对一道带电粒子在磁场中运动的问题的讨论

一道高中《 物理·选修3 1》第三章中带电粒子在磁场中运动的问题, 运用到了圆形磁场的结论, 即从 一点进入圆形磁场的所有粒子如果轨迹半径都等于磁场的半径, 则这些粒子经磁场偏转后都平行穿出, 且都垂直 于过入射点的直径, 而这些粒子又分为两部分, 偏转一侧9 0 °范围内的粒子仅需一“ 梭形”区域即可穿出, 而另一侧 9 0 °范围内的粒子, 则需要整个圆形磁场“ 剪去” 那个“ 梭形” 区域剩余部分的磁场. 可能出题人都仅注意到了这一结 论, 忽视了此过程具有可逆性, 故给出的答案有些值得讨论的地方, 其实利用可逆性, 只需3个“ 梭形”磁场便可解 决, 也完全符合题目要求     

也谈稳恒磁场高斯定理的证明

循王旭同志的思路[注],我们不妨将证明作如下改进: (一)由毕奥-萨伐尔定律易知,任何电流元激发的磁场中的磁感应线,都是圆心在电流元所在的轴线上,而本身都在垂直于轴线的平面内的“心同轴圆”,故若电流元单独存在,则置于它所激发的磁场中的任何闭合曲面的磁通量为零。 (二)由于磁感应强度矢量遵从场的迭加原理,所以可以分割成电流元的任何电流所激发的磁场对于任何闭合曲面的通量都为零。 这样就从稳恒磁场的毕奥-萨伐尔定律证明了稳恒磁场的高斯定理。也谈稳恒磁场高斯定理的证明@严子尚$湖南湘潭师范专科学校《大学物理》 1982年第一期《…     

思考题（三）参考答案

思考题（三）参考答案（原题见本刊１９９３年第４期）一、磁铁磁场和电流磁场的本质是相同的，都是由于电荷运动而产生的。只不过前者是由于电荷的微观运动产生，后者是由于电荷宏观运动而产生。从对磁场的描述上，两者都可用磁感应强度矢量Ｂ来描述，Ｂ是基本物理量，磁...     

霍尔效应

1879年,二十四岁的霍尔在研究载流导体在磁场中所受的力的性质时,发现了一种电磁效应,即如果在电流的垂直方向加以磁场,则在同电流和磁场都垂直的方向上将建立一个电场。这个效应后来被称为霍尔效应。从那时到现在,一百年过去了,霍尔效应以及利用这个     

关于磁性物质的自旋位形的某些问题

本文用Lyons-Kaplan的方法,讨论了具有一种磁性离子组成的布拉维点阵的自旋位形在外磁场作用下的变化及磁晶各向异性时它的影响。存在有一个反铁磁-铁磁性结构转变的临界磁场,外磁场大于临界磁场时一切反铁磁结构都消失。磁场(小于临界磁场)和各向异性都使自旋位形的简并部分消失。最后还讨论了所得到的自旋位形的稳定性。     

《电磁学》自学辅导材料(三)

第四章研究稳恒磁场,主要讨论两个问题.第一是建立对稳恒磁场的描述,阐明它的规律和性质.第二是磁场对处于其中的载流导线和运动电荷施加作用力的问题.虽然稳恒磁场与静电场是不同性质的场,它们有不同规律,但它们都是矢量场,在不少问题上有一定的类似之处.因此在这部分的学习中,采用对比的方法,可以收到较好的效果. 一、稳恒磁场的性质及计算 稳恒电流产生的磁场称为稳恒磁场。载流导线间的相互作用、运动电荷与电流之间的相互作用都是通过磁场实现的.磁场与静电场一样,都与电荷相联系,但静电场是与静止电荷相联系,而稳恒磁场则是与连续匀速…     

弱磁场测定实验

本文将介绍在核磁共振实验的基础上、试制流水式核磁共振磁强计并把它开设成一个弱磁场测定实验的情况.除了自制的探头和极化器之外,用的都是实验室的一般仪器.测到的最低磁场为0.0128高斯,相对误差为 1×10. 利用核磁共振测量磁场是各种测量磁场的方法中最为精确的一种.但由于NMR吸收信号的幅度随磁场的减弱急剧变弱,所以即使有低频探头也难测量低于300高斯的磁场. 六十年代国外就有人研制出流水式核磁共振磁强计[4],只用一个探头就可以测量从0.5高斯到1万高斯的磁场.1979年有人用这一技术测量弱磁场,最低测到毫高斯[5].我国于1980年也研…     

