绝对有用的磁场模拟,资深老师原创精品
一、选择题
1．如图所示，在x 轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B 。在xOy 平面内，从原点O 处沿与x 轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v 发射一个带正电的粒子(重力不计)．则下列说法正确的是( )
A ．若v 一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
B ．若v 一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O 点越远
C ．若θ一定，v 越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大
D ．若θ一定，v 越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
2．如图所示，在正三角形区域内存在着垂直于纸面的匀强磁场和平行于AB 的水平方向的匀强电场，一不计重力的带电粒子刚好以某一初速度从三角形O 点沿角分线OC 做匀速直线运动。若此区域只存在电场时，该粒子仍以此初速度从O 点沿角分线OC 射入，则此粒子刚好从A 点射出；若只存在磁场时，该粒子仍以此初速度从O 点沿角分线OC 射入，则下列说法正确的是
A ．粒子将在磁场中做匀速圆周运动，运动轨道半径等于三角形的边长
B ．粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从OB 阶段射出磁场
C ．粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从BC 阶段射出磁场
D ．根据已知条件可以求出该粒子分别在只有电场时和只有磁场时在该区域中运动的时间之比 3．如图所示为一个质量为m 、带电量为+q 的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，圆环以初速度v 0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为
A ．0
B ．202
1mv C ．22232B q g m D ．???? ??-22222021B q g m v m 4．如图所示，有一金属块放在垂直于表面C 的匀强磁场中，磁感应强度B ，金属块的厚度为d ，高为h ，当有稳恒电流I 平行平面C 的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为（上下两面M 、N 上的电压分别为U M 、U N ）
A ．N M U U I
B ed - B ．N
M U U ed BI -12 C ．N M U U ed BI -1
D ．N M U U IB ed -2 5．如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长
方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏
角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为（ ）
A ．1∶1∶1
B ．1∶2∶3
C ．3∶2∶1
D ．1：2：3 O
B C
A v 0
m +q
B
7. 图甲是回旋加速器的工作原理图。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差，A 处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动。若带电粒子在磁场中运动的动能E k 随时间t 的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，下列判断正确的是
A ． 在E k -t 图中应该有t n+1- t n =t n -t n -1
B ． 在E k -t 图中应该有t n+1- t n C ． 在E k -t 图中应该有E n+1- E n =E n -E n -1 D ． 在 E k -t 图中应该有E n+1-E n 8．如图所示，空间内存在着相互正交的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场沿y 轴负方向，匀强磁场垂直于xOy 平面向里．图中虚线框内为由粒子源S 和电压为U 0的加速电场组成的装置，其出口位于O 点，并可作为一个整体在纸面内绕O 点转动。粒子源S 不断地产生质量为m 、电荷量为+q 的粒子(初速不计)，经电场加速后从O 点射出，且沿x 轴正方向射出的粒子恰好能沿直线运动．不计粒子的重力及彼此间的作用力，粒子从O 点射出前的运动不受外界正交电场、磁场的影响． (1)求粒子从O 点射出时速度v 的大小。 (2)若只撤去磁场，从O 点沿x 轴正方向射出的粒子刚好 经过坐标为(L ，-L/2)的N 点，求匀强电场的场强E ； (3)若只撤去电场，要使粒子能够经过坐标为(L ，0)的P 点，粒子应从O 点沿什么方向射出? 9.如图所示，在直角坐标系Oxy 平面的第三、四象限内分别存在着垂直于Oxy 平面的匀强磁场，第三象限的磁感应强度大小是第四象限的2倍，方向相反。质量、电荷 量相同的负粒子a 、b ，某时刻以大小相同的速度分别从x 轴上的P 、Q 两点沿y 轴负方向垂直射入第四、三象限磁场区域。已知a 粒子在离开 第四象限磁场时，速度方向与y 轴的夹角为60o ，且在第四象限磁场中运行时间是b 粒子在第三象限磁场中运行时间的4倍。不计重力和两粒子 之间的相互作用力。 求：a 、b 两粒子经Y 轴时距原点O 的距离之比。 10．如图，两平行金属板AB 中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。A 板带正电荷，B 板带等× × × × × × ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 60o Y X O P Q 量负电荷，电场强度为E ；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B 1。平行金属板右侧有一挡板M ，中间有小孔O ′，OO ′是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B 2。