古地磁学

古地磁学是地磁学的一个分支，兴起于20世纪50年代，从60、70年代迅速发展。它是通过圈定岩石剩余磁化强度来研究史前地质时期地磁场及其演化规律的一门学科，其物理基础是岩石磁性和地磁场轴向偶极子的假定。

第一节古地磁学基础

一、古地磁学的两个基本前提

1、稳定的原生剩余磁化强度

岩石的原生剩磁方向与岩石形成时的地磁场方向一致，且强度呈正比，所以研究岩石的原生剩磁就能推测岩石形成时的地磁场特征。

2、轴向地心偶极子场假说

按偶极子公式，磁倾角I 与磁纬度的关系为

如果测得古地磁岩石标本原生剩磁的倾角，由上式可计算出岩石形成时的古纬度。再根据剩磁的偏角D ，可以计算出采样地点的古地磁极的位置。

二、古地磁极

设偶极子磁矩为m ，则地球表面纬度处场的径向分量和切向分量分别是：

由于磁倾角的正切为，所以：对时间平均的倾角对应于地心轴向偶极子场假说中的古纬度，对时间平均的偏角表示子午线的方向，由此可得地球表面相应地理极的位置。虚地磁极

2tgI tg ?=0

32sin 4R m F R

μ?π=032cos 4m F R ?μ?π=/R F F ?2tgI tg ?

=(,)

P P P λ?

虚地磁极VGP 是任一瞬时古地磁场方向计算出的磁极位置。若在计算时，使用“足够长”时间地磁场方向的平均值，则计算出古地磁极。

若将某一稳定地块上各地质历史时期的古地磁极位置绘在地理坐标图上，并连成一条曲线或一个带，即为古地磁极移曲线。

假定地块固定，而认为极在移动，则它不是地磁极的真实运动，故称为视极移曲线。在作古地磁研究时，通常在每一观测点采集不同年龄的系列标本，且按以万年计算的间隔大致均匀分布，有时也可按几百万年间隔计算。得到的就是古地磁极。

三、古地磁场强度

在弱磁场中（与地磁场相当）所产生的任何类型剩磁强度与该磁化场成正比。

在实验室里，在弱磁场

中，重演原始磁化强度——热剩磁、取向剩磁的形成过程，并将得到的磁化强度和原始剩磁强度进行比较，若自岩石形成以来其磁性没有改变，利

用正比规律，写成：

利用即可确定古地磁场强度。

实际测量推算古地磁场强度的过程远比这复杂得多，通常需要采用逐步加热法，即逐步加热退去样品在各个温度区间的部分天然剩余磁性（NRM ），并产生各温度区间的部分热剩余磁性（TRM ），根据NRM/TRM 的比值确定古地磁场强度值，俗称特利埃法。

四、古地磁场是轴向偶极子场

现代地磁场的基本场是地心偶极子场，地磁轴与地理轴相交11.5度，即现代地磁场不是轴向场。

0ro L rL M H H M ??= ???L H rL M ro M 0ro L rL M H H M ??= ???

深海沉积物也有剩余磁性，剩磁的方向记录着形成这些沉积物时地磁场的方向，深海沉积的速度极为缓慢，约1-10毫米／千年。所以长10m的海底沉积物记录着几百万年的地磁场历史。

由于从岩芯上取下来的测试样品几毫米的长度。就代表了几千年的沉积过程，它的剩磁方向是几千年的平均方向，就是说，地磁场的长期变化被平均掉了。

下图是测定2Ma深海沉积岩心的磁倾角结果，其与按轴向地心偶极子计算的理论倾角吻合很好，说明2Ma年以来地磁场仍具轴向偶极子场的特征。

对世界两千万年(第三纪中新世以来)来火山岩的观测结果，计算出的一千多个古地磁极的位置图。这些地磁极是以地理极为中心分布的。就平均而言，两千万年来古地磁场是轴向地心偶极子场。

第二节古地磁学工作方法

古地磁研究最基本的工作是确定岩石的剩磁方向和强度，包括下列几项工作：采集古地磁标本、磁清洗、剩磁测量、数据统计整理。

一、标本的采集

可用手工或用轻便取样钻机取样。取样时必需精确定向，并要测定岩石产状（走向、倾向和倾角）。用磁罗盘定向，精度较低，尤其易受岩体等的磁性干扰。用太阳罗盘定向，精度较高，而且不受磁性干扰。取回定向标本再制成一定形状和大小的样品，供测量使用。

一个采样单元应有一定数量的采样点，这些采样点的位置应尽可能均匀分布于该单元岩层

所代表的整段时代。

采样方法：定向岩芯样品；定向手标本；钻孔

采样对象：岩石；松散沉积物；海、湖相沉积物

二、磁清洗

用恒定磁场退磁、交变磁场退磁、加热退磁、化学退磁以及低温处理等方法，把标本中的各种次生剩磁清除掉，把原生剩磁分离出来。磁清洗一般需要在零磁场空间中进行。

三、剩磁测量

常用无定向磁力仪、旋转磁力仪和超导磁力仪测量，在逐步进行磁清洗的过程中，测定样品的剩余磁化矢量的强度和方向，直至把原生剩磁分离出来为止。

磁清洗、岩石剩磁测量、岩石磁学

四、数据的统计整理

首先求出统计单元的剩磁平均方向。剩余磁化强度矢量可以使用标准的矢量代数方法求平均方向。即求出平均的剩磁偏角和倾角。然后，依据轴向地心偶极子场的假设前提下，将剩磁偏角和倾角代入相关的公式求出采样点的古纬度及其古地磁极位置。

