单极感应

在图一中,M是一个轴对称形的永久磁体,由导电材料制成。磁体通过刷片P、P’与接有电流计的导线相联,构成一闭合回路.当磁体以恒定角速度。绕其对称轴线旋转时,回路PAP’P中将出现稳恒电流,这种由于磁体的旋转而在回路中出现电感应的现象最早由法拉第进行了研究,后被韦伯(Weber)命名为“单极感应”.工程技术上称此装置为“单极感应发电机”(Homopolar generator). 实验证明: (1)当刷片P、P’分别位于旋转磁体的一端轴处和中间位置时(图一),回路中的电流最大[1]; (2)如果磁体相对于观察者静止,回路中的PAP’部份以同样的角速度大小ω向…     

介绍几个“单极感应”演示装置

介绍几个“单极感应”演示装置姜源王震（沈阳工业大学沈阳１１００２３）（收稿日期：１９９５－０９－０５）１引言早在十九世纪初，法拉第和韦伯就开始研究“单极感应”现象．早期的单极感应是指对称性金属导体永磁体绕其对称轴旋转而产生电流的电磁感应现象［１］．如...     

广义单极机的数学模型

一、引言 单极感应现象的早期研究[1]是采用圆柱形金属磁化导体作为永久磁铁,在忽略电感情况下,这种导体具有纯电阻性质.利用纯电阻导、体磁体的旋转而产生单极感应现象的装置称为特殊形式或古典形式的单极发电机.围绕“单极感应”而产生的M和N假说[2]之争的谁是谁非问题,Barnett[3][4]Kennard[5][6]、Pegram[7]等引入圆柱形电容器于通电螺线管的磁场中,通过纯容性的圆柱形电容器的旋转、或螺线管的旋转、或螺线管中的铁芯的旋转、研究了单极感应现象.一般形式下的单极机应为轴对称阻抗性元件(可以是纯电阻的也可以是纯容性的)制成的旋转…     

用磁介质磁化理论的磁荷观点求解静磁场 兼谈无限大圆平面稳恒发散电流磁场求解的一种新方法

利用磁介质磁化理论的磁荷观点对一种静磁场非常方便而又简单地进行了求解,进而求出了该静磁场的磁化电流分布,在此基础上求出了一种特殊的磁化电流分布——无限大圆平面稳恒发散电流的磁场.还通过对以上这些问题的分析论述,指出了一种求解稳恒电流磁场的新方法途径.     

《电磁学》自学辅导材料(五) 磁介质

磁介质磁化的研究方法与电介质的极化研究方法类似,学习本章时注意和电介质的极化对比是有益的。 磁介质放在外磁场B0中→磁介质要磁化→磁化的结果是在磁介质内部或表面产生磁化电流(I’,i’)→磁化电流激发一个附加磁场B’→空间各处的磁场 B= B0 × B' 磁化完成后,磁化电流不随时间变化,所以B’是稳恒磁场.由于B0是稳恒磁场,所以有磁介质存在时的总磁场B为稳恒磁场,因此稳恒磁场的规律对B完全适用,即: 1 磁介质磁化的微观机制 一、顺磁质的磁化.(对比电介质中有极分子的取向极化) 顺磁质分子结构上的特点:每个顺磁质分子具有固有分子…     

法拉第电磁感应定律中的感应电动势的求法--从一道题的解法看学生会出现的问题

1问题的引出 [题目]一个弯成θ角的金属架上有一导体以恒定速度在金属架上滑动,方向向右,磁场方向垂直纸面向里,求下列情况中三角形回路中的感应电动势变化规律.设t＝0时x=0,B=kxcosωt(图1).     

载有稳恒电流圆柱形导体内外的电场分布

当一根又长又直半径为R的圆柱形导体通以稳恒电流I时(图一),一般的电磁学教科书都讨论了导体内外的磁场分布和导体内轴向电场分量(导体内电流方向和这个轴向电场分量的方向是一致的).但是,它们往往没有讨论在导体的径向方向是否存在着电场?本文将对这个问题以及导体外的电场分布作简要的讨论,供教学上参考. 首先要指出的是,在导体内部存在着径向方向的电场分量.由安培环路定理可知,导体内部的环向磁感应强度为:其中r为导体内某点至导体轴的垂直距离,J(r)为导体内电流密度矢量.导体内电子在这个磁场作用下受到一个洛仑兹力的作用(图二) j—…     

关于电磁感应中感应电动势的探讨

关于电磁感应中感应电动势的探讨王立前（河北轻工业学校唐山０６３０２０）电磁感应现象可分为两大类，一种是在稳恒磁场中导体运动而产生的感应电动势，叫作动生电动势．另一种是导体不动，因磁场变化而产生的感应电动势，叫作感生电动势．它们的表达式分别是这两个电动...     

