稳态强磁场
稳态强磁场
项目简介
磁现象是物质的基本现象之一。科学研究早已证实，当物质处在磁场中，其内部结构可能发生改变，磁场因而一直是研究物理等诸多学科的一种非常有用的工具。物质结构和状态在强磁场环境下都可能发生变化，呈现出多样的物理、化学现象和效应，强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一，为物理、化学、材料和生物等学科研究提供了新途径，对于发现和认识新现象、揭示新规律具有重要作用。强磁场下的核磁共振，又是生命科学、医学、脑科学研究的必要工具。例如，在农业、人类健康密切相关的生物大分子研究中，相当多的样品只能是液态的，只有在强磁场条件下才能研究。强磁场可分为稳态强磁场和脉冲强磁场两大类，其对应的发生装置又分为稳态强磁场装置和脉冲强磁场装置。
数十年来，世界各国学者在此领域的科学研究一直非常活跃，取得了大批原创性重大成果，并推动了相关新兴高技术产业的发展。自1913年以来，19项与强磁场有关的成果获得了诺贝尔奖，仅近20年就有8项，如量子霍尔效应、分数量子霍尔效应、磁共振成像等。发达国家竞相将其作为重大科技基础设施建设的重点。我国要在生命科学、医学、功能材料和器件研究方面赶上世界先进水平，迫切需要尽快建立世界水平的强磁场装置。
2007年1月25日，国家发改委正式批复由中科院和教育部联合申报的国家重大科技基础设施――强磁场实验装置建设项目，同意将此项目列入国家高技术产业发展项目计划。强磁场实验装置建设项目建设周期为5年。目标是建成具有国际先进水平、可为众多学科领域的科学研究提供强磁场极端实验环境和实验手段的大型综合科学实验装置，届时，我国将与美、法、荷、日并列成为世界五大稳态强磁场科学中心之一，对于提升我国相关前沿学科的基础研究水平、带动相关新兴高技术产业的发展具有重要意义。
强磁场实验装置建设项目分为稳态强磁场和脉冲强磁场两个部分建设：
稳态强磁场部分——将建设20～40特斯拉稳态混合磁体、高功率水冷磁体和超导磁体等9台稳态磁体，及相关配套设施。建设地点为安徽省合肥科学岛，由中科院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学共同承建。
脉冲强磁场部分——将建设50～80特斯拉短脉冲磁体、长脉冲磁体和长短合成脉冲磁体等11台脉冲磁体及相关配套设施，建设地点为湖北省武汉市华中科技大学，由华中科技大学承建，北京大学、南京大学、复旦大学和东北大学协作建设。
稳态强磁场实验装置的研制涉及四项关键技术，即：高功率强磁场水冷磁体的设计与研制；高稳定度直流大功率电源的设计与研制；大口径超导磁体的设计与研制；针对特定科学目标的用户实验系统。中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所在前三项关键技术方面已经具备坚实的技术基础和条件，联合我国其他科研单位和企业的技术力量，完全有能力研制稳态强磁场实验装置；中国科学技术大学在特定科学研究的用户实验系统设计与研制方面具备了丰富的实践经验和创新能力。
等离子体物理研究所的强磁场实验室成立于1980年，陆续研制成功国内首台3 MW/13 T Bitter水冷磁体、266 毫米室温孔径8 T绝热超导磁体，1992年研制成功20 T混合磁体装置，并完成实验系统的建设，使我国跻身于世界上拥有20 T以上磁场强度的实验装置并能够开展强磁场下科学实验研究的七个国家之一。在建设和运行国家大科学工程超导托卡马克实验装置的过程中，等离子体所积累了大量研制稳态强磁场实验装置需要的技术和经验（高功率电源、大口径超导磁体、多参量自动控制、以及多种信号测量技术等）。
建设目标
项目建设总目标是：建立40T级稳态混合磁体实验装置和系列不同用途的高功率水冷磁体、超导磁体实验装置, 使我国的强磁场水平跻身于世界先进行列。建设满足上述稳态强磁场实验装置水冷磁体部分运行所需要的20MW高功率高稳定度电源、20MW高功率去离子水冷却系统和中央控制系统；建设强磁场实验装置上的输运、磁化、磁光、极低温和超高压的实验测试系统及核磁共振研究实验系统。为开展凝聚态物理、化学、材料科学、地学、生物学、生命科学和微重力等学科的前沿研究提供强磁场平台。稳态强磁场实验装置的用途如下：
强磁场下科学研究内容
? 自旋单态系统拆对效应和RVB超导机理研究
? 高温超导体机制探索
? 强磁场下二维电子气中的奇异量子现象
? 纳米受限体系磁相变特征、能带结构和输运行为
? 二维电子气的强关联相互作用
? 高温超导和非常规超导比热、热导、隧道谱测量
? 强场下研究尚未解决、理论无法解释的准二维结构中的问题