第三节古地磁学在地学上的应用

一、大陆漂移的古地磁证据

德国气象学家魏格纳1912年提出大陆漂移假说，

其后引起很大争议，直到20世纪50年代初，英国地

球物理学家在古地磁研究中定量证明大陆在地质年

代中曾发生过漂移，从而使大陆漂移说得到复活。

同一时间地球就只有一个地磁极或地理极，就像

由各大陆近代熔岩所求出的地磁极坐落在地理极附

近一样，反之，各大陆之间地磁极的明显不整合，表

明大陆之间发生过平移或旋转。

视极移路线是研究大陆漂移的重要证据，从视极移曲

线不仅可以了解大陆的移动和移动的方向，还可以从

各大陆的视极移路线了解它们之间原生的相互关系

以及分离漂移的时代。

欧洲和北美的两条视极移曲线，不同但趋势相似。

若以北极为中心将北美连同它的视极移曲线一起向东

旋转38度，则北美和欧洲大陆架相闭合，北大西洋消

失。志留纪到二叠纪一段重合得好，但是，到三叠纪以

后，两条视极移曲线分开。

说明，三叠以前，欧美相连组成欧美古陆。侏罗纪以后，

欧美分离，形成大西洋。

二、海底扩张的古地磁证据

20世纪60年代初，借助于丰富的海底调查资料和古地磁学证据，赫斯和迪茨几乎同时提出了一个类似的观点：大洋底部在洋中脊处裂开，地幔岩浆从这里涌出，冷却固结成新的大洋岩石圈，并把先期形成的岩石向两侧对称地推挤，导致大洋海底不断扩张。另一方面，扩张的大洋岩石圈在到达大陆边缘的海沟处后，将沿着消减带向大陆岩石圈之下俯冲，重新消亡于地幔中，从而构成一个完整的循环。这就是被称作地质史诗的海底扩张。

威尔逊利用地幔对流和海底扩张假说全面地说明了大

陆漂移的设想。

20世纪50年代以来，大规模的航磁测量，

发现海洋磁异常具有以下特征：(1)磁异常呈条

带状分布，条带的走向与洋脊平行；(2)正负异

常相间，带宽20-30km，长几百千米，异常幅值

几百nT；(3)磁异常对称于洋脊分布。这称为海

洋条带状磁异常。

海洋条带状磁异常的发现和解释，对海底

扩张假说是有力的支持。地磁极性翻转定量解释了海底条带状异常和海底扩张假说。

1963年，瓦因和马修斯提出一种假设：地幔的炽热物质，以对流方式上升到洋脊，冷却经过居里点时，获得与当时地磁场方向相同的热剩余磁性。对流体不断上涌，推着老海底向两侧扩张，在洋中脊形成新的洋底。

海底在扩张过程中，地磁场发生多次翻转，在正常地磁场形成的海底具有正向磁化；在反向地磁场形成的海底具有反向磁化。所以，与海岭距离不同的海底，是由正、反磁化相间的磁性岩层组成。

磁异常在海岭两侧的对称性，是海底两侧扩张速度相等的结果。

三、研究地质构造运动

岩石形成时获得原生剩磁以后，如果发生构造运动，致使处于构造不同部位的岩石之间改变了它们生成时期的相对位置。这样，保存在岩石中和稳定的原生剩磁也随着岩石载体一起改变其空间位置。

如果我们测定现代处于构造各个不同部位的岩石中的稳定剩磁方向，找出它们之间方向相对变化的规律，就可以反过来推断和验证该构造运动发生的方式和方向。

郯城-庐江深大断裂,多数学者认为它是左旋平移断

层。但是，对平移的时间和距离，却有不同的看法。

对断裂带东西两侧的寒武纪、侏罗纪地层进行的古

地磁测量，为解决上述问题提供了有意义的资料。

在断裂带东侧，复县早寒武世磁偏角3380，五莲晚

侏罗世磁偏角70，说明后者相对前者顺时针旋转290。

断裂带西侧宿县早寒武世磁偏角420，霍山晚侏罗

世偏角170，则后者较前者逆时针旋转250。

上述表明，断裂带两侧地壳各自有独立的运动方式，

至少在侏罗纪前，两侧地层已发生过相对运动。

四、小结

古地磁学的两个基本前提

古地磁研究的基本工作方法

大学物理_电磁学公式全集

静电场小结一、库仑定律二、电场强度三、场强迭加原理点电荷场强点电荷系场强连续带电体场强四、静电场高斯定理五、几种典型电荷分布的电场强度均匀带电球面均匀带电球体均匀带电长直圆柱面均匀带电长直圆柱体无限大均匀带电平面

六、静电场的环流定理七、电势八、电势迭加原理点电荷电势点电荷系电势连续带电体电势九、几种典型电场的电势均匀带电球面均匀带电直线十、导体静电平衡条件 (1) 导体内电场强度为零；导体表面附近场强与表面垂直。 (2) 导体是一个等势体，表面是一个等势面。推论一电荷只分布于导体表面推论二导体表面附近场强与表面电荷密度关系十一、静电屏蔽导体空腔能屏蔽空腔内、外电荷的相互影响。即空腔外（包括外表面）的电荷在空腔内的场强为零，空腔内（包括内表面）的电荷在空腔外的场强为零。

十二、电容器的电容平行板电容器圆柱形电容器球形电容器孤立导体球十三、电容器的联接并联电容器串联电容器十四、电场的能量电容器的能量电场的能量密度电场的能量稳恒电流磁场小结一、磁场运动电荷的磁场毕奥——萨伐尔定律二、磁场高斯定理三、安培环路定理四、几种典型磁场有限长载流直导线的磁场无限长载流直导线的磁场圆电流轴线上的磁场

圆电流中心的磁场长直载流螺线管内的磁场载流密绕螺绕环内的磁场五、载流平面线圈的磁矩 m和S沿电流的右手螺旋方向六、洛伦兹力七、安培力公式八、载流平面线圈在均匀磁场中受到的合磁力载流平面线圈在均匀磁场中受到的磁力矩电磁感应小结一、电动势非静电性场强电源电动势一段电路的电动势闭合电路的电动势当时，电动势沿电路（或回路）l的正方向，时沿反方向。二、电磁感应的实验定律 1、楞次定律：闭合回路中感生电流的方向是使它产生的磁通量反抗引起电磁感应的磁通量变化。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的表现。 2、法拉第电磁感应定律：当闭合回路l中的磁通量变化时，在回路中的感应电动势为若时，电动势沿回路l的正方向，时，沿反方向。对线图，为全磁通。