每期一题(工科大学物理试题选登)

有一质量为 m、边分长别为 c 和 d 的矩形刚性导体框,其自感系数为 L,电阻 R 忽略不计,置于光滑水平面上.设在垂直水平面方向有一边界分明的磁感应强度为 B_0的稳恒均匀磁场(如图,导体框的 PP′边平行于磁场的边界,     

稳恒超导载流态正常─超导界面层的作用

研究了稳恒超导载流态条件下 ,正常超导界面层对超导载流子的作用。指出在正常超导界面层内存在着“类感应电场力”,其本质上是束缚电子对所受 Lorentz力沿超导体对称轴线的分量之和。在“类感应电场力”的作用下 ,束缚电子对质心定向运动速度由零增大到 1 0 3 - 1 0 4 ms- 1,使超导电流的熵小于正常电流的熵。正常超导界面层是熵变区。     

电磁现象中的功能关系

1　电磁现象中都有功能关系电流周围的磁场所具有的能量是怎样转换来的 ?在金属导体两端加上电压 ,导体中就有电场 .自由电子在电场力的作用下 ,定向移动而形成电流 ,同时在它的周围激发磁场 .所以电流周围磁场的能量是通过电场力对定向移动的电荷做功转换来的 .当闭合回路中的     

载流长直密绕螺线管磁场的全空间解

很多《普通物理学》教材讲到稳恒磁场时，都以长直密绕螺线管为例，为求解其磁场分布，一般都假设导线很细，将长直密绕螺线管简化为一串共轴圆电流，得到管内磁场是一均匀磁场，管外磁场为零的结论．但这样的螺线管模型不可能使电流从管的一端流到另一端，与实际情况相差较远．本文在不做这种简化假设的条件下，求得长直密绕螺线管磁场在全空间的精确解．ｌ长直密绕螺线管的磁场 设长直密绕螺线管的半径为Ｒ，单位长度上的匝数为ｎ，电流环绕轴线流动并与轴线方向成一角度ａ，如图１所示．将管上任一段的管壁展开，如图２（为清楚起见，图…     

量子霍耳效应发现十周年

 霍耳效应是1879年美国物理学家霍耳研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应.他在长方形导体薄片上通以电流,沿电流的垂直方向加磁场(如图1),发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电位差.后来这个效应广泛应用于半导体研究.一百年过去了.1980年一种新的霍耳效应又被发现.这就是德国物理学家冯·克利青从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现的量子霍耳效应.     

关于讲全电流定律的一些意见

我们知道,描写稳恒电流所生磁场的定律有二,其一是毕奥——沙伐——拉普拉斯定律,它说明任何电流元|d|在任何给定点P所生磁场为其二即安培环路定律,它指出在任何闭合电流所生磁场中,沿任何闭合回路的H矢量的线积分等于通过这闭合回路内各电流强度代数和的4π倍,     

利用感应电场与磁场的相似性分析计算多种分布的感应电场

感应电场与磁场在物理实质上是不同的,但它们在矢量场的性质方面却有着共性,那就是感应电场与磁场都是无源有旋的矢量场。特别是稳恒电流产生的磁场与恒定速率变化的似稳磁场产生的感应电场所满足的基本场方程是相似的,因此场方程的解应具有相似的形式,即计算公式应具有相似的形式。利用这种相似性可以将分析计算磁场的方法用来分析计算感应电场。 (一)基本场方程的相似性 稳恒电流在周围空间产生的磁场基本方程为 积分形式　微分形式 恒定速率变化的似稳磁场产生的感应电场基本方程为 积分形式微分形式 如果只讨论真空情况,知道了全空间矢…     

从反常霍尔效应到量子反常霍尔效应

美国物理学家霍尔 (Edwin H.Hall) 在1879 年发现,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个边界之间会出现电势差(图1)。这个现象被称作霍尔效应。在当时要理解这一重要的现象还非常困难,因为电子的概念在18年后才被提出来。     

高温超导磁体临界电流影响因素的研究

临界电流值是描述Bi2223高温超导带材性能的一个基本参数,在一定的温度条件下,Bi2223高温超导带材的临界电流是带材所在位置磁场大小和磁场方向的函数,其短样的临界电流值可以通过四引线法测量,单根超导带材的自场很小,磁场对临界电流的影响可以忽略.高温超导磁体的临界电流被定义成引发该磁体失超的最小电流,高温超导磁体的自场比单根超导带材的自场要大得多,磁体各个位置的磁场大小和方向各不相同,很难用理论的方法准确计算磁体的临界电流.对于高温超导磁体而言,除了磁场的影响因素以外,绕制磁体所用的超导带材自身的均匀性也是影响其临界电流的一个重要因素.本文对这两个因素进行探讨,并着重讨论高温超导带材自身的均匀性对临界电流大小的影响,本文的结论可以为高温超导磁体的设计、磁体绕制时带材的选择、磁体运行时安全工作电流的确定提供帮助.     

一种永磁磁共振中磁体涡流场的测量方法

磁共振成像（Magntic Resonance Imaging,MRI）技术是一种先进的医疗影像技术.在MRI系统中,通过梯度线圈电流快速切换方向,对待测区域施加梯度磁场,产生的梯度磁场会在其周围的金属体内激发出变化的涡旋电场,进而导致金属体内闭合的回路中产生对原来的梯度电流起抑制作用的感生电流,也就是我们所说的涡流.本文介绍了一种测量磁体涡流场的方法,结合电磁感应定律,设计了一种磁体涡流场测量装置,通过硬件采集以及软件处理的方法,将理想梯度场与实际磁场进行相减并将波形实时呈现,实验结果表明该方法可实现对磁体涡流场的测量.     

一道高考题的几个问题：解决和思考

2009年高考(江苏卷)第15题第2问: 如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为l、足够长且电阻忽略不计.导轨平面的倾角为α,条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直.长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成如图1类型装置,总质量为m,置于导轨上.导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未图出).线框的边长为d(d < l),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合.将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直.重力加速度为g.     

稳恒电场和静电场

稳恒电场和静电场北京邮电大学乔本元程守株等主编的《普通物理学》第三版第二册在谈到稳恒电场时，有这样几段论述：“事实上，在导体内形成稳恒电流是和导体内稳恒电场的建立密切相关的，而引进直流电源就为稳恒电场的建立创造了条件．”，“这个维持在导体内的恒稳电场...