边长l =1.8m ,距地面h=0.8m 。
平行板电容器的极板CD 间距d=0.1m 且垂直放置于台面,C 板位于边界WX 上,D 板与边界WZ 相交处有一小孔。
电容器外的台面区域内有磁感应强度B=1T 、方向竖直向上的匀强磁场。
电荷量q=5×10-13C 的微粒静止于W 处,在CD 间加上恒定电压U=2.5V ,板间微粒经电场加速后由D 板所开小孔进入磁场(微粒始终不与极板接触),然后由XY 边界离开台面。
在微粒离开台面瞬时,静止于X 正下方水平地面上A 点的滑块获得一水平速度,在微粒落地时恰好与之相遇。
假定微粒在真空中运动、极板间电场视为匀强电场,滑块视为质点,滑块与地面间的动摩擦因数 =0.2,取g=10m/s 2(1)求微粒在极板间所受电场力的大小并说明两板地极性; (2)求由XY 边界离开台面的微粒的质量范围;(3)若微粒质量m o =1×10-13kg ,求滑块开始运动时所获得的速度。
11(全国Ⅱ·25).(19分)如图,在区域I (0≤x ≤d )和区域II (d ≤x ≤2d )内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B 和2B ,方向相反,且都垂直于Oxy 平面。
一质量为m 、带电荷量q (q >0)的粒子a 于某时刻从y 轴上的P 点射入区域I ,其速度方向沿x 轴正向。
已知a 在离开区域I 时,速度方向与x 轴正方向的夹角为30°;此时另一质量和电荷量均与a 相同的粒子b 也从p 点沿x 轴正向射入区域I ,其速度大小是a 的1/3。
不计重力和两粒子之间的相互作用力。
求: (1)粒子a 射入区域I 时速度的大小;(2)当a 离开区域II 时,a 、b 两粒子的y 坐标之差。
12(全国Ⅰ·25).(19分)如图,与水平面成45°角的平面MN 将空间分成I 和II 两个区域。
一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子以速度0v 从平面MN 上的0p 点水平向右射入I 区。
粒子在I 区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E ;在II 区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向里。
求粒子首次从II 区离开时到出发点0p 的距离。
不计粒子的重力。
13(北京·23).(18分)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。
如图所示的矩形区域ACDG (AC 边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,A 处有一狭缝。
离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA 边且垂直于磁场的方向射入磁场,运动到GA 边,被相应的收集器收集。
整个装置内部为真空。
已知被加速的两种正离子的质量分别是m 1和m 2(m 1>m 2),电荷量均为q 。
加速电场的电势差为U ,离子进入电场时的初速度可以忽略。
不计重力,也不考虑离子间的相互作用。
(1)求质量为m 1的离子进入磁场时的速率v 1;(2)当磁感应强度的大小为 B 时,求两种离子在GA 边落点的间距s ;(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响,实际装置中狭缝具有一定宽度。
若狭缝过宽,可能使两束离子在GA 边上的落点区域交叠,导致两种离子无法完全分离。
设磁感应强度大小可调,GA 边长为定值L ,狭缝宽度为d ,狭缝右边缘在A 处。
离子可以从狭缝各处射入磁场,入射方向仍垂直于GA 边且垂直于磁场。
为保证上述两种离子能落在GA 边上并被完全分离,求狭缝的最大宽度。
参考答案:1(2011海南)解析:考察科学史,选B2(2011全国卷1)解析:要合磁感应强度为零,必有1I 和2I 形成两个场等大方向,只有C 点有可能,选C 3(2011全国理综)解析:主要考查安培定则和地磁场分布。
根据地磁场分布和安培定则判断可知答案是B 。
4 (2011上海 ).答案:BC5(2011海南). 解析:在磁场中半径mv r qB =运动时间:m t qBθ=(θ为转过圆心角),故BD 正确,当粒子从O 点所在的边上射出的粒子时:轨迹可以不同,但圆心角相同为1800,因而AC 错。
答案:BD解析:在磁场中半径mv r qB= 运动时间:m t qBθ=(θ为转过圆心角),故BD 正确,当粒子从O 点所在的边上射出的粒子时:轨迹可以不同,但圆心角相同为1800,因而AC 错 6(2011浙江)答案:BC解析:由左手定则可判断粒子带负电,故A 错;由题意知:粒子的最大半径23max dL r +=、粒子的最小半径2min L r =,根据qB mv r =,得m d L qB v 2)3(m ax +=、m qBL v 2min =,则mqBdv v 23m in m a x =-,B 、C 正确,D 错。
7(2011年全国)解析:利用动能定理有221mv BIlL =,B=kI 解得mlL k I v 22=。
所以正确答案是BD 。
8(2011广东35)、(18分)解析: (1)由动能定理:Uq=21mv 12-21mv 02① 得:v 0=mUqv 221-(2)如右图:粒子在磁场运动的半径为r ,则r 2=2(212R R -)2② 又 B 1qv 2=m rv 22 ③由②③得:B 1=)(2122R R q mv -T=r v 22π ④ t =T ππ22/ ⑤ 由④⑤得 t =r v 22π(3)由B 2qv 3=m Rv23 ⑥可知,B 越小,R 越大。