并行3维全电磁粒子模拟软件NEPTUNE的外加磁场模块设计

介绍了3维全电磁粒子模拟软件NEPTUNE中常用外加磁场加载模块的设计思路和方法,包括简单的磁场分布方程和离散数值加载、螺线管磁场加载、直线及螺旋线磁场分布加载、摇摆器磁场加载以及永磁体磁场加载等方式。每一类磁场加载模式都进行了实际算例的计算和验证,计算结果表明各类磁场加载模块设计的正确性和可靠性。最后针对具体应用,结合二极管电子束在不同外加引导磁场作用下的各种分布状态,间接验证了磁场模块设计的可行性。     

磁场电源在 HL-2M 装置初始等离子体放电中的应用

磁场电源是 HL-2M 装置初始等离子体放电的重要组成部分,它关系到 HL-2M 装置零场的建立,等 离子体的击穿和维持及位形控制。为实现初始等离子体放电所需的供电电压和电流,对磁场电源从主回路、控制、 测量和保护分别作了相应的调整。在此基础上进行了大量的工程调试,确保了磁场电源的控制和保护等性能达到 初始等离子体放电的需求。在磁场电源运行中,电源控制性能和输出参数的一致性、纹波质量等都有显著提高。 介绍了磁场电源在调试及 HL-2M 装置初始放电中的应用。     

压力对巨磁阻材料La2/3Ca1/3MnO3+δ物性的影响

 研究了不同含氧量LaCaMnO的压力效应,发现随压力的增加富氧样品电阻率的变化和相变温度的改变都比较小。同时还对照研究了压力与磁场对材料的影响,发现压力对整个温区的电阻都有明显的影响,而磁场仅对相变温度附近温区有明显的影响,这从实验上证实了两者有着不同的作用机制。     

世界何处没有磁

 在一般人看来,磁是一种少见的现象,似乎只有磁石吸铁和指南针指南等少数现象才同磁有关,其他许多现象都与磁无关,看作是无磁的或非磁的。实际上,这样的看法是不对的。因为现代科学的发展,已经认识到,磁是普遍存在的,磁与我们的关系是十分密切的。为什么这样说?因为所谓磁,是指物质的磁性和空间的磁场。磁性是指物质在磁场中会受到力或力矩作用的性质,磁场是指运动的电荷在其中会受到力作用的物理场。从这样的意义看,任何物质都是具有磁性的,只有强弱的差别;任何空间都是存在磁场的,只有高低的不同。现在让我们来看一看,世界何处没有磁?     

2009年全国各地高考试题赏析——带电粒子在磁场中运动问题

带电粒子在磁场中的运动是历年高考中的重点内容之一.在2009年的全国各地高考试卷中,涉及带电粒子在磁场中运动的问题很多,题型新颖,构思巧妙、灵活,题材也较丰富,并且以计算题为主.纵观这类题目,所涉及的情景基本相同,都是带电粒子在洛仑兹力作用下在磁场中做匀速圆周运动,但题目往往拟定不同的题设条件,从多角度提出问题,多层次考查知识和能力.     

London磁场的物理机制研究

超导体在旋转过程中会在其内部产生磁场,称为London磁场.目前,包括London理论和G-L理论在内的多种理论都对London磁场的产生机理进行了解释.从本质上,这些理论解释大多认为旋转超导体最外层超导电子运动滞后并由此出现净余电流,而London磁场则是由旋转超导体表面的净余电流产生的.然而,关于旋转超导体最外层超导电子运动滞后的原因,目前仍没有明确的理论解释.本文通过对旋转系中带电粒子,以及旋转超导体中超导电子的贝里相位进行了理论分析,结果表明旋转状态下超导电子的贝里曲率与London磁场具有相同的表达形式,表明London磁场可视为A-B效应的逆效应,也即基于贝里相位的一种宏观量子效应.     