地磁学实验报告

实验一： 1.实验目的：初步了解质子旋进磁力仪的工作原理和方法；初步掌握仪器的使用；了解仪器的使用时的注意事项； 2.实验要求：对实验场地进行测量，并记录数据导入电脑，做出成果图。 3.实验步骤：学生分两组，分别进行两条测线的测量，记录并导入电脑，完成实验。 4.实验数据：实验剖面1：实验剖面2：

5.实验小结：在做实验测量数据时，实验员身上不能有带磁性或者可被磁化的金属制品。测量时周围尽量不要聚集人。实验二：球体磁场特征认识及分析内容：1.编程实现公式10.2-24的计算。 x=10m，y=10m，R=30m 程序段: #include"stdio.h" #include"math.h" void main() {float pi=3.14,I,A,b,R=30,t; int x,y; FILE *fp,*fp1; fp=fopen("A.txt","w"); fp1=fopen("B.txt","w"); A=pi/4; I=pi/4; b=1; //(b=u0*m)/4*pi for(x=-100;x<=100;x+=10) for(y=-100;y<=100;y+=10) {t=(b/pow(x*x+y*y+R*R,2.5))*((2*R*R-x*x-y*y)*sin(I)*sin(I)+(2*x*x-y*y-R*R)*cos(I)* cos(I)*cos(A)*cos(A)+(2*y*y-x*x-R*R)*cos(I)*cos(I)*sin(A)*sin(A)-3*x*R*sin(2*I)*cos (A)+3*x*y*cos(I)*cos(I)*sin(2*A)-3*y*R*sin(2*I)*sin(A)); fprintf(fp,"%d\t%d\t%f\n",x,y,t); if(y==0)fprintf(fp1,"%d\t%d\t%f\n",x,y,t); } fclose(fp); fclose(fp1); } ㈠I=45o，A=45o

4地磁学在考古研究中的应用

中国地质大学（武汉）《地磁学》课程论文报告地磁学在考古研究中的应用姓名：彭中学号：20131004402院（系）：李四光学院专业：地球物理任课教师：李媛媛评阅人：二○一六年一月

地磁学在考古研究中的应用彭中中国地质大学李四光学院摘要随着高灵敏度的磁力仪的问世，利用文物和遗迹记录的当时的古地磁场信息，用来寻找古代文物和磁场特征之间的关系，成为考古研究的一个新手段和新方法。通过对剩余磁性的观测，可以很好的反映文物的各种性质，包括空间特性和时间特性。多年的实践证明，利用地磁学方法来进行考古研究，是一种简单经济而又很有效的手段。关键词考古，剩磁，古地磁，文物 An application of geomagnetism in the archeological research PENG Zhong Lisiguang Shool，The Geoscience of China，Wuhan. Abstract with the invention of high-sensitivity magnetometer，observing the information of paleomagnetism in the historical relics and seeking the interaction of paleomagnetism and historical relics have became a new method for the archeological research.By observing the value of paleomagnetism，the property of historical relics，including time feature and space feature，can be presented. Many-years practicing has proved that researching acheology by the magnetism technology was easy and economical. Keywords archeological，residual magnetism，paleomagnetic，historical relic 1引言考古学是社会科学的一类，是根据古代人类通过各种活动遗留下来的物质资料，以研究人类古代社会的历史，过去考古学主要通过田野的调查发掘和文献对照等工作来进行研究，但随着科学技术的发展，特别是科学仪器的发展，传统的考古学也正在吸收现代科学技术的精华，转化为现代化的实验

电磁学的应用

电磁学的应用—蓝牙技术摘要：蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。关键词： 1、蓝牙系统蓝牙系统一般由以下4个功能单元组成：天线单元、链路控制（固件）单元、链路管理（软件）单元和蓝牙软件（协议）单元。它们的连接关系如图1所示：图1 蓝牙系统结构图 1.1 天线单元蓝牙要求其天线部分体积十分小巧、重量轻，因此，蓝牙天线属于微带天线。蓝牙空中接口是建立在天线电平为0dBm的基础上的。空中接口遵循Federal Communications Commission（简称FCC，即美国联邦通信委员会）有关电平为0dBm的ISM频段的标准。如果全球电平达到100mW以上，可以使用扩展频谱功能来增加一些补充业务。频谱扩展功能是通过起始频率为2.402 GHz，终止频率为2.480GHz，间隔为1MHz 的79个跳频频点来实现的。出于某些本地规定的考虑，日本、法国和西班牙都缩减了带宽。最大的跳频速率为1660跳/秒。理想的连接范围为100mm～10m，但是通过增大发送电平可以将距离延长至100m。蓝牙工作在全球通用的 2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s。ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带，因此使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。例如某些家电、无绳电话、汽车房开门器、微波炉等等，都可能是干扰。为此，蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道（hop channel），在一次

大学物理磁学部分复习资料

41 / 30 磁学基本内容一、稳恒磁场磁感应强度 1．稳恒磁场电流、运动电荷、永久磁体在周围空间激发磁场。稳恒磁场是指不随时间变化的磁场。稳恒电流激发的磁场是一种稳恒磁场。 2．物质磁性的电本质无论是永磁体还是导线中的电流，它们的磁效应的根源都是电荷的运动。因此，磁场是运动电荷的场。 3．磁感应强度磁感应强度B 是描述磁场的基本物理量，它的作用与E 在描述电场时的作用相当。磁场对处于其中的载流导线、运动电荷、载流线圈、永久磁体有力及力矩的作用。可以根据这些作用确定一点处磁场的强弱和方向——磁感应强度B 。带电q 的正点电荷在磁场中以速度v 运动，若在某点不受磁力，则该点磁感应强度B 的方向必与电荷通过该点的速度v 平行。当该电荷以垂直于磁感应强度B 通过该点时受磁力⊥F ，则该点磁感应强度大小qv F B ⊥ =，且⊥F ，v ，B 两两互相垂直并构成右手系。二、毕奥—萨伐尔定律运动电荷的磁场 1．磁场的叠加原理空间一点的磁感强度等于各电流单独存在时在该点产生磁感应强度的矢量和： ∑=i i B B 可推广为 ?=B d B

