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磁场(Magnetic Field)

教学|〖基础物理〗 qiusir 2009

许多动物除了视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉外，还能感受到磁场。候鸟和海龟的长途迁徙不会迷失方向，就是利用磁场的导航。人类利用磁场进行电能和机械能的相互转变，制造了发电机和电动机。利用磁性材料的磁化和退磁，广泛使用磁卡、磁盘、磁带。地球的磁场不仅为我们导航、找矿，还能帮助我们测定岩层的年龄，传递大陆漂移的信息。

1、磁现象和磁场
磁铁，铁哥们，其实是磁哥们:)
受“纵向力”观念的局限，奥斯特总是把磁针放到导线的延长线上，然而实验均以失败告终。1820年一次讲课中，偶然把导线南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方...这个现象没能引起听众的注意。安培评价“奥斯特先生...永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了。”法拉第则评论说：“他突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。”

安培等人后来做了很多实验，发现磁体对通电导线也有力的作用。人一两条通电导线之间也有作用力。

磁偏角在数值上在地球上不哦天那个地点是不同的。太阳表面的黑子、耀斑和太阳风都与太阳的磁场有关。月球也曾经有过磁场。火星不像地球那样有个全球性磁场。
文天祥：“臣心一片磁针石，不指南方不肯休。”
磁场对放入其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用。

2、磁感应强度
小磁针静止时N极所指向的方向规定为该点的磁感应强度的方向。IL，很短一段导线电流元。
岩浆在冷却形成岩石的过程中回收磁场的磁化，而且会保留一些磁性。古岩石就像一片记录着地球磁场变化历史的计算机磁盘。
磁单极的存在？“世界上最难得事情不是使不该在一起的东西强行在一起，而是使本该在一起的东西分开。”(qiusir语)
B=F/IL B=F/qV E=F/q类比R=U/R定义式和决定式。一切磁现象源于电荷的运动。

通电螺线管相当于条形磁铁，放过来，条形磁铁也可以等效为通电螺线管。
地磁场，两极的磁感线垂直于地表，赤道上方的平行于地表，南半球有实质向上的分量，北半球有竖直向下的分量，总体的水平分量都是指向北。

3、几种常见的磁场
磁感线不存在，不相交，也不能相切(磁通密度无穷大不可)。
左手定则，介绍日本教科书上的方法。两两垂直。sin矢量叉积。
分子电流I=e/T。匀强磁场，永磁体两个平行的异名磁极之间，两个线圈之间...
磁通量，单位换算，weber，磁感线条数，磁通密度，闭合曲面磁通量为0，无穷大面磁通量为0，标量，有正负。cos点积。
磁通量于线圈匝数无关。
磁场的叠加。对比等量同种异种电荷中垂线上的电场强度，分析等量相同相反导线中垂线上的磁场大小变化和方向。
对通电直导线，单匝线圈，螺线管的磁场通过，立体图、横截面和纵截面绘制分析。

4、磁场对通电导线的作用力
安培力有效长度，电流元的矢量分解。
电流作用与gay的联系:)好朋友有两种，相同知趣的会成为好朋友，互补的性格也会成为好朋友。
磁电式电流表内部的辐向磁场，在铝框上绕有线圈，增大阻尼。磁力矩的表达式推导，M=NBISsinq。内部线圈磁通量变化？
电流天平。光滑斜面上导线安培力最小值的分析。守则rule定律law
两通电导线安培力磁场的立体图示很好。
通电圆环在磁场中受张力的整体法和微元法。通电螺线管的双线绕法。闭合圆环绕线内部磁场。
通电导线在条形磁铁不同位置表现压力和拉力的不同可能。

5、磁场对运动电荷的作用力
演示实验仪器两个。左手定则再次运用。电视机显像管。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场，电视机中每秒要进行50场扫描，所以我们感到整个荧光屏都在发光。

6、带电粒子在匀强磁场中的运动
半径和周期公式不能在计算中直接运用。
质谱仪、回旋加速器、速度选择器、磁流体发电机等计算分析。
圆的几何知识运用，速度偏向角和圆心角，回旋角相等，等于弦切角的2倍。对于直线分界的匀强磁场，入射和出射与分界线夹角相等，入射速度延长线经过圆形区域磁场圆心的带电粒子，偏转后延长线仍然通过圆心。类比透镜的会聚问题，最小面积问题。螺线运动，摆线问题。

回旋加速器：金属盒静电屏蔽作用。最大速度利用最大半径求解。加速次数，交流电频率。电场中和磁场中运行时间求解。比较。

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