关于磁单极子通过超导线圈的再讨论

看过贵刊的《关于磁单极子通过超导线圈的讨论》[1](以下简称原文)一文,笔者认为原文至少有2处地方值得商榷.一是超导线圈中的电流I正比于Φ,与普通导体中电流正比于(dΦ/dt)不同.因为超导线圈的特性之一是线圈中的磁通量是不能变的.当有外来的磁通量Φ穿过超导线圈时,线圈中产生电流,电流产生的磁     

感应电流方向的研究

1831年英国物理学家法拉第经过十年不懈的研究得出结论：一个闭合线圈，当穿过它的磁通量发生变化时，就产生感应电动势和感应电流。本实验要求分析感应电流的方向和磁通量变化之间的关系．为此，我们用两种方法使穿过线圈的磁通量发生变化，并观察相应的感应电流的方向．最后综合归纳出闭合线圈中原磁通量变化时，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量变化的作用规律——楞次定律．     

再谈非均匀磁场对载流线圈的作用

本文将线圈磁通量Φｍ表示为空间点函数Φｍ＝Φｍ（ｅ ｙｃ，Ｚｃ），同样用虚位移方法，给出了任意载流线圈在 非均匀磁场中所受磁场合力计算公式Ｆ＝Ｉ Φｍ的一 般证明．弥补了文献［２］的不足．     

电磁驱动的异步问题

矩形线圈的平面垂直干均匀磁场,磁感应强度为B,线圈不动,磁场以速度vB向右运动.因通过线圈的磁通量变化,在线圈中产生感应电动势和感应电流i,磁场对电流i的安培力Fm方向向右,将驱使线圈也以速度v向右运动.显然,只有线圈的速度v小于磁场的速度vB──即异步才能有电磁感应,线圈也才能继续运动.以下我们来证明ν<νB. 设附图中的矩形线圈abed的质量为m,其回路电阻R,且在t=0时,ad边与磁场边界重合.t时刻后,磁场向右运动距离为vBt,线圈向古运动为x,则只有在面积l(vBt-x)上才有磁通量通过,即而感应电动势e及感应电流i分别为e及i的方向均由a至d…     

浅谈非均匀磁场对平面载流线圈的作用

关于平面载流线圈在非均匀磁场中所受的力，通常教科书给出的公式为Ｆ＝Ｐｍ·■Ｂ，此公式显然只适用于小线圈．本文通过对一道习题的分析，总结了载流线圈在磁场中受力的规律，并用虚位移法推出了一个较为普遍的公式：Ｆ＝Ｉ■Φｍ，即处于非均匀磁场中的载流线圈所受合力 Ｆ的大小与线圈所载电流Ｉ成正比，与线圈磁通量的梯度■Φｍ成正比．     

关于条形磁体穿过线圈时线圈中的感应电流的思考

揭示并分析了当条形磁体的一端进入线圈(单匝)时,线圈中感应电流方向与磁体外侧磁感应强度方向之间的矛盾,同时对条形磁体内外的轴向磁场的大小和变化率的分布也进行了深入地分析,并据此进一步的论述了条形磁体匀速地穿过线圈(单匝)的全过程中线圈中的感应电流的方向和大小的变化规律。     

关于条形磁体穿过线圈时线圈中的感应电流的思考简

揭示并分析了当条形磁体的一端进入线圈（单匝）时．线圈中感应电流方向与磁体外侧磁感应强度方向之间的矛盾,同时对条形磁体内外的轴向磁场的大小和变化率的分布也进行了深入地分析,并据此进一步的论述了条形磁体匀速地穿过线圈（单匝）的全过程中线圈中的感应电流的方向和大小的变化规律。     

螺旋结构的低感螺线管

在等离子体和其他物理实验中,常用低电感的螺线管产生磁场.角向收缩(　-pinch)装置中用单匝线圈,高电压无极脉冲放电管的初级线圈也只有几匝.角收缩实验大都采用截面为 形的导体.多匝线圈往往就直接用一根导体绕几匝.这些简单的结构有些缺点,首先是对称性低,如单匝线圈沿圆周方     

高温超导体磁通钉扎和磁通动力学研究简介

ψ=ψ0eiφ行为用统一的波函数进行描述,其相位φ在宏观尺度上是相同的.当磁场低于一定值的时候,在超Φ0=h/2e保证最大的界面面积,降低系统能量.该最小的磁通束被称为磁通量子,其磁通量是(h为普朗克超导态是一个宏观量子相干态,其载流子是库珀对.在没有外加磁场和电流的时候,这些库珀对的运动导体的边界处穿透深度内会出现一...     

低噪声超导量子干涉器件磁强计设计与制备

超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device, SQUID)作为一种极灵敏的磁通传感器,在生物磁探测、低场核磁共振、地球物理等领域得到广泛应用.本文介绍了一种基于SQUID的高灵敏度磁强计,由SQUID和一组磁通变压器组成. SQUID采用一阶梯度构型,增强其抗干扰性.磁通变压器由多匝螺旋的输入线圈和大尺寸单匝探测线圈组成,其中输入线圈与SQUID通过互感进行磁通耦合.利用自主工艺平台,在4英寸硅衬底上完成了基于Nb/Al-AlO_x/Nb约瑟夫森隧道结的SQUID磁强计制备.低温测试结果显示,该磁强计磁场灵敏度为0.36 nT/Φ_0,白噪声段磁通噪声为8μΦ_0/√Hz,等效磁场噪声为2.88 fT/√Hz.     