B d 是电流强度有限而长度无限小的电流元l d I 或电流强度无限小而空间大小不是无限小的元电流的磁场。上式中矢量号一般不能略去，只有当各电流产生磁场方向相同时，才能去掉矢量号。 2．毕奥—萨伐尔定律电流元l d I 在空间一点产生的磁场B d 为： 3 04r r l d I B d πμ ?= 大小： 02 I sin(I ,r) dB 4r dl dl μπ∠= 方向：B d 垂直于电流元l d I 与r 所形成的平面，且B d 与l d I 、r 构成右手螺旋。 3．电流与运动电荷的关系导体中电荷定向运动形成电流，设导体截面积为S ，单位体积载流子数为 n 。每个载流子带电q ，定向运动速率为v ，则nqvS I =。电量为q 的带电体作半径为R 、周期为T 的匀速圆周运动相当于半径为 R 、电流强度T q I /=的圆电流，具有磁矩T q R I R p m 22 ππ==。 4．运动电荷的磁场 3 04r r v q B πμ ?= 大小： 02 qvsin(qv,r) B 4r μπ∠= 方向：B 垂直于v q 与r 形成的平面，并与v q 、r 构成右手螺旋。式中q 是电荷带电量的代数值。三、磁通量磁场的高斯定理

磁学应用

司南汉（公元前206－公元220年）。盘17.8×17.4厘米,勺长11.5，口径4.2厘米。司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方；中心圆面下凹；圆外盘面分层次铸有10天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。此模型是王振铎先生据《论衡》等书记载并参照出土汉代地盘研究复制。磁悬浮列车原理磁悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车，时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”，亦称之为“磁垫车”。由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，便车体悬浮动物运行的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10─15毫米的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。磁悬浮列车与当今的高速列车相比，具有许多无可比拟的优点：由于磁悬浮列车是轨道上行驶，导轨与机车之间不存在任何实际的接触，成为“无轮”状态，故其几乎没有轮、轨之间的摩察，时速高达几百公里；磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低，其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一；噪音小，当磁悬浮列车时速达300公里以上时，噪声只有656分贝，仅相当于一个人大声地说

大学物理电磁学练习题及答案

大学物理电磁学练习题球壳，内半径为R 。在腔内离球心的距离为d 处（d R <），固定一点电荷q +，如图所示。用导线把球壳接地后，再把地线撤去。选无穷远处为电势零点，则球心O 处的电势为[ D ] (A) 0 (B) 04πq d ε (C) 04πq R ε- (D) 01 1 () 4πq d R ε- 2. 一个平行板电容器, 充电后与电源断开, 当用绝缘手柄将电容器两极板的距离拉大, 则两极板间的电势差12U 、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化：[ C ] (A) 12U 减小，E 减小，W 减小； (B) 12U 增大，E 增大，W 增大； (C) 12U 增大，E 不变，W 增大； (D) 12U 减小，E 不变，W 不变. 3．如图，在一圆形电流I 所在的平面内，选一个同心圆形闭合回路L (A) ?=?L l B 0d ，且环路上任意一点0B = (B) ?=?L l B 0d ，且环路上任意一点0B ≠ (C) ?≠?L l B 0d ，且环路上任意一点0B ≠ (D) ?≠?L l B 0d ，且环路上任意一点B = 常量. [ B ] 4．一个通有电流I 的导体，厚度为D ，横截面积为S ，放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示。现测得导体上下两面电势差为V ，则此导体的霍尔系数等于[ C ] (A) IB V D S (B) B V S ID (C) V D IB (D) IV S B D 5．如图所示，直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中，磁场B 平行于ab 边，bc 的长度为 l 。当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时，abc 回路中的感应电动势ε和a 、 c 两点间的电势差a c U U -为 [ B ] (A)2 0,a c U U B l εω=-= (B) 2 0,/2a c U U B l εω=-=- (C)22 ,/2a c B l U U B l εωω=-= (D)2 2 ,a c B l U U B l εωω=-= 6. 对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确 [ A ] (A) 位移电流是由变化的电场产生的； (B) 位移电流是由线性变化的磁场产生的； (C) 位移电流的热效应服从焦耳——楞次定律； (D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理.

电磁学在生活中的应用

电磁学在生活中的应用材料与化学工程学院高分子材料与工程 541004010122 李祥祥

电磁学在生活中的应用电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。这两个实验现象，加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。电磁学在生活中应用也比较广泛，下面举例说明电磁学在生活中应用。指南针指南针是用以判别方位的一种简单仪器。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。电磁炉电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原

子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。电磁炉工作过程中热量由锅底直接感应磁场产生涡流来产生的，因此应该选择对磁敏感的铁来作为炊具，由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外，铁是对人体健康有益的物质，也是人体长期需要摄取的必要元素。电磁起重机电磁起重机是利用电磁原理搬运钢铁物品的机器。电磁起重机的主要部分是磁铁。接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方。切断电流，磁性消失，钢铁物品就放下来了。电磁起重机使用十分方便，但必须有电流才可以使用，可以应用在废钢铁回收部门和炼钢车间等。利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。电磁起重机能产生强大的磁场力，几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料，不装箱不打包也不用捆扎，就能很方便地收集和搬运，不但