CD 为磁场B 2边界上的一绝缘板，它与M 板的夹角θ=45°，O ′C=a ，现有大量质量均为m ，含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子（不计重力），自O 点沿OO ′方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO ′方向运动，并进入匀强磁场B 2中，求： （1）进入匀强磁场B 2的带电粒子的速度； （2）能击中绝缘板CD 的粒子中，所带电荷量的最大值； （3）绝缘板CD 上被带电粒子击中区域的长度。 11、如图a 所示，水平直线MN 下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷 610/q C kg m =的正电荷置于电场中的O 点由静止释放，经过15π ×10—5s 后，电荷以v 0=1.5×l04m ／s 的速度通过 MN 进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B 按图b 所示规律周期性变化（图b 中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN 时为t=0时刻）。求： （1）匀强电场的电场强度E （2）图b 中45 t π=×10-5s 时刻电荷与O 点的水平距离 （3）如果在O 点右方d= 68cm 处有一垂直于MN 的足够大的挡板，求电荷从O 点出发运动到挡板所需的时间。（，） 80.037cos 0 =60 .037sin 0= 12、如图，相距为R 的两块平行金属板M 、N 正对着放置，S 1、S 2分别为M 、N 板上的小孔，S 1、S 2、O 三点共线，它们的连线垂直M 、N ，且S 2O ＝R.以O 为圆心、R 为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D 为收集板，板上各点到O 点的距离以及板两端点的距离都为2R ，板两端点的连线垂直M 、N 板．质量为m 、带电量为＋q 的粒子经S 1进入M 、N 间的电场后，通过S 2进入磁场．粒子在S 1处的速度以及粒子所受的重力均不计． (1)当M 、N 间的电压为U 时，求粒子进入磁场时速度的大小v ； (2)若粒子恰好打在收集板D 的中点上，求M 、N 间的电压值U 0； (3)当M 、N 间的电压不同时，粒子从S 1到打在D 上经历的时间t 会不同，求 t 的最小值． 13.如图，在直角坐标系xoy 的第一、四象限区域内存在边界平行y 轴的两 个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁 场Ⅱ。O 、M 、P 、Q 为磁场边界和x 轴的交点，OM=MP=L ；在第三象限 存在沿y 轴正向的匀强电场。一质量为m 带电量为q +的带电粒子从电场中坐标为(L L --， 2)的点以速度0v 沿+x 方向射出，恰好经过原点O 处射入区域Ⅰ又从M 点射出区域Ⅰ（粒子的重力不计）。 （1）求第三象限匀强电场场强E 的大小； （2）求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B 的大小； （3）若带电粒子能再次回到原点O ，问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少？ 粒子两次经过原点O 的时间间隔为多少？ O v 0 y x Ⅰ Ⅱ M Q P 13．如图所示，A、B为一对平行板，板长为L，两板距离为d，板间区域内充满着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，一个质量为m，带电量为+q的带电粒子自静止开始经M、N两平行金属板间的电场加速后，从A、B两板的中间沿垂直于磁感线的方向射入磁场。（不计粒子的重力）求： （1）若粒子被加速后进入磁场的速度为v0，则它在磁场中做圆 周运动的半径和周期各为多少？ （2）MN两极板间的电压U应在什么范围内，粒子才能从磁场 内射出？ 磁场测量的原理和元件 磁场是无形的，在实际检测中，通常是将磁场转换成电信号然后实现自动化处理，从而实现无形磁场的可视化。磁电转换原理和元件有以下几种： 1.感应线圈 感应线圈的原理：通过线圈切割磁力线产生感应电压，而感应电压的大小与线圈匝数、穿过线圈的磁通变化率或者线圈切割磁力线的速度成线性关系。感应线圈测量的是磁场的相对变化量，并对空间域上的高频率磁场信号更敏感。 2.磁通门 磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量的弱磁场的一种传感器，其原理是建立在法拉第电磁感应定律和某些材料的磁化强度M与磁场强度H的非线性关系上。使用磁通门传感器的仪器有磁通门高斯计，如磁通门高斯计GF600，能精确测量微弱的磁场，仪表无须调零，是测量弱磁场最好的选择，但磁通门传感器不能长期暴露在高磁场环境下，使用环境应低于100G(10mT)。 3.霍尔传感器 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，测量绝对磁场大小。 霍尔效应从本质上讲是运动的带点粒子在磁场中收到洛伦兹力作用引起的偏转，从而形成霍尔电势V=K H①·I·B。以霍尔传感器开发出来的仪器有霍尔效应高斯计，常用的有手持式高斯计G100，具有精度高、温度补偿功能强、零点漂移小和磁场测量反应速度快等优点。 4.磁敏电阻 磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。 常用的元件有磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管等。 5.磁共振法 原子核磁性的直接和精密的测量是利用核磁共振的方法。核磁共振是原子核磁矩系统在相互垂直的恒定磁场B和角频率ω的交变磁场的同时作用下，满足ω=γ②B时，原子核系统对交变磁场产生强烈吸收（共振吸收）现象。 除了上述介绍的几种方法外，还有磁光克尔效应法、磁膜测磁法、磁致收缩法、磁量子隧道效应法、超导效应法等。 ①元件的灵敏度，它表示在单位磁场和单位控制电流下霍尔电势的大小 ②为原子核的磁旋比，即原子核的磁矩与角动量之比。 电磁场仿真软件简介 随着电磁场和微波电路领域数值计算方法的发展，在最近几年出现了大量的电磁场和微波电路仿真软件。在这些软件中，多数软件都属于准3维或称为2.5维电磁仿真软件。例如，Agilent公司的ADS（Advanced Design System）、AWR公司的Microwave Office、Ansoft公司的Esemble、Serenade和CST公司的CST Design Studio等。目前，真正意义上的三维电磁场仿真软件只有Ansoft公司的HFSS、CST公司的Mafia、CST Microwave Studio、Zeland公司的Fidelity和IMST GmbH公司的EMPIRE。从理论上讲，这些软件都能仿真任意三维结构的电磁性能。其中，HFSS（HFSS是英文高频结构仿真器（High Frequency Structure Simulator）的缩写）是一种最早出现在商业市场的电磁场三维仿真软件。