新学说:磁场空间分布的新概念

 在磁场空间分布的传统概念中,认为一条棒状磁铁的两端磁性最强,称为磁极,如果把棒状磁铁悬挂起来自由转动,磁棒指北的一端称为北极(N极),指南的一端称为南极(S极),棒状磁铁的中部几乎无磁性,棒状磁铁周围磁场的分布是空间位置的函数,磁场由S极向着N极方向,如图1(a)所示.地球象一条形磁铁,也有S极和N极,地球外部磁场的空间分布如图1(b)所示.     

地球磁场的变化

近年来科学家们都知道，地磁场的强度每十年要降低0．5％左右，如果这个趋势继续下去，那么每隔三百万年地球的磁场就可能要发生一次反转，即地球上的南极要变为北极，而北极变为南极．地球磁场的这个现象是不是一个必然的规律，对科学家们来说，还是一个未解决的问题。     

关于地球磁场形成原因的探讨

地球是一个大磁体,磁场的N极在南极附近,S极在北极附近。地球磁场产生原因尚无定论,本文根据磁场产生机理,推理出地球磁场是由于地球内部高温高压使岩浆内外层带不同电荷和地球旋转而产生。     

安培定律与法拉第定律的联系

1 引言携单位北极绕电流i转运一周,反抗磁力所作之功,或磁场对单位极所作之功,在高斯制中,数值上恒等于4πi。这关系称为安培定律的周路形式。本文简称为安培定律。若北极运转的方向,与电流产生之磁场的方向相反,则反抗磁力所作之功为正。因此,单位北极必获得一部份能量。反之,若北极运转的方向,与电流产生之磁场的方向相同,则对北极所作     

两幅错误的插图

两幅错误的插图现行高中物理教材中有几幅插图是错误的。现指出供参考，希望教材再版时予以改正。图１图２第二册（必修）“磁场”一章后的习题（Ｐ８３）第（１）题为“在图３—２２中（如图１），已知通电导线磁场的磁力线方向，判断导线中电流的方向，并在图中标出来。...     

关于通电螺线管内部的磁场

实验证明通电螺线管的周围和内部均有磁场，通电螺线管的磁场方向跟电流方向之间的关系可用右手螺旋定则来判定．通电螺线管的磁场强弱跟所通电流的大小有关．这些实验事实都不难理解，学生感觉困惑的是：“置于通电螺线管内部的小磁针N极跟置于通电螺线管外部的小磁针N级指向不同”这一实验事实(如图1所示)．     

空间磁力线的演示

初中物理“磁场”一节，对磁体（条形、蹄形）的空间磁力线没有安排演示实验，不利于学生的形象思维和对磁力线的正确认识．可用如下装置演示磁力线的空间分布．取较大的透明有机玻璃桶一个；电滋铁二个（条形、蹄形各一个）；干电池二节；电键一个；适量的硅酸钠水溶液．先在圆桶里加入硅酸钠的水溶液，再加入少量铁屑（铁屑先用水洗净，防止胶体混浊），充分搅拌使铁屑均匀分布，把电磁铁（条形或蹄形均可）放入胶体中，闭合电键，振荡圆桶，可以观察到铁屑的立体分布排列——磁力线，且保持时．司较长，可见度大，效果较好．实验中用电磁…     

实验室内模拟地磁的翻转

每20几万年左右地球的北极和南极相互转换位置．谁也不知道是什么原因使地球磁场发生这种翻转．最近法国的一个研究组在实验室内重现了这一现象．他们将放在容器中的160升的熔化的钠加热到110℃以上，并用两个向相反方向旋转的螺旋叶片使熔化的钠不停地做涡旋运动，这样模拟地球核心熔化的铁的转动．由此产生的电流产生出磁场．这时他们监视磁场的强度和方向．当他们偶然使一个叶片的速度为16Hz而另一个为22Hz时，发生了一种奇特的效应：整个样品的磁场方向开始翻转，翻转的间隔为10秒到180秒之间不等．     

地磁翻转可能不是随机的

虽然地磁极性的完全翻转（南极成为北极，北极成为南极）需要几千年才能完成，其影响却是巨大的．地球磁场的变化不仅会影响鸟类迁徙的路径，而且会使地球暴露在危险的宇宙射线中，某些研究者认为这是与6千5百万年前恐龙灭绝类似的大规模物种消失的事件有关的．地球学家认为我们行星内部的磁发动机使极性翻转，但是真正的机制并不很清楚．     

用磁场捕获稀土原子

在玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的实验中，为了将碱金属原子气冷却到极低温，需要对样品进行蒸发冷却．通常，蒸发冷却在磁捕获的环境下进行．最常见的捕获场由一对同轴（z轴）线圈提供，2个线圈分别通以反向电流．上述结构可产生一个四极非均匀磁场：在xy平面内，磁场B指向几何对称中心（即原点O）。     

《电流的磁场》教学设计

《电流的磁场》教学设计黄丽林（南宁２６中南宁）教材：初中物理第二册第十章第四节（原教材）课时：一课时［教学目的］１．使学生知道电流周围存在着磁场。２．通过实验探索，让学生了解通电直导线和通电螺线管的磁场，并能正确运用安培定则判断电流方向和磁场方向。３...     