详解公式E=n△Φ／△t求感应电动势

由法拉第电磁感应定律可知，电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即E=n△Φ/△t，因Φ=BS中的磁感应强度B和垂直于磁感应强度B的面积S均为时间t的函数，所以     

用于激光等离子体中脉冲强磁场产生的电感耦合线圈

脉冲强磁场装置是磁化激光等离子体实验的核心设备.本文研制了一种用于优化脉冲强磁场设备的电感耦合线圈,相对于单匝磁场线圈可以进一步提高磁场强度.通过实验和模拟研究了电感耦合线圈的初级螺线管匝数和直径对磁场强度的影响,发现对于2.4μF电容的放电系统,电感耦合线圈的初级螺线管在35匝、35 mm直径时,可以在5 mm内径的次级磁场线圈中获得最高的峰值磁场强度,是相同尺寸单匝磁场线圈产生磁场强度的3.6倍.在充电电压20 kV时,峰值磁场强度达到19 T,使用铍铜材料的电感耦合线圈克服强磁场中线圈炸裂问题,在35 kV的充电电压下得到了33 T的峰值磁场强度.这种新方法产生了更强的磁场、降低了对回路电感的要求、提升了实验排布的灵活性,为研究强磁场下的激光等离子体行为创造了条件.     

基于电磁感应原理的单摆法测量重力加速度

本文将单摆法与电磁感应原理相结合,用永磁球体作为摆球,并且在其正下方放置多匝线圈.当摆球做简谐运动时,线圈内部磁通量对应地发生周期性变化,从而产生周期性的感应电动势.使用滤波器模块过滤噪声,并利用示波器采集周期性信号.通过判读电动势信号即可准确获取单摆的周期信息.进一步通过改变摆球和线圈之间的相对高度衡量电磁阻尼对于测量的影响,发现测量的周期与相对高度无关,说明电磁阻尼是可以忽略的,这与半定量分析结果是一致的.本文测量的重力加速度实验值与本地参考值有很好的一致性.     

磁场中碳纳米管电子结构的紧束缚法研究

利用石墨平面碳原子轨道作sp2杂化时π电子的紧束缚模型,对磁场中直状单层碳纳米管(SWNTs)的电子结构进行理论推导和分析。磁场对碳纳米管的波矢产生影响,从而使碳纳米管的电子结构及能隙均以磁通量子Φ0(=h/e)为周期随磁通量Φ周期性变化。     

亥姆霍兹线圈的均匀磁场区

近年来,在普通物理实验中新开设了“磁场描绘”实验.它以1000赫芝的低频信号作励磁电源,用两个700匝、平均半径为10厘米的圆线圈产生磁场.探测线圈有1100匝、平均半径3.65毫米.实验要求测绘图线圈轴线平面上的磁感应线和亥姆霍兹线圈的均匀磁场区. 从学生的实验报告看,圆线圈轴线平面上磁感应线的描绘基本上是正确的.但亥姆霍兹线圈的均匀磁场区则形状各异,很不一致. 本文试图在简化实验条件的基础上,从理论上计算亥姆霍兹线圈均匀磁场区的范围,作为正确判断实验结果的依据. 一、圆电流轴线平面上任一点 磁感强度的数学表达式 根据毕奥-萨伐…     

理解磁通量和磁通量变化率的方法

在高中物理中磁通量和磁通量变化率好似一对孪生姐妹,学生在理解时往往混淆两个物理量的异同,特别是在交流电一章的学习过程中,线圈在磁场中转动,为什么磁通量最大时,磁通量的变化率最小;在磁通量最小时,磁通量的变化率反而最大.针对这个问题,笔者采用了两种方法进行分析,收到了很好的效果.     

断电自感实验的延伸

全日制普通高中物理第2册第205页的断电自感实验,电路如图1所示,灯泡A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中.接通电路,灯泡正常发光.断开电路,这时可观察到,灯泡没有立即熄灭,而是很亮地闪一下.这是由于电路断开的瞬间,通过线圈的电流减弱,穿过线圈的磁通量减少,因而在线圈中产生感     

一切电磁感应都取决于金属电子受洛伦兹磁场力

研究表明:一切电磁感应的计算都取决于金属电子受洛伦兹磁场力的导线形状,却不取决于磁通量变化率对微分变量进行的旋度运算;特别是基于电子论证明了楞茨圆形线圈上的圆形电流及其围绕圆形线圈的流动电荷携带了圆形流动电场;基于电子论否定了法拉第磁通量变化率产生的电动势及其旋度电场。     

跳圈实验分析

跳圈实验是电磁感应现象的一个典型演示实验,在普通物理的教学中人们常常演示这一现象.但是,如何正确地分析这一现象却值得我们注意.若考虑不周,很容易出现差错.人们通常在演示这一现象以后,仅仅用楞次定律来解释跳圈现象──闭合回路中感应电流方向,总是使得它所激发的磁场阻止引起感应电流的磁通量的变化. 如:设有一铁心线圈通以正弦交流电i1,i1某一时刻的方向如图一所示,此刻由il激发的磁场方向向上,相当于铁心上端出现N极,当i1增加时,由i1在铝矿中所激发的磁场同时增强,即磁通量;增大,根据楞决定律,铝环中的感应电流i2沿顺时针方向,感…     

14 T 磁共振磁体磁场位形高精度算法

介绍一种用于计算14 T MRI磁场位形的高精度方法。首先将单匝卢瑟福电缆视作一个微型线圈,以单匝电缆为基本载流单元,计算其磁场分布,再根据磁场叠加原理,求得整个MRI磁体的磁场位形。结果表明,该方法与OPERA计算结果一致。