因此，这一软件在全世界有比较大的用户群体。由于HFSS进入中国市场较早，所以目前国内的电磁场仿真方面HFSS的使用者众多，特别是在各大通信技术研究单位、公司、高校非常普及。 德国CST公司的MicroWave Studio（微波工作室）是最近几年该公司在Mafia软件基础上推出的三维高频电磁场仿真软件。它吸收了Mafia软件计算速度快的优点，同时又对软件的人机界面和前、后处理做了根本性的改变。就目前发行的版本而言，CST 的MWS的前后处理界面及操作界面比HFSS好。Ansoft也意识到了自己的缺点，在刚刚推出的新版本HFSS（定名为Ansoft HFSS V9.0）中，人机界面及操作都得到了极大的改善。在这方面完全可以和CST媲美。在性能方面，两个软件各有所长。在速度和计算的精度方面CST和ANSOFT成绩相差不多。值得注意的是，MWS采用的理论基础是FIT（有限积分技术）。与FDTD（时域有限差分法）类似，它是直接从Maxwell 方程导出解。因此，MWS可以计算时域解。对于诸如滤波器，耦合器等主要关心带内参数的问题设计就非常适合；而HFSS采用的理论基础是有限元方法(FEM)，这是一种微分方程法，其解是频域的。所以，HFSS如果想获得频域的解，它必须通过频域转换到时域。由于，HFSS是用的是微分方法，所以它对复杂结构的计算具有一定的优势。 另外，在高频微波波段的电磁场仿真方面也应当提及另一个软件：ANSYS 。ANSYS是一个基于有限元法(FEM)的多功能软件。该软件可以计算工程力学、材料力学、热力学和电磁场等方面的问题。它也可以用于高频电磁场分析（应用例如：微波辐射和散射分析、电磁兼容、电磁场干扰仿真等）。其功能与HFSS和CST MWS类似。但由于该软件在建模和网格划分过程中需要对该软件的使用规则有详细的了解，因此，对一般的工程技术人员来讲使用该软件有一定困难。对于高频微波波段通信、天线、器件封装、电磁干扰及光电子设计中涉及的任意形状三维电磁场仿真方面不如HFSS更专业、更理想。实际上，ANSYS软件的优势并不在电磁场仿真方面，而是结构静力/动力分析、热分析以及流体动力学等。但是，就其电磁场部分而言，它也能对任意三维结构的电磁特性进行仿真。 虽然，Zeland公司的Fidelity和IMST GmbH公司的EMPIRE也可以仿真三维结构。 春蕾教育集团幼儿园教师行为规范引导措施所有体罚的均来自于教师对师幼冲突的错误认知、教师对自身角色的错误认知、教师对不同年龄段幼儿需求点的错误认知。要从根本上预防与制止教师对幼儿的隐形体罚，必须从教师一日环节细节规范、儿童发展标准量化定义、教师系统行为考核、家长监督等方面着手。可以归结为： 1）以班级管理标准建设为主的实战培训 2）以教研组长和行政为主导的教育监督 3）以家长反映与幼儿调查为参考依据的绩效考核 4）以“关于人的教育”的先进教育经验的定期分享。 这样就真正成为教师发展的4D团队管理方案。再配合以岗位与专业知识的培训补充，这样就能从根本上杜绝师幼冲突中 一教师认知修正 1师幼冲突中的隐性伤害 目前教育界把幼儿园的体罚称为师幼冲突过程中产生的师源性伤害，又称之为幼儿隐形伤害。这种师源性伤害的的判定标准就是： 1）托小中——教师没有满足幼儿对安全和包容、被爱的需求； 2）大班——教师没有满足幼儿对自我认知的需求。 具体包括 1）干扰幼儿对客观世界、人、事、物的认知和体验 2）挫伤了幼儿的探索热情 3）导致幼儿的情绪紧张 4）导致幼儿睡眠异常 5）导致幼儿行为异常 6）导致幼儿认知功能水平下降 7）导致幼儿早期社会关系改变。 8）环境创设混乱导致幼儿行为无秩序 2 师源性隐形伤害的教师行为表现 1）语言：讽刺、挖苦、嘲笑、责骂、威胁、恐吓等 2）行为：、催促孩子、忽视幼儿、拒绝幼儿、病态班级规则、居高临下、偏爱某部分孩子、不保护幼儿、孤立、羞辱、剥夺 3）能力：制定不合理的班级规矩、超越幼儿实际水平的要求、情绪失控 3 形成师源性隐形伤害的原因 1）活动过程中量化教育指标，忽略幼儿兴趣点关注； 2）老师说了算，忽视小朋友的需求； 3）活动过程中教师直白传递知识，没有设计多感官的实实在在的体验游戏； 4）活动过程中教师过于重视班级表面秩序，忽视幼儿为什么这么做的原因； 从零开始学习3D MAXWELL之边界条件 MAXWELL仿真电磁场的本质还是计算麦克斯维尔方程，所以要定义仿真的边界条件，这样才能得到方程的解。3D仿真一共有六种求解类型，为静磁场/涡流/瞬态磁场/静电场/传导/瞬态电场。每一种求解类型都有边界条件。 1，静磁场求解器边界条件 默认边界条件示意图如下：（默认边界条件普遍存在于Maxwell 3D仿真的各种求解器中。正确应用默认边界条件，求解域的设置非常关键。尼曼边界条件将磁场限定在边界之内。当磁场较封闭或求解域足够大时，应用尼曼边界条件才会得到相对正确的分析结果。） 磁场边界条件：磁场边界条件指定在求解域表面：1）定义切向方向磁场强度为零的边界条件：选择要添加边界条件的面--增加切线方向磁场强度为零的磁场；2）定义正切磁场边界条件：选择要添加边界条件的面--增加正切磁场--增加X/Y方向的磁场分量值--在坐标系统中定义X/Y矢量或是使用默认值；（正切方向为零，磁场方向与表面垂直）（磁场边界条件，磁场的切向分量被指定为预定义的值，但如果该分量的值被指定为0，则其效果与Zero Tangential H Field相同，磁场与该边界垂直，适用于施加外部磁场，如地磁仿真。） 绝缘边界条件，除电流无法穿过边界以外，其他特性与Neumann边界相同，适用于2个接触导体之间完美绝缘的薄片。 (未添加绝缘边界条件) （添加绝缘边界条件后） 对称边界条件：对称边界条件适合几何对称或是磁场对称的结构。对称边界条件，奇对称（磁力线正切），磁场与边界正切，磁场法向分量为0；偶对称（磁力线垂直），磁场与边界垂直，磁场切向分量为0。对称边界条件主要用来减少仿真时间，增加计算效率。 霍尔效应及其应用实验(FB510A 型霍尔效应组合实验仪) （亥姆霍兹线圈、螺线管线圈） 实 验 讲 义 长春禹衡时代光电科技有限公司 实验一 霍尔效应及其应用 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。 【实验目的】 1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。 2．学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的S H I ~V 和M H I ~V 曲线。 3．确定试样的导电类型。 【实验原理】 1．霍尔效应： 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场H E 。