1）具有较高电子密度的二维结构中，电子－电子相互作用在回旋共振谱中的现象；
2）对一些非常高迁移率、具有较高电子密度的准二维结构中，能观察到一些新的、可能来源于电子－电子相互作用的反常回旋共振谱结构；
3）准二维、具有多子带结构的、特别是当在强磁场下、回旋共振频率接近或大于子带能量间隔时、相互作用电子系统的回旋共振谱的行为。
? 稀磁半导体和自旋电子学
1）强场对不同维度的稀磁半导体量子结构中载流子和磁杂质纵向弛豫时间和退相干时间的影响；
2）稀磁半导体二维电子气中霍尔效应；
3）强磁场下通过稀磁半导体多垒结构、量子点的自旋隧穿和注入。
? 半导体平面结构在磁场下的介观输运
? 半导体微结构的磁光谱
1）研究非磁性半导体，磁性半导体，半金属等磁性材料和微结构中电子自旋，磁量子的动力学弛豫过程；
2）研究半导体低维结构的朗道能级结构、能级分裂和态密度函数。
? 1.06GHz核磁共振
? 化学
1）磁场下的溶液无机合成化学和强磁场诱发新化学反应的研究；
2）强磁场下用水热法化学合成新材料；
3）探索合成新的有机物、高分子化合物等。
? 材料科学
1）第二代高温超导带材制备；
2）强磁场诱导准一维纳米磁性半导体阵列生长；
3）强磁场下宽带隙半导体GaN、ZnO纳米量子点材料制备。
? SMA研制和应用
? 核磁共振在结构生物学与结构基因组研究中的应用
1）围绕白血病及其它癌症相关的蛋白质相互作用的三维结构基础；
2）蛋白质-蛋白质，蛋白质-核酸，蛋白质-小分子化合物相互作用；
3）蛋白质的折叠与去折叠与神经变性病的发病机制方面进行研究；
4）药物设计与筛选；
5）代谢组学的研究；
6）核磁共振与活体分子成像技术。
? 运用核磁共振成像进行医学和认知科学研究
建设内容
建立40T量级稳态混合磁体实验装置和系列不同用途的高功率水冷磁体实验装置以及超导磁体装置（稳态强磁场实验装置的系统构成如图所示），主要包括：
1) 建立稳态混合磁体装置(最高磁场强度达到40T)
2) 建立不同用途的高功率水冷磁体装置
3) 建立不同用途的超导磁体装置
4) 建立强磁场装置的实验测试系统
5) 建成强磁场实验室的电源、水冷、低温、控制系统等四大技术装备系统。
工程进展
2005年10月26日，中国科学院组织了“稳态强磁场实验装置”项目建议书专家评审会。来自北京、上海、南京、武汉、兰州、合肥等地的13位院士和5位知名专家组成评审组。评审组听取了项目总体报告（包括立项意义、项目总体计划、以及已有的基础和条件）、国际强磁场研究现状的汇报，以及四年来
稳态强磁场实验装置项目预研的进展和技术准备情况，特别介绍了项目的技术目标、实施方案和步骤，论证了技术的可行性。评审专家认为，根据目前我国科学技术的发展情况，建立具有世界先进水平的稳态强磁场实验装置非常有必要；建议书提出的稳态强磁场装置项目方案符合当前国际强磁场研究的发展方向，方案可行；计划建设的稳态强磁场实验装置建成后其总体实验研究条件能够达到世界先进水平，能够满足我国多学科研究的需要。评审组还充分肯定了等离子体物理所等相关单位为强磁场项目所做的大量前期预
研工作和打下的良好基础。
2005年12月7日，中科院创新方向性项目“准稳
态强磁场装置的关键技术预研”通过验收（左图）。该项
目的四个子课题为：新型水冷线圈研制、直流脉冲发电
机组可行性研究、1.8K常压超流氦低温冷却技术预研、
强磁
场物
理实
验研
究规
划进展顺利。等离子体所还完成了“稳态强磁场实验装置”
立项的调研、科学目标和建设内容的确定、各技术系统
方案的制定等准备工作，形成了“稳态强磁场实验装置”
立项报告（初稿）。项目由等离子体所承担，固体所为合作单位，首席科学家由高秉钧研究员担任，研究经费300万元（2001年3月至2005年12月）。
2005年12月8日，稳态强磁场实验装置召开了用户会议（右图），来自全国几十所重点高校、国家重点实验室、相关研究所的40多位专家学者及一线科技人员深入研讨了强磁场下的科学研究内容和目标。更加明确强磁场实验装置作为开放的科研大平台，用户在其中占有极其重要的地位和作用。在强磁场装置设计、管理模式、运行机制等方面要充分体现用户意志，保证开放、共享，发挥最大的科学和社会效益有着重要意义。会议听取了当前国际强磁场研究的现状、最新进展及四年来项目预研和技术准备情况，以及稳态强磁场下科学研究内容和目标以及稳态强磁场实验装置立项申请的有关进展情况。清华大学、浙江大学、上海生命科学院、中科院物理所、半导体所、北京有色金属研究总院等22个用户单位的代表在会议上介绍了他们在该领域的研究工作和强磁场建成后将要开展的研究工作，并从物理学、化学、生物、材料领域等不同角度，对强磁场实验装置平台建设、装备配置、运行、服务等各方面提出了大量建设性意见和希望。与会者认为目前强磁场实验装置建设立项条件已经