《大地构造学》知识点总结

《大地构造学》知识点总结第一章绪论一、大地构造学的研究对象、内容、方法、意义研究对象:大地构造学,就是研究地球过程的综合学科。研究内容: ①区域或全球尺度的地壳与岩石圈构造变形特征及圈层相互作用,如:大洋-大陆相互作用、地球内部圈层相互作用、造山带与盆地的形成过程等; ②构造变形与岩浆作用-沉积作用-变质作用的相互关系; ③地壳与岩石圈的形成与演化过程; ④地球表面海-陆的形成与演变方式及过程; ⑤地球深部作用过程及其机制。研究方法:大地构造学研究方法需要综合利用地质学其她学科以及地球物理探测、地球化学的研究手段与研究成果。研究意义:大地构造学研究可以为认识与分析构造地质学的研究背景与形成机制提供宏观的上成因解释。二、固体地球构造的主要研究方法主要包括固体构造几何学与构造运动学的研究。固体地球的构造几何学:主要研究地球的组成成分及结构。方法有: ①研究暴露在地表的中、下层地壳乃至地幔顶部剖面,通过地质、地物、地化综合研究,揭示地壳深部物质组成、结构构造、物理性质、岩石矿物及元素的物化行为、温压条件、地热增温率、有关元素及矿物成分的聚散规律; ②研究火山喷发携带到地表的深源包裹体,揭示深部物质与构造特征; ③人工超深钻探直接取样(目前为止涉及最深深度12km); ④地震探测:分为天然地震探测与人工地震探测,利用地震波的折射与反射可揭示地球深部构造特征。固体地球构造运动学:主要研究地质历史时期的大地构造运动学与现今固体地球表面的构造运动。地质历史时期的大地构造运动学可以利用古地理学(岩相、生物、构造)、古气候分区、地球物理学与古地磁学进行研究;现今固体地球表面的构造运动可以利用空间对地的观测与分析技术。三、大地构造学研究意义理论意义:可以为认识与分析构造地质学的研究背景与形成机制提供宏观的上成因解释; 实际应用意义: ①大型成矿集中区(矿集区)等成矿构造背景、资源规划; ②大规模破坏性地震产生于形成的地质构造背景与稳定性评价; ③绝大对数大型、灾难性地震都发生在活动板块边缘带(区)上,或与板块相互作用有关的次级活动构造单元边界区域。第二章固体地球主要构造特征一、地球表面基本面貌:海陆分布、高程分布及其意义海陆分布特征:陆地面积占29、22%;海水覆盖面积70、78%; 高程分布特征:陆地主要分布在海平面以上数百米高程范围,大洋的主体分布在海平面以下5km的高程上; 意义:这种地形特征直接反映了大陆与大洋地壳物质组成、厚度与密度的差异。也与构造变动、侵蚀作用、气候特征等因素有关。二、固体地球的圈层构造:成分分层(地壳、地幔、地核),洋壳与陆壳的年龄及各自分布范围;流变学分层(岩石圈、软流圈、中部层圈、地核);各圈层的地震波传播速度特征成分分层:①地壳:大陆地壳面积34、7%,大洋地壳面积占65、3%,最老的大陆壳3、96Ga,记录了地球演化96%的历史,最老的大洋地壳0、18Ga,记录了地球演化历史的4%; ②地幔:a、

840-地球物理学基础

840-《地球物理学基础》考试大纲一、试卷满分及考试时间试卷满分为150分，考试时间为180分钟。二、试卷的内容结构地震学 60％地磁学 40％三、试卷的题型结构填空题 20％分析题 80％四、考察的知识及范围 1、地震学正确理解地震烈度、震级、地震频度、震中距、震源、震中、波阵面、射线、入射角、出射角、视入射角、视出射角、费马原理、球对称介质、本多夫定律、SNELL定律、高速层、低速层、正演、反演、传播速度、质点振动的位移、质点振动的速度和加速度、面波频散、相速度和群速度等概念。在无源的情况下，建立无限均匀弹性介质中的波动方程及其解，掌握均匀平面波，非均匀平面波以及球面波之间的关系、矢量场分解及其运算，球面波的分解。掌握平面波在介质表面的折射和反射，非均匀平面波叠加形成面波的理论基础，以及自由表面瑞利面波和勒夫面波的频散特性。

以几何地震学为基础，分析近震射线及走时方程，建立首波的形成相关概念及波阵面方程。分析球对称介质中的射线特征与走时曲线的关系，确定地球内部速度分布的公式。地震学以观测为基础，应了解地震仪的主要组成及工作原理，掌握摆的固有运动与地面运动之间的关系。另外，掌握地方震、近震、远震的射线传播路径、以及各类震相的运动学和动力学特征，学会识别简单的震相，以及利用地震记录定性判地震类别。再次，在测震学中，震级标定和用一个台或三个以上台进行地震定位是必须掌握的内容之一。 2、地磁学地磁场的构成、地磁标势的通解、高斯系数的确定方法、高斯分析的本质内容；主磁场的起源、分布特点、西向漂移，磁极、地磁极；地壳磁异常特征、地磁异常的正演和反演、海底磁异常特征、居里温度；影响地磁场变化的因素、变化磁场的分类、地磁指数、Sq傅里叶系数确定球谐系数、典型磁暴的发展过程。

电磁学知识在生产生活中的应用举例

电磁学知识在生产生活中的应用举例 2006年12月13日教学目标：知识与技能：1、懂得生活用电安全知识（C层） 2、会用学过的知识解释生活用电问题（B层） 3、了解传感器的作用，会对一些简单传感器的原理用中学物理知识作解释（AB层）过程与方法：1、通过本节教学，引导学生把所学知识结合实际，养成理论联系实际的习惯；2、指导学生分析实际应用试题步骤、审题抓住要点，把题目分解成一个个小小问题的习惯。教学重点：用电磁学知识解决新科技在生产生活中的应用。教学方法：分层教学，主体合作本学期复习完了3-1，请回顾一下这本书我们学了哪些知识？电场恒定电流磁场各章重点知识有哪些？电功电阻定律、欧姆定律、闭合电路欧姆定律焦耳定律传感器的应用电流与磁场的关系——安培定则，磁场对运动电荷的作用力（安培