如图1所示的半导体试样，若在X 方向通以电流S I ，在Z 方向加磁场B ，则在Y 方向即试样A A '- 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图1（a ）所示的N 型试样，霍尔电场逆Y 方向，（b ）的P 型试样则沿Y 方向。即有 ) (P 0)Y (E )(N 0)Y (E H H 型型?>?< 显然，霍尔电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力H E e ?与洛仑兹力B v e ??相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故有 测量磁感强度的五种方法 程和界 李木成 磁感强度B 是物理学中的一个重要物理量。磁感强度的测量是一个与课本知识有关的设计性实验，而现在的高考题型重点考查学生的理解能力和计算能力，随着高考的深入，磁感强度的测量必将以探索性实验、设计性实验出现在高考题中，着重考查学生的设计能力和创新能力。为此，下面就高考中出现的以磁感强度的测量为背景而编制的试题进行分类归纳，介绍磁感强度的测量的五种方法，为即将到来的高考提供一些借鉴。 一、利用电磁感应的原理进行测量 把一个很小的线圈与测量电量的冲击电流计G 串联后放在待测处，然后改变线圈的状态使线圈产生感应电流，测出感应电量Q ，就可以算出该处的磁感强度B 。 例1. 如图1所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线圈A 放在待测处，线圈与测量电量的冲击电流计G 串联，当用双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表G 测出电量Q ，就可以算出线圈所在处的磁感应强度B 。已知测量线圈共有N 匝，直径为d ，它和表G 串联电路的总电阻为R ，则被测处的磁感强度B 为多大？ 解析：当双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得： E N t N B d t ==?? ????Φ??222π 由欧姆定律得：I Q t E R ==? 由上述二式可得：B QR Nd = 22 π 二、利用物体的平衡原理进行测量 利用安培秤测出安培力的大小F ，然后根据安培力的公式F BLI =就可以算出磁感强度B 。 例2. 安培秤如图2所示，它的一臂下面挂有一个矩形线圈，线圈共有N 匝，它的下部悬在均匀磁场B 内，下边一段长为L ，它与B 垂直。当线圈的导线中通有电流I 时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向，这时需要在一臂上加质量为m 的砝码，才能使两臂再达到平衡。求磁感强度B 的大小。 学案3几种常见的磁场 [学习目标定位] 1.知道磁感线的概念，知道几种常见磁场的磁感线分布.2.会用安培定则判断电流的磁场方向.3.了解安培分子电流假说.4.知道什么是匀强磁场.5.知道磁通量的概念，会用Φ＝BS 计算磁通 量． 一、磁感线 如果在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线．在磁体两极附近，磁场较强，磁感线较密． 二、几种常见的磁场——安培定则的几种表述 1．直线电流的磁场方向：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向．这个规律也叫右手螺旋定则． 2．环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向． 3．通电螺线管的磁场：从外部看，通电螺线管的磁场相当于一个条形磁铁的磁场，所以用安培定则时，拇指所指的是它的北极的方向． 三、安培分子电流假说 法国学者安培提出了著名的分子电流假说．他认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极． 四、匀强磁场 强弱和方向处处相同的磁场．匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线． 五、磁通量 设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通．用字母Φ表示磁通量，则Φ＝BS. 在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb. 一、磁感线安培定则 [问题设计] 在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来，模拟出磁感线的形状．由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？ 答案 ] [要点提炼1．磁感线和电场线的比较：相同点：都是疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交． 不同点：电场线起于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是闭合曲线． 2．电流周围的磁感线方向可根据安培定则判断． (1)直线电流的磁场：以导线上任意点为圆心的同心圆，越向外越疏．(如图1所示) 引导青年教师师师共同提升 新一轮的课程改革已经走进了我们的校园，新的课程需要新型的教师。教师是实施新课程的主体，是推行改革的关键。青年教师作为最具有活力的一部分，更应该成为新型教师的主体。 走上工作岗位二十几年的我，在做好自身工作的同时，注重与青年教师共同探讨，把自己在教学经验、知识结构、技能等方面微薄得经验，与我们的青年教师共同分享。 首先，我经常在教学常规、教学研究、教学思想各方面，全面关心和指导青年教师，帮助青年教师掌握备课、上课、考试评价等教学常规工作的要领，展开对教材、教法和学生学习情况的研究分析，指导青年教师选择和确定教研、科研课题，深入领会并具体体现学校优秀文化传统和先进教育思想。还经常给予青年教师以具体的教学指导，没两周至少听青年教师一节随堂课，并及时给予分析、评述和指导。 其次，对学生学习习惯的把握、学生学习年龄特征的研究也十分重要。我经常指导青年教师要抓住继续学习机会，因为随着社会的发展、时代的进步，学科的知识结构、认知体系都在不断变化，教师只有不断地学习充实自己、更新自己的知识体系才能以更全面的视角、更新的观点、更丰富的知识来面对学生。 另外，由于青年教师还缺乏相关的教学经验，我就指导青年教师要经常通过自己的反思，将自己的心得与教学理论结合起来，不断修正自己的学习和教学行为，促进自身的不断发展。如在以前的学习中，青年教师往往重视对知识的获取，忽视对知识的管理。比如在教学过程中， 经常会遇到这种情况，某一节课自己上的很差，差在哪里，这些问题很少去追问。在意识到反思的重要性以后，我引导青年教师注意寻找这些问题的答案，尝试写点读书笔记和教学反思。通过这种经常性的反思，把平时那些隐私的知识不断地外显化，然后再用这些显性的知识来指导自己的教学。 