圆电流在圆心附近的磁场

圆电流在圆心附近的磁场林敬与（北京航空航天大学数理系北京１０００８３）圆电流是电磁理论中的一个重要模型，它的磁场分布可以在许多有关的书籍中找到．通常求解磁场分布的解析式，总是先求出磁矢势人然后导出磁场Ｂ（或Ｈ）．一个半径为ａ、电流强度为Ｉ的圆电流，置...     

“电流的磁场”一章中的研究方法

“电流的磁场”一章中的研究方法张虹（昆明市城乡建设学校６５００４１）运用科学的方法是学生物理课学习的一个重要方面，也是学生改进学习方法，提高学习质量的重要途径，下面介绍四种科学方法在“电流的磁场”一章中的运用．１模型法磁场是以场的形态存在的特殊物质，...     

识别TdeV托卡马克等离子体的边界和中心位置

用虚壳原理可以得到TdeV托卡马克等离子体边界、电流中心和X点,用最小二乘法可以确定Glad-Shafranov方程解中的待定参数。用探针测量极向磁场,初始时等离子体电流被看作是线电流,然后被虚壳电流代替。这个虚壳电流在等离子体内部产生负的约束磁场,在等离子体外部产生的磁场与等离子体电流产生的磁场一致,所用的叠代法充分快,可以在两次放电间给出等离子体图象,重建的位形与TV成像非常一致。     

霍耳效应与霍耳元件

霍耳元件是直接利用霍耳效应制成的器件，具有尺寸小、外围电路简单、频响宽、动态特性好、使用寿命长等特点，因此广泛应用于测量、自动控制及信息处理等领域、本文利用物理学理论．分析、介绍霍耳效应原理、霍耳元件及其典型应用，使物理学理论与技术有机结合． 一、霍耳效应 将静止的载流导体（多为半导体）置入磁场中，当导体的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势（电压），这种现象称霍耳效应． 为便于阐述，用ＵＨ表示霍耳电压，ｎ表示（半）导体的载流子（电子、空穴）密度，ｑ表…     

变形分子的电子运动及超导条件

在分子尺度上如何产生、控制超导是实现常温超导材料的理论基础．外部的应力会导致分子的变形，这种变形会改变电子云的运动．把电子云的位置空间波矢函数的变化视为广叉的位移场，构造一个电子云的局部空间变形．在电荷守恒和质量守恒的条件下，就得到电子云的位置空间波矢运动方程．姑果表明，对磁场应力，电子云空间将出现定向扩张，导致出现过分子中心位置、沿宏观转轴方向不变、在转动平面上衰减很快的量子化电荷密度（“电流涡”）．经由局部电磁场的运动方程，建立了变形原子分子中的宏观局部磁场、超导电流密度和局部电子云电子密度满足的运动方程．该方程为超导方程．这一结果对解决外部应力作用下超导的临界出现条件提供了一个关于分子结构的宏观唯象理论．     

用多块蹄形磁铁模拟匀强磁场--对演示实验"磁场对电流的作用力"的几点改进意见

高中物理（人教版必修加选修）第二册第十五章第一节中图15—2的演示实验，磁场对电流的作用，是用通电直导线放人蹄形磁铁的磁场中受力的情况．笔者通过实验发现了几个问题．     

高温超导空心变压器椭圆磁场计算分析

变压器的磁场研究对于高温超导变压器的设计具有非常重要的意义,尤其是对高温超导空心变压器。由于每一条磁力线均直接作用于线圈,因此磁场对高温超导空心变压器临界电流和交流损耗磁场的影响更为显著。文中通过数学计算,得出高温超导空心变压器在其空间任一点产生的磁场为形状和大小,论证了该磁场为带旋转分量的椭圆形磁场,并通过有限元仿真验证计算结果。     

MFCG 2维磁流体力学程序中磁场计算的改进

 定子线圈中的电流在空间中产生的磁场是金属导体（套筒）膨胀压缩的主要对象，该磁场直接影响爆磁压缩发生器输出电流脉冲的大小。给出了面电流分布下2维磁场的计算公式，较点电流分布下的磁场公式更能细致准确地反映出磁场的变化。数值结果表明:面电流分布下的磁场公式不仅能准确地描述磁场的变化，而且计算效率大大提高，节约了计算时间。     

Tokamak中磁力线的随机特性

在直柱近似下，运用哈密顿非线性振荡系统理论研究了平衡态磁场在磁扰动下进入随机状态的过程．结果表明：一阶扰动哈密顿量仅与径向扰动磁场有关；在单模扰动下，磁力线呈规则磁岛结构；在双模扰动下，给出了磁力线进入随机态的重叠判据；在特定多模优动下，将Ｐｏｉｎｃａｒé截面上点演化关系化为一类标准映象。 关键词：