伊辛模型中量子的热纠缠和保真度

研究了伊辛模型中两个粒子在均匀和非均匀磁场中的热纠缠以及利用它作为量子信息传输的通道的传输保真度.计算出纠缠度的度量Concurrence,以及在不同种情况下呈现出来的纠缠度的表现形为.与均匀磁场相反,我们发现在非均匀磁场中传输的保真度能够得到增强,同时我们发现保真度还与耦合系数和温度有关.我们通过图形清楚地表示它们的性质,从图形中我们得出,第一:在其它条件相同的情况下,无论磁场方向是相同还是相反,它们的纠缠度都是相同的;但是当磁场方向相反时,平均保真度比均匀磁场具有更大的值.第二:为了提高纠缠和平均保真度我们可以通过选择适当的磁场强度、耦合系数和降低温度来实现.     

生物磁学在医学上的应用

一、生物磁学的意义和内容 任何生物体都具有磁性,而且在生命活动中会产生磁场,这是生物的磁现象.外界的磁场又在不同程度上影响着生物的生命活动,这是磁场的生物效应,简称生物磁效应.生物磁学是研究和应用磁性、磁场与生命活动、生物特性之间相互联系和相互影响的边缘学科. 从历史上看,磁在人体上的应用(最早的生物磁学应用)是很早的.远在两千多年前,我国和国外都有利用磁石(一种主要成分为Fe3O4的矿物)治病的记载.两千多年来,磁石和磁技术在医药上的应用有了较大的发展(其详细情况可参阅文献[l]),生物磁学的研究和应用领域也有了很大进展…     

兰州重离子治癌装置同步加速器切割磁铁研制

切割磁铁作为同步加速器注入引出的关键部件之一,对磁场及切割板结构都有严格的要求。介绍了兰州重离子治癌装置(HIMM)同步加速器切割磁铁的设计情况,基于磁场优化软件OPERA,对切割磁铁磁场均匀度及杂散场的分布进行了详细的分析。根据磁场要求优化结构设计,完成了磁铁的加工。磁场测量结果分析显示,有效场区范围内磁场均匀度优于设计结果。同时通过对磁铁端部屏蔽处理,在环内侧管道处杂散磁场降到2mT以内,满足物理设计要求。     

共轴三线圈磁场的均匀性

给出用平行共轴不等大等电流的三个圆线圈形成匀强磁场的方法．文中给出了三线圈形成匀强磁场的条件,并且通过数值计算全面分析了三线圈磁场的均匀性．与Helmholtz线圈磁场比较显示,三线圈的磁场无论在强度方面,还是在磁场均匀性方面都明显优于Helmholtz线圈的磁场．     

求感应电动势习题中的一个普遍疏忽

几乎所有的物理教材中,都编入了下面一道题。如8所示,导体回路abcd,处于匀强磁场B中,设导线ab的长度为L,当ab以匀速率。肉右运动时,求回路中的感应电动势　i?各书所给的答案都是 　i=BLv。 根据题意,上述答案是欠妥的.当导线ab以匀速率向右运动时,导体回路中产生了感生电流,感生电流也要激发磁场.因此,空间各点不仅存在着匀强磁场B,而且还存在着感生电流的磁场Bi,空间各点的总磁场B总=B Bi,而上述答案是认为回路中有了感生电流后空间各点的磁场仍为B而得到的,这显然是欠妥的.从原则上说,根据法拉第电磁感应定律总能求得此题的精确结果.…     

磁学在高新科技中的应用

磁的普遍存在和广泛应用 现代磁学研究和应用的发展已经证明：任何物质从宏观的固体、液体和气体到微观的原子、原子核和基本粒子都具有或强或弱的磁性，任何空间从我们体内到身边、从地球到各种天体(行星和恒星)、到星际空间都存在或高或低的磁场．因而可以说，包含物质的磁性和空间的磁场是普遍存在的．一般所说的无磁性物质，实际上是弱磁性物质，而一般所说的磁性物质或称磁性材料，实际上是强磁性物质．     

疏松型螺线管电流轴线上磁场的数值计算

应用数值模拟方法，细致地分析了疏松型螺线管电流轴线上的磁场随螺距和轴线上位置的变化关系，计算结果表明，当螺距较大时，其磁场分布与密绕螺线管电流的磁场分布相差很大，磁场沿轴线和垂直于轴线的方向都有分量，螺距越大，垂直于轴线方向的磁场分量越大；但当螺距较小或距螺线管中心较近外，磁场几乎与密切螺线管电流产生的磁场相当，可用表述密绕螺线管电流的轴线上磁场的简单公式来近似。