还有，我经常指导青年教师要思考如何才能加快自身的成长，促进自身的专业发展？课改的一个很重要的内容就是我们的教育要适应当今社会的这种变化，我要求青年教师要做一个终身学习者，不断地在磨练中吸取营养，不断提高自己，那么就能加快自身成长，促进专业发展。 师徒结对可以传、帮、带，加速青年教师的成长，使青年教师尽快适应角色和坏境要求。经过我的指导，青年教师留加义成长很快。 在指导青年教师的过程中，我自身也得到了不断地进步。以后，我要一如既往地在做好自身工作的同时，引导青年教师，师徒共同提升，注重于和青年教师共同探讨，把自己在教学经验、知识结构、技能等方面微薄得经验，与我们的青年教师分享，同时也不断提升自己。 一周总结报告 一、ANSYS学习 1.学习情况 目前正在边看书籍边操作ANSYS系统，已经了解了ANSYS的基本操作系统以及ANSYS 分析过程的三大步骤，大体上知道了它的整个工作流程。目前正在深入仔细学习每一部分的详细步骤。现在已经学习了ANSYS有限元分析典型步骤、实体建模、网格划分、创建有限元模型，正在学习加载和求解这一部分。 2.理论知识 (1)网格划分与创建有限元模型 ①设置单元属性，包括： a.选择单元类型，如常用的有PLANE13，PLANE53，INFIN110；在Element Type中设 置； b.设置单元实常数，如线圈横截面积、匝数、导体填充率等； c.设置材料属性，如泊松比、材料密等； d.设置单元坐标系统。 ②通过网格划分工具设置网格划分属性包括： a.单元属性分配设置，作用是在网格划分之前为模型(包括实体和有限元模型)分配单元属性； b.智能划分水平控制； c.单元尺寸控制，单元尺寸的意思是单元边的长度。 ③实体模型的划分 ANSYS有两种方式对实体模型进行网格划分。 映射网格划分方法：最大特点就是必须使用形状规则的单元划分，对于面对象必须使用三角形单元或四边形单元，对于体对象只能使用六面体单元。故划分对象必须形状规则。不是任何形状的对象都能用映射网格划分。 (2)加载和求解 有限元分析的主要目的在于得到系统在特定激励源和边界条件下的响应。这些激励以及边界条件统称为载荷。所以载荷包括边界条件和激励。磁场分析中常见的载荷有磁势、磁通量边界条件等。 载荷分为六大类：自由度约束、集中力载荷、面载荷、体载荷、惯性载荷以及耦合场载荷。关于载荷步、子步和平衡迭代，通过阅读理论知识自己的理解的总结是：一个实际加载过程需要多次施加不同的载荷才能满足要求，每一步就称为一个载荷步。一个载荷步可以通过多个子步来逐渐施加。平衡迭代用于考虑收敛的非线性分析。 3.仿真结果 目前按照教程的步骤将ANSYS从建立模型到加载求解再到查看后处理器的整个分析过程大体操作了一遍，目的就是先通过简单模型熟练ANSYS的整体操作。最终的分析结果如图所示。 4.下周计划 (1)学习ANSYS通用后处理器以及时间历程后处理器； (2)目前只是跟着书上的步骤可以进行操作，还得进一步熟练； (3)目前主要是用GUI方式进行，下一步要更加熟练使用命令流的操作方式。 霍尔效应及其应用实验 (FB510A型霍尔效应组合实验仪)（亥姆霍兹线圈、螺线管线圈） 实 验 讲 义 长春禹衡时代光电科技有限公司 实验一 霍尔效应及其应用 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。 【实验目的】 1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。 2．学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的S H I ~V 和M H I ~V 曲线。 3．确定试样的导电类型。 【实验原理】 1．霍尔效应： 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场H E 。如图1所示的半导体试样，若在X 方向通以电流S I ，在Z 方向加磁场B ，则在Y 方向即试样A A '- 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图1（a ）所示的N 型试样，霍尔电场逆Y 方向，（b ）的P 型试样则沿Y 方向。即有 ) (P 0)Y (E )(N 0)Y (E H H 型型?>?< 显然，霍尔电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力H E e ? 实验五 地磁场测定 一．概述 地磁场作为一种天然磁源，在军事、航空、航海、工业、医学、探矿等科研中有着重要用途。本仪器采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场的重要参量，通过实验可以掌握磁阻传感器定标以及测量地磁场水平分量和磁倾角的方法，了解测量弱磁场的一种重要手段和实验方法，本仪器与其他地磁场实验仪(如正切电流计测地磁场实验仪)相比具有以下优点： 1．实验转盘经过精心设计，可自由转动，方便地调节水平和铅直。内转盘相隔ο180，具有两组游标，这样既提高了测量精度，又消除了偏心差。 2．新型磁阻传感器的灵敏度高达50V/T ，分辨率可达8710~10--T ，稳定性好。用本仪器做实验，便于学生掌握新型传感器定标，及用磁阻传感器测量弱磁场的方法，测量地磁场参量准确度高； 3．本仪器不仅可测地磁场水平分量，而且能测出地磁场的大小与方向，这是正切电流计等地磁场实验仪所不能达到的。 本仪器可用于高校、中专的基础物理实验、综合性设计性物理实验及演示实验。 二．仪器技术要求 1．磁阻传感器 工作电压 6V ，灵敏度50V/T 2．亥姆霍兹线圈 单只线圈匝数N=500匝，半径10cm. 3．直流恒流源 输出电流0—200.0mA 连续可调 4．直流电压表 量程0—19.99mV ，分辨率0.01mV 5．测量地磁场水平分量不确定度小于3% 6．测量磁倾角不确定度小于3% 7．仪器的工作电压AC 220±10V 三．仪器外型 FD-HMC-2型 磁阻传感器与地磁场实验仪 (以下实验讲义和实验结果由复旦大学物理实验教学中心提供) 一．简介 地磁场的数值比较小，约510-T 量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。由于磁阻传感器体积小，灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。 二．实验原理 物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。 HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图1所示。薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式 θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1） 其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。当沿着铁镍合金带的 《新课标》高二物理（人教版）第二章磁场 第三讲几种常见的磁场（一） 1．如果在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，这样的曲线就叫做磁感线．磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，其疏密反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同． 2．安培定则： (1) 右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕 的方向． (2) 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方 向． 3．安培分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极． 安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，即磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．4．磁通量：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面且面积为S，我们把B与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示，则Φ＝BS，单位：韦伯． 5．匀强磁场是指磁感应强度处处相同的磁场，它的磁感线的特点是间隔相等、互相平行． 1．关于磁感线的描述，下列说法中正确的是( A ) A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 B．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 C．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 2．关于磁感线的性质和概念，下面的说法正确的是(AB ) A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向 B．磁场中任意两条磁感线均不相交 C．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线D．磁感线总是从磁体的N极指向S极 3．关于磁感线的说法，下列正确的是(B) A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极B．磁感线可以表示磁场的强弱和方向C．电流在磁场中的受力方向，即为该点磁感线的切线方向D．沿磁感线方向，磁场减弱 4．关于磁感线，下列说法中正确的是( C ) A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B．磁感线总是从N极到S极 C．磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 D．两个磁场叠加的区域，磁感线可能相交 5．关于磁感线与电场线的描述，下列正确的是( B ) A．电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极B．电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合的C．磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D．沿磁感线方向磁场逐渐减弱 6．用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象(AD) A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场 C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象 7．下列关于磁场的说法中正确的是(ABCD) A．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的 B．永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的 C．宏观电荷的定向运动能产生磁场D．所有的磁场都是由电荷的运动产生的 8．当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则( A ) A．小磁针B的N极向纸外转 B．小磁针B的N极向纸里转 C．小磁针B不转动 D．因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动 9．关于匀强磁场，下列说法中正确的是(CD ) A．在某一磁场中，只要有若干处磁感应强度相同，则这个区域里 价值判断与价值选择 导入语 10月21日，北京市教育考试院公布中、高考改革方案。根据此方案，从2016年起，北京市高考英语科目分值由150分减为100分，中考英语科目分值由120分减少为100分，此前，山东、江苏、浙江等地也对高考英语考试进行调整，取消了听力考试，放在平时考。 我们看一下网友对英语改革是怎么看待的！播放视频 引出课题： 你是支持还是反对英语“去高考化”的改革呢？理由是什么？这就涉及到我们今天所讲的内容《价值判断与价值选择》 第一环节： 支持英语“去高考化”的改革反对英语“去高考化”的改革 要求：选三位同学阐述理由（时间2分钟） 有的反对，有的支持各种原因 过渡：刚才大家有的同学认为英语很重要，所以反对英语高考改革，有的认为英语不是很重要，所以支持改革 支持改革还是反对改革就是价值选择，而英语重要还是不重要就是价值判断，价值判断的含义就是人们对事物能否满足主体的需要以及满足程度做出判断。价值判断是价值选择的基础，价值选择是价值判断的体现。 第二环节： 过渡：知道了什么是价值判断、价值选择，那我们不仅要问了，为什么不同的人会有不同的价值判断、价值选择呢？下面，我们进行自主、合作学习，来共同探讨两个问题：（1）面对同样的话题“英语去高考化的改革”，为什么同学们会有不同的选择呢？ （2）为什么不同的时期对英语学习会有不同的要求呢？ 要求： （1）首先大家自主学习教科书P99-P101，归纳、概括出影响价值判断和价值选择的因素（时间2分钟）； （2）接着分小组讨论，运用影响价值判断和价值选择的因素分析上述现象,并请每组指定代表发言（时间2分钟）。 