力、洛伦兹力）的方向判断——左手定则：。一、生活用电题 1、如上图所示是楼梯电灯照明电路图，电键 K 1和K 2分别是装在楼上和楼下两个位置的双联开关，拨动其中任何一个开关，都能使楼梯电灯发光或熄灭，试问这四种接法中，那一种接法是正确的？（） 2、家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC ，PTC 元件是由钛等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如所示，由于这种特性，因此，PTC 元件具有发热、控温双重功能，对此，以下判断中正确的组合是（） ①通电后，其电功率先增大后减小 ②通电后，其电功率先减小后增大 ③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1 或t2不变 ④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在 t1～t2的某一值不变 A 、①② B 、②④ C 、①④ D 、②③ 本题要点：①会读图；②电热灭蚊器属于纯电阻用电器，电功等于电热。 3、下表为一双桶洗衣机铭牌上所标电动机的工作参数．由上表回答：该洗衣机洗涤一次衣服共耗电多少?(洗涤一次衣服洗涤时间为15min ，脱水时间为2min )．用欧姆定律R U I 求出的电流强度与电动机中的实际工作电流是否相同？为什么？

磁学在生物医学中的应用

磁学在生物医学中的应用——核磁共振成像功能1401班高欣20143264 医用核磁共振成像是科学的一大进步，自从70年代梯度系统发明出来，使得核磁共振技术应用于医疗诊断，已经挽救了无数生命。核磁共振是为大家所熟知的一个名词，然而此前我对这个技术并不了解，通过这次作业我查阅了相关文献，对这门技术也有了一个比较清晰的认识。一、核磁共振原理简单来说，强磁场中平行排列的原子核若受到适当频率的电磁波的轰击，原子核吸收电磁波后会发生翻转，这种新的弛豫状态只能产生几分之一秒，之后会重新释放能量，回到原来的状态，原子核释放出的电子波频率与它吸收的频率一致，弛豫时间由化学成分决定，由此可以测定化合物的分子组成。从微观角度看：由力学中可知，发生共振的条件有二: 一是必须满足频率条件，二是要满足位相条件。原子核自旋产生一定的微弱磁场和磁矩（自旋的条件：质子数+中子数=奇数，成对质子和中子的自旋会抵消），将自旋的原子核放在一个均匀的静磁场中，受磁场作用，原子核的自旋轴会被强制定向，或与磁场方向相同，或与磁场方向相反。重新定向的过程中，原子核的自旋轴将类似旋转陀螺般的发生进动（拉莫尔进动）。不同类的原子核有不同的进动性质，这种性质就是旋转比，用γ表示。进动的角频率ω一方面同旋转比有关；另一方面同静磁场的磁场强度B 有关。

其关系有拉莫尔（Larmor）公式（ω又称拉莫尔频率）: ω=γ·B静磁场中的原子核自旋时形成一定的微弱势能。当一个频率也为ω的交变电磁场作用到自旋的原子核时，自旋轴被强制倾倒，并带有较强的势能；当交变电磁场消除后，原子核的自旋轴将向原先的方向进动，并释放其势能。这种现象就是核磁共振现象（换言之，当电磁辐射的圆频率和外磁场满足拉莫尔公式时，原子核就对电磁辐射发生共振吸收），这一过程也称为弛豫过程，释放势能所产生的电压信号就是核磁共振信号．也被称为衰减信号。显然，核磁共振信号是一频率为ω的交变信号，其幅度随进动过程的减小而衰减。二、核磁共振用于人体检查的过程氢核是人体成像的首选核种，人体各种组织含有大量的水和碳氢化合物，所以氢核的核磁共振灵活度高，且氢核的磁旋比大，信号强，这是人们首选氢核作为人体成像元素的原因。NMR信号强度与样品中氢核密度有关，人体中各种组织间含水比例不同，即含氢核数的多少不同，则NMR信号强度有差异，利用这种差异作为特征量，把各种组织分开，这就是氢核密度的核磁共振图像。人体不同组织之间、正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度、弛豫时间T1、T2三个参数的差异，是MRI用于临床诊断最主要的物理基础。将人体置于磁场中，组织被磁化，氢质子磁矩有规律地排列，在主磁场垂直方向施加射频脉冲，当脉冲等于质子进动频率时，质子吸收脉冲，发生质子能态跃迁，产生核磁共振，使组织磁化向量位置移动，围绕主磁场方向的进动角度发生改变，射频脉冲一停止，组织磁化恢复原来的状态，即发生弛豫。释放的电磁

2019年中国地质大学853地球物理学基础考试大纲

中国地质大学研究生院硕士研究生入学考试《地球物理学基础》考试大纲一、试卷结构简述题和论述题二、考试大纲 1、地球的起源、运动与内部结构考试内容：太阳系组成与演化、地球的转动与轨迹、地球的内部结构和地球内部的物质组成等方面内容。重点包括太阳系组成与演化、太阳系天体轨道特征、自转特征和质量与密度特征、地球的转动与轨迹、地球内部主要层圈结构（地壳、上地幔、过渡带、下地幔、内核及外地核）及其物理特征、地壳物质组成及洋壳和陆壳的区别以及上地幔、过渡带、下地幔、地核的物质组成及推测方法等问题。 2、地球的形状、密度及重力场考试内容：地球重力、大地水准面与地球形状、正常重力场与重力异常、地壳均衡与重力均衡异常和潮汐作用与固体潮等方面的内容。重点包括地球重力场、地球的重力位、地球重力变化、重力等位面、大地水准面、地球的基本形状——标准椭球面、垂线偏差与高程异常、正常重力场、各种校正与重力异常、地壳均衡概念、均衡异常、潮汐作用、起潮力、重力固体潮等问题。 3、地球的磁场考试内容：地球磁场及其构成、岩石磁性、地磁场起源假说、地球的变化磁场和古地磁学与地磁场变迁等方面内容。重点包括地磁要素、地磁要素发布特点、地磁偶极子场、基本磁场、磁异常、地球变化磁场三大类岩石磁性特征、自激发电机假说、地磁场成因的基本解释、地磁平静变化与扰动变化特征、岩石剩余磁性及其成因、古地磁学研究内容及方法、地磁极的漂移、地磁极的倒转等问题。 4、地球的电磁感应和电性结构考试内容：地球电磁感应的物理基础、电磁感应与地球内部的电导率和地球深部电性结构特征等方面内容。重点包括地球电磁感应的物理基础、地球内部电磁场的来源、球体问题与平面问题、基本方程——麦克斯韦方程组、谐波场方程、趋肤深度、天然场源电磁感应、人工场源电磁感应、地球内部的电导率分特征。 5、地球内部热状态与地热场特征考试内容：热场概念与岩石热物理特征、地球内部的热源与大地热流、地球内部的温度分布和地球的热历史等方面内容。重点包括地热场与热流密度概念、岩石热导率/比热/热扩散率/生热率、岩石热传递形式、地球原始温度、放射性生热、其它热源、大地热流值及其分布特征、地壳-地幔-地核温度分布规律、地球的热能源与耗损、地球的增温与约束等问题。 6、地球内部的地震波场考试内容：地震与介质的弹性性质、地震波及其特征、地震体波的传播、地震面波及其特征、