过渡：刚才我在下面巡视发现大家看书的时候圈圈点点，真是很认真、仔细。那大家原因归纳的是否全面？又能不能用这些原因来分析现实问题呢？下面大家讨论一下。 过渡：老师每次都不忍心打断大家的讨论，不过我们还是的检验一下大家自主、合作学习的效果。首先请同学来归纳一下影响价值判断与价值选择的因素。 先提问原因（问全体同学，大家一块回答、补充）边归纳边放课件。 理论分析：不同的主体社会地位不同、认识角度不同、立场不同，价值判断与价值选择是不一样的，而且这些会随着时间、地点、条件的变化而变化，可见，价值判断与价值选择具有社会历史性的特征。 过渡：大家归纳了原因，那么如何运用这些原因来分析现实问题呢？请同学把讨论的结果给大家分享一下吧。 引导：为什么不同时期对英语学习会有不同的要求？这种变化的原因是什么？ 评价：这位同学能很好地把所学理论和现实问题相结合，这正是高考能力立意的体现。 天津市宝坻区2013年高三综合模拟试卷 5．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I ，C 、D 两侧面会形成电势差UCD ，下列说法中正确的是 A ．电势差U CD 仅与材料有关 B ．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差U CD >0 C ．仅增大磁感应强度时，电势差U C D 变大 D ．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 12．（20分）如图所示，一质量为m 、电荷量为q 、重力不计的微粒，从倾斜放置的平行电容器I 的A 板处由静止释放，A 、B 间电压为U1。微粒经加速后，从D 板左边缘进入一水平放置的平 行板电容器II ，由C 板右边缘且平行于极板方向射出，已知电容器II 的板长为板间距离的2倍。电容器右侧竖直面MN 与PQ 之间的足够大空间中存在着水平向右的匀强磁场（图中未画出），MN 与PQ 之间的距离为L ，磁感应强度大小为B ，在微粒的运动路径上有一厚度不计的窄塑料板（垂直纸面方向的宽度很小），斜放在MN 与PQ 之间，α=45°。求： （1）微粒从电容器I 加速后的速度大小； （2）电容器IICD 间的电压； （3）假设粒子与塑料板碰撞后，电量和速度大小不变、 方向变化遵循光的反射定律，碰撞时间极短忽略不计， 微粒在MN 与PQ 之间运动的时间和路程。 天津市和平区2013届高三第二次质量调查 11．（18分）如图所示，在—个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径24A A 为边界的两个半圆形区域I 、II 中，24A A 与13A A 的夹角为60。—质量为m 、带电量为+q 的粒子以某—速度从I 区的边缘点1A 处沿与13A A 成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于24A A 的方向经过圆心O 进入II 区，最后再从4A 处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t ，（忽略粒子重力）。 求：(1)画出粒子在磁场I 和II 中的运动轨迹；． (2)粒子在磁场I 和II 中的轨道半径1r 和2r 比值； (3)I 区和II 区中磁感应强度的大小 第三节几种常见的磁场 教学目标 知识与技能 1、 知道什么是磁感线。知道5种典型磁场的磁感线分布情况。 2、 会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。 过程与方法 1、 通过类比电场线，理解磁感线的特点 2、 通过模拟实验体会磁感线的形状，培养学生的空间想象能力。 3、 引导学生从不同侧面去观察磁场，并画出磁感线。 情感、态度与价值观 通过讨论与交流，培养探索物理兴趣。 教学重点 用安培定则判断磁感线方向。 教学难点 I 田i 出各个侧面的磁感线。 教学方法 类比法、实验法。 教具 条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、 教学过程 （一） 引入新课 电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述 呢？ 那么什么是磁感线？又有哪些特点呢？这节课我们就 来学习有 关磁感线的知识。 （二） 进行新课 1、磁感线 磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点 的切线 方向表示该点的磁场方向。 ［演示］在磁场中放一块玻璃板，在玻璃板上均匀地撒 一层 细铁屑，细铁屑在磁场里被磁化成“小磁针”，轻敲玻 璃板使铁屑 能在磁场作用下转动。 ［现象］铁屑静止时有规则地排列起來，显示出磁感线的形 状。如图3.3?1所示: ［用投影片出示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况］如图所示: 投影仪、展示台、学生电源 用铁础複拟破感线 (1) 磁铁周围的磁感线 磁铁外部的磁感线是从磁铁的北极出来，进入磁铁的南极。 磁感线是闭合曲线：磁铁外部从北极到南极，内部是从南极到北极。、 问题：磁感线和电场线有何区别？ ［教师引导学生分析得］ (1) 电场线是电场的形象描述，而磁感线是磁场的形象描述 (2) 电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线 (3) 切线方向均表示方向 (4) 疏密程度均表示大小 ［通过实验出示通电直导线周围的磁感线分布情况］如图3.3?2所示: (2)通电直导线周围的磁感线 直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线 垂直的平面上。 问题：直线电流的方向跟电的磁感线方向之间的关系如何判断呢？ 蹄形IB 铁 I 卩磁悠线的仆命 乙安培宦聊 IS 3,3-2 酉线 电沆的磁场 实验九螺线管内磁场的测量在工业、国防和科学研究中经常要对磁场进行测量例如在粒子回旋加速器、受控热核反应、同位素分离、地球资源探测、地震预测和磁性材料研究等方面。测量磁场的方法较多从测量原理上大体可以分为五类力和力矩法、电磁感应法、磁传输效应法、能量损耗法、基于量子状态变化的磁共振法。常用的测量方法主要有冲击电流计法霍尔元件法、核磁共振法和天平法。练习一用冲击电流计法测量螺线管内磁场【实验目的】1学习用冲击法测量磁感应强度的原理和方法2学会使用冲击电流计3研究长直螺线管内轴线上的磁场分布4对比螺线管轴线上磁场的测量值与理论值加深对毕奥萨伐尔定律的理解。【实验仪器】冲击电流计、螺线管磁场测量仪、直流电源、直流电流表、电阻箱、滑线变阻器。【实验原理】1. 长直螺线管轴线上的磁场如图5.9.1所示设螺线管长为L半径为r0表面均匀地绕有N匝线圈放在磁导率为μ的磁介质中并通以电流I。