电磁学原理及其应用

电磁学原理及其应用摘要：本文简介了电磁学的发展史，通过阐述磁悬浮技术，微波炉，磁卡技术中的电磁学原理，进一步探讨其中的科学方法及给我们带来的启示，揭示电磁学在生产生活中的重要性。关键字：电磁波微波排斥吸引电磁现象是一种极为普遍的自然现象，人类对电磁现象的认识、研究以至利用，经历了相当长的时期。在春秋战国时期，我国人民已对天然磁石（Fe 3O 4 ）有了认识，战国时期《韩非子》中有“司南”和《吕氏春秋》中有“慈石召铁”的记载。对电磁的近代研究应该从18 世纪的库伦（C.A.de Coulomb）开始，建立了库仑定量定律，标志着电磁学进入了严密科学的阶段。1820年，奥斯特发现的电流磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系。安培则根据当时的一系列实验，提出磁现象的本质是电流，物质的磁性来源于分子电流的看法，得出了电流元之间相互作用力的规律——安培定律。1831年，法拉第发现了电磁感应现象，是第一次明确提出了场的概念，进一步揭示了电与磁的联系。19 世纪60年代麦克斯韦（J.C.Maxwell）总结了前人的研究结果，提出感生电场和位移电流的假设，建立了以麦克斯韦方程组为基础的麦克斯韦像完整的、宏观的电磁场理论，以及1887年赫兹（H.R.Hertz）做了一系列电磁波实验，最终使电磁学成为一门统一的学科。电磁学主要研究电荷产生电场和电流产生磁场的规律；电场、磁场对电荷、电流作用的规律；电场和磁场的相互联系及其运动变化的规律；电路的导电规律；以及电磁场的各种效应等等。由于电磁现象的普遍存在和广泛应用，电磁学已经成为科学技术的重要基础，电工学、电子学以及其他与电有关的科学往往都是以电磁学为基础建立和发展起来的。下面将阐述电磁学几大重要基本原理及其应用。一．同级相吸异极相斥——磁悬浮列车磁悬浮列车利用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车，时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”，亦称之为“磁垫车”。由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10—15毫米的间隙，并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。通俗的讲就是，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。由于它

2016年秋地磁学复习要点

2016年秋《地磁学》复习要点磁化强度，磁偶极子，地磁要素，磁偶极矩，国际地磁参考场（IGRF ），地磁图，地磁极，磁极，地球磁矩（地心偶极子的磁矩），地磁赤道，地磁子午线，地磁轴，非偶极子场（大陆磁异常），地磁要素的年变率，磁异常，区域磁异常与局部磁异常，退磁场，视磁化率，感应磁化强度，天然剩余磁化强度，正演，反演，剖面有效磁化强度，剖面有效磁化倾角，原生剩磁和次生剩磁，磁性弛豫，磁清洗，虚地磁极（VGP ），地磁场倒转，地磁极性年表（GPTS ），太阳静日变化，磁暴，地磁脉动，国际磁静日，国际磁扰日 1. 地磁场磁标势的高斯级数表达式，了解其中每一项参数的含义，特别与)1(+-n r 相联系的项和与n r -相联系的项，有什么物理意义？ 2. 已知X 与Z 或Y 与Z 的全球表面观测值，如何确定所有的内外源高斯系数。 3. 简述地磁场的组成与分类。 4. 基本磁场磁标势的高斯级数与地磁场磁标势的高斯级数有什么不同？ 5. 根据不同地磁要素地磁图的分布，分析全球基本磁场的空间分布特征。 6. 什么是地心偶极子场，地心偶极子可以视为哪三个偶极子的矢量和？示意性画出地心坐标系下的地心偶极子矢量。 7. 地磁坐标系与地理坐标系之间的转换 8. 地磁坐标系中，偶极子磁场的重要特点：（1）磁倾角（I ）与地磁纬度（Θ）的关系式；（2）地磁两极的磁场强度是地磁赤道上的值的两倍。 9. 简单总结基本磁场的长期变化特征。 10. 描述基本磁场起源的液核发电机的基本思想，磁流体力学方程有哪两类。 11. 物质的磁性主要有哪三类？在外磁场作用下各有什么表现？ 12. 简要分析影响岩石磁化率的主要因素 13. 什么是总磁场强度异常ΔT ，它有什么物理意义？ 14. 计算磁性体磁场的方法有哪几种？示意性画出球体，无限长水平圆柱体，走向无限板状体不同磁化方向下的Za 曲线。