如果在螺线管上取一小段线圈dL则可看作是通过电流为INdL/L的圆形载流线圈。由毕奥萨伐尔定律得到在螺线管轴线上距离中心O为x的P点产生的磁感应强度dBx 为3202rrLINdLdBx 5.9.1 图5.9.1长直螺线管轴的结构图OP2LLx0r21dLdBxrd 由图5.9.1可知0sinrrsinrddL代入式5.9.1得到dLμINdBxsin2 5.9.2 因为螺线管的各小段在P点的磁感应强度方向均沿轴线向左故整个螺线管在P点产生的 磁感应强度21coscos2sin22121LNIdLNIdBBx 5.9.3 由图5.9.1可知5.9.3式还可以表示为 212022*********rxLxLrxLxLLNIBx 5.9.4 令x0得到螺线管中点O的磁感应强度2120204rLNIB 5.9.5 令xL/2得到螺线管两端面中心点的感应强度2122202LNIBLr 5.9.6 当L≥r0时由式5.9.5和式5.9.6可知BL/2≈B0/2。只要螺线管的比值L/r0保持不变则不论螺线管放大或缩小也不论线圈的匝数N 和电流I为多少磁感应强度相对值沿螺线管轴的分布曲线不改变。 2. 用冲击电流计测量磁场的原理如图5.9.2所示设探测线圈匝数为n平均截面为S线圈的法线与磁场方向一致当K1倒向一边使螺线管中通过电流的I。当K1突然断开时螺线管内的磁通突然改变探测线圈中的感应电流i通过冲击电流计G若测出在短时间内的脉冲电流所迁移的电量就可求得该点的Bx值。由法拉第电磁感应定律可知在探测回路中产生感应电动势ddt 5.9.7 设探测回路的总电阻为R则通过冲击电流计的瞬时感应电流为1diRdt 5.9.8 图5.9.2测量螺线管内磁场电路图GA-1R2RgR1KER在磁通变化的时间内通过冲击电流计的总电量0000111dQidtdtdRdtRR 5.9.9 实验时把通过螺线管的电流由I突变为0即把K1断开使磁通量发生改变则有0t时0xBnSt0代入5.9.9式有xBnSQR 5.9.10 因此只需测量出R及Q就可以算出Bx。Q值可以通过DQ-3/4型智能冲击电流计直接测出为了测出探测回路的 Matlab 与电磁场模拟 一 单电荷的场分布： 单电荷的外部电位计算公式： 等位线就是连接距离电荷等距离的点，在图上表示就是一圈一圈的圆，而电力线就是由点向外辐射的线。 MATLAB 程序： theta=[0:.01:2*pi]'; r=0:10; x=sin(theta)*r; y=cos(theta)*r; plot(x,y,'b') x=linspace(-5,5,100); for theta=[-pi/4 0 pi/4] y=x*tan(theta); hold on ; plot(x,y); end grid on 单电荷的等位线和电力线分布图： r q 04πεφ= 二多个点电荷的电场情况： 模拟一对同号点电荷的静电场 设有两个同号点电荷,其带电量分别为+Q1和+Q2(Q1、Q2>0 )距离为2a则两电荷在点P(x, y)处产生的电势为: 由电场强度可得E = -?U,在xOy平面上,电场强度的公式为: 为了简单起见,对电势U做如下变换: 。 Matlab程序： q=1; xm=; ym=2; x=linspace(-xm,xm); y=linspace(-ym,ym); [X,Y]=meshgrid(x,y); R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2); R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2); U=1./R1+q./R2; u=1::4; figure contour(X,Y,U,u) grid on legend(num2str(u')) hold on plot([-xm;xm],[0;0]) plot([0;0],[-ym;ym]) plot(-1,0,'o','MarkerSize',12) plot(1,0,'o','MarkerSize',12) [DX,DY] = gradient(U); quiver(X,Y,-DX,-DY); surf(X,Y,U); 同号电荷的静电场图像为： 不得不承认职业对于人的思维方式的养成和方向的确定具有不可忽视的作用。正如农家百姓地里种丝瓜的时候，总会在边上插一根根的棍子。而后，丝瓜便像那乖乖听话的孩子一般，直直的借着棍子的温暖身躯，开心地往上生长开来。绽放着他那一抹清新的绿，释放着他那苗条修长的身材。 因为曾经做过教师的缘故，今晚提留着西瓜走在回家路上的一段思考便借着曾经对于孩子的关爱这根看不见的棍子，也慢慢从内心升腾起来，渐渐跑向了天空，向天际飘去。 与此同时，提留着西瓜走了大概1公里，那个被打压的在肚子里变了形的馋鬼终究还是沿着身体战胜了漫长的旅途，爬到了鼻孔边，当闻到了西瓜的脆爽欲滴的那一刻，手便立刻成了馋鬼的奴隶，将西瓜一掰，满地的汁水横流，将一场西瓜盛宴沐浴在了色香味俱全的空间包围之下。 只是，世上的美好总是残缺的。如断臂的维纳斯却永垂不朽，失去了四肢的超级演说家风靡了世界一般。吃着西瓜也带来了美好的残缺。 吃着，吃着，手中积攒的黑色西瓜子已经越来越多，加上汁水的捣乱，整个手掌变得那么的黏糊不堪。西瓜的诱惑也就此打了折扣，只是看着西瓜子是黑色的，终于能品尝着完全自然成熟后的西瓜，内心的失落终究还是保持在了一个较高的水准， 为了将西瓜子和手掌的水乳交融变成君子之交淡如水。正如国外家庭将孩子18岁了就放飞一样。四处搜寻着垃圾桶的身影。因为脑海 里马路边一直24小时滚动直播着全国卫生城市的招牌，对于这个问题也从没把它放于心头。只是，生活却给我开了一个不大不小的玩笑。在粘稠不堪中又度过了几百米的旅途，却依然未见垃圾桶的身影。望着还在滚动闪烁的全国卫生城市标语，恨不打一处来。一个不甘心的驱使，一个侥幸的来袭，再加一个馋鬼的陶醉，西瓜子最终还是流落在了街头，跟无数其他的垃圾一起，注定要度过这无数个无家可归的日子了。 当回到了住处，这个场景就像是妈妈对于孩子外出的叮嘱一般，一遍又一遍得播放在我的眼前。加上老师的职业病，心中不由的思考着这般的问题。 因为对于垃圾的重视程度，我才会去注意垃圾桶的多少吗？或者说因为垃圾桶的多少，才会意识到乱扔垃圾的严重性呢？如果我要通过这个事情给我的同学们讲述逆向思维该如何讲解呢？最好的教育就是日常的现象，那我这个现象够不够生活化呢？ 自己将讲稿设计成如下形式。 “同学们，今天我要给大家讲讲关于垃圾桶和垃圾的故事。同学们有没有在生活中经常乱扔垃圾的现象发生呢？” “有。没有。”此起彼伏定是在意料之中，毕竟大多数的老师教授的都是素质不均的孩子。 “好，那么同学们。现在我们就让大家来说说有的理由，没有的原因吧！” “老师，因为垃圾桶太少了。老师因为家里人教的好。”原因简单磁场测量的原理和元件
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