Ulaby应用电磁学基础答案01

Chapter 1: Introduction: Waves and Phasors Lesson #1 Chapter — Section: Chapter 1 Topics: EM history and how it relates to other fields Highlights: ?EM in Classical era: 1000 BC to 1900 ?Examples of Modern Era Technology timelines ?Concept of “fields” (gravitational, electric, magnetic) ?Static vs. dynamic fields ?The EM Spectrum Special Illustrations: ?Timelines from CD-ROM Timeline for Electromagnetics in the Classical Era ca. 900 Legend has it that while walking BC across a field in northern Greece, a shepherd named Magnus experiences a pull on the iron nails in his sandals by the black rock he was standing on. The region was later named Magnesia and the rock became known as magnetite [a form of iron with permanent magnetism]. ca. 600 Greek philosopher Thales BC describes how amber, after being rubbed with cat fur, can pick up feathers [static electricity]. ca. 1000 Magnetic compass used as a navigational device. 1752 Benjamin Franklin (American) invents the lightning rod and demonstrates that lightning is electricity. 1785Charles-Augustin de Coulomb (French) demonstrates that the electrical force between charges is proportional to the inverse of the square of the distance between them. 1800 Alessandro Volta (Italian) develops the first electric battery. 1820 Hans Christian Oersted (Danish) demonstrates the interconnection between electricity and magnetism through his discovery that an electric current in a wire causes a compass needle to orient itself perpendicular to the wire.

4,古地磁和古地磁学

古地磁场： 1，相关知识：磁场三要素，剩余磁性，局里温度在此法勘探已有。 2，古地磁场是轴向地心偶极子场。 3，磁异常带的发现：在大洋洋脊附近发现对称于中轴裂谷分布的磁条带异常，认为是由于洋底磁化条带引起，并经过海底扩张而形成的。会反转，洋底磁条异常带平行并对称于中央裂谷，而其年龄又是离开中央裂谷越远越古老，与海底扩张模型完全符合，随后经过深海钻探的结果，使海底扩张和大陆漂移两个学说得到验证。而古地磁资料给出的极移曲线表明大陆确实在漂移。其原因是海底扩张和地磁场倒转的结果，熔岩流溢出海底，温度降到局里点时，受到当时地磁场的磁化。由于地磁极性不时发生反转，熔岩磁化的方向也不断出现正反交替，从而形成海底扩张的磁带记录，由此计算出海底扩张的速率，然后又发现团一样，所以假定速度恒定，建立了地磁极性年表。 4，磁异常带的形成：100多年前，人们发现地磁场存在向西的漂移，因而推测地核是液态的。地核是以金属铁为主的合金，建立了地核发电机模型，是偶极子场。到了50年带出其，发现一些岩石的磁化方向与现在相反，解释是地磁场的方向正好与现在的相反，发生多次偏转。其原因是不能归结为地球周期性反相旋转，二十发电机假说，液态的地核允许地磁场发生周期的倒转现象。 5，其意义：1，支持大陆漂移 2，支持海底扩张 3，转换地层的发现 6，一次偏转为4600年。 7，视极移曲线：对采集到的岩石测量年龄和磁化方向，可以给出此岩石过去磁极所在的位置，将不同时代大陆磁极所在的地理位置联系起来，就可得到大陆的十几亿曲线。 8，地磁场的起源：自激发电机效应，使得地核为良导体。液态地核由于内部的温度梯度或温差，压力差的原因产生斡旋场，使地核称为良导体。然后由于地球自转所引起的回旋磁效应就存在微弱的初始磁场。然后地核电流体形成，通过感应方式再生磁场，从而增强原来的磁场。由于地核电流体持续运动不断提供能量，因而引起自激发电机效应，增强原来的磁场，最后达到稳定平衡现在的磁场。满意解释了地磁偶极子场和非偶极磁场的起源，也解释了地球磁轴倒转现象。

人教版九年级实验专题(5) 磁学实验

探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”教材实验再现 1.实验设计： (1)两个透明的容器中密封着质量相等的空气。空气受热膨胀，使U形管中液面高度的发生变化。 (2)实验是通过观察两个U形管中液面高度差，来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。 2.探究方法：控制变量法、转换法 3.进行实验：（1）利用甲装置，将阻值不同的电阻串联，保证电流相等、电阻不等。探究电流产生的热量与电阻的关系。通电一段时间后，右侧容器中U型管中液面的高度差大。（2）利用乙装置，将阻值相同的电阻分别连在混联电路的干路和支路上，保证电流不相等、电阻相等。探究电流产生的热量与电流的关系。通电一段时间后，左侧容器中U型管中液面的高度差大。 4.实验结论：（1）在电流相同、通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；（2）在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多； 5.评估交流：乙装置中的电阻R3的作用主要是分流作用（使R1、R2中的电流不相等）。探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”专题训练1．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U型管中液面的。（2）甲装置可探究电流产生的热量与的关系，通电一段时间后，（填“左”或“右”）侧容器中U型管中液面的高度差大．这表明：。（3）乙装置可探究电流产生的热量与的关系，通电一段时间后，（填“左”或“右”）侧容器中U型管中液面的高度差大．这表明：。（4）乙装置中的电阻R3的作用主要是。（5）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U型管中液面的高度差将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（6）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系．可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在两个接线柱之间即可。（7）若通电一段时间后，发现其中一个U形管中液面的高度几乎不变，出现该现象的原因可能是。 2．下面是同学们在研究影响电热因素中所做的几个实验，（1）小航在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图甲所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，开始时两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值 R1＞R2．①实验中，烧瓶中装比热容比较小的煤油的原因是； ②闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快．由此得出结论：。（2）小言用如图丙所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。 ①将两电阻丝串联接入电路是为了控制及通电时间相等。实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明。 ②小妍提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。保持甲的器材不变，只把乙的煤油换成等质量的食用油。通电一段时间后，温度计示数变化小的液体吸热能力强。她们得出的结论对吗？为什么？。（3）小新看到实验室里有这样的一套新实验器材，如图丁，也能探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关.说明书上写了：两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化可反应出该密闭空气温度的变化。他连接了如图所示的电路，根据该电路，以下说法正确的是： A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系 B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大 D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的．