具备，表达了对尽快建设我国强磁场实验装置的迫切需
求和共同期待。
2005年12月28日，合肥强磁场科学技术研究中
心正式宣布成立（右图），该中心将建成国际知名的强
磁场科学技术研究基地，承载起为我国多学科前沿发展
和自主创新能力建设做出独特贡献的重要使命。会上宣
读了“关于共建国家重大科技基础设施项目――稳态强
磁场实验装置的协议书”；合肥研究院院长王英俭、中国
科大常务副校长侯建国分别代表双方单位在协议书上签字。该中心作为挂靠合肥研究院的非法人研究单位，实行领导小组领导下的主任负责制。中心领导小组成员为：侯建国、王东进、王英俭、匡光力。中心领导班子组成如下：匡光力任主任（兼）；高秉钧任首席专家兼副主任；张裕恒任首席科学家兼副主任；刘小
宁、李晓光、孙玉平、周江宁任副主任。中心领导班子成员任期
四年。
2006年8月25-28日，国家发改委组织开展了“强磁场实验
装置”国家重大科技基础设施项目的现场调研与评估，中国国际工
程咨询公司评估组对项目进行了评估（左图）。专家组组长甘子
钊院士代表专家组表示，强磁场项目的科学意义重大，建设目标
是先进的，项目具有可行性，项目建议书中的一些细节需进一步完善。
2006年10月24日，中科院基础局组织的“大口径高场超导磁体的关键技术研究”可行性论证会在合肥召开。该项研究将大大提高我国的大口径高场超导磁体技术水平，同时也为建设具有世界先进水平的40 T 混合磁体提供超导磁体关键技术支持、打下良好的基础。
2007年1月25日，国家发改委正式批复由中科院和教育部联合申报的国家重大科技基础设施――强磁场实验装置建设项目，同意将此项目列入国家高技术产业发展项目计划，同意修改后的项目建议书。批复指出，项目建设目标是建成具有国际先进水平、可为众多学科领域的科学研究提供强磁场极端实验环境和测试手段的大型综合科学实验装置，成为世界最著名的强磁场科学研究中心之一。在强磁场条件下开展多学科领域的科学研究，并带动相关新兴高技术产业的发展。该项目由中科院合肥物质科学研究院和华中科技大学承担，其中合肥物质科学研究院承担稳态强磁场部分的建设任务，建设地点为安徽省合肥市，华中科技大学承担脉冲强磁场部分的建设任务，建设地点为湖北武汉市，建设期均为五年。项目建成后，将依托项目建设单位组建国家强磁场科学中心，按照“开放合作，资源共享”的原则，面向多用户、多领域开放，开展科学研究和国内外交流。
2007年5月16-19日，受国家发改委的委托，中国国际工程咨询公司（简称中咨公司）组织了12
人的评估组对强磁场实验装置可行性研究报告进行了评估。评估组成员包括魏宝文、甘子钊、雷清泉、沈学础等4位院士和来自国内高校、中科院及相关研究单位的8位专家。评估组听取了强磁场建设方案的可行性报告，现场考察了建设条件。评估组认为，强磁场
实验装置的项目可行性论证工作充分，方案合理，项目
可行。
2007年6月11日，国家环境保护总局召开了《稳
态强磁场实验装置环境影响报告表》专家审评会（右图）。
国家环保总局核安全与环境专家委员会、国家环保总局
辐射环境监测技术中心、安徽省环境保护局、合肥市环
境保护局、环境影响评价承担单位安徽省辐射环境监督
站以及稳态强磁场建设单位中国科学院合肥物质科学研
究院的20多位专家参加了会议。专家组认为，报告表的
工程概况介绍清楚，以磁体运行产生的杂散静磁场及低温、冷却系统运行噪声作为重点评价因子合理，采用的评价标准合适，电磁环境现场监测方法、布点较合理，评价所用理论计算模型以及评价结论可信。专
家组对需进一步完善和补充的内容提出了具体建议。国家环保总局将在专家论证的基础上，尽快予以批复
项目。
2007年10月24日，国家发改委对国家重大科技基础设施强磁场实验装置可行性研究报告做出批复（发改高技［2007］2938号），批复内容包括：原则同意强磁场实验装置项目可行性研究报告，并将该
项目列入国家高技术产业发展项目计划；项目主要建设内容、总投资和建设周期；项目投标方案和节能措
施基本合理；项目建设由中科院合肥物质科学研究院和华中科技大学联合、分别承担稳态强磁场装置和脉
冲强磁场装置的建设任务；要求项目相关单位严格按照
国家建设项目管理的有关规定执行、确保项目顺利实施；
对项目建成后装置的运行管理和发展、开放和共享、科
研与交流的要求等等。
2007年11月20日，中国科学院和教育部在北京
召开了强磁场实验装置国家重大科技基础设施项目初步
设计专家评审会（左图）。评审组由甘子钊、夏建白、
陈森玉院士和来自高校、中科院及相关单位的12位专家
组成。专家组分别听取了稳态和脉冲强磁场装置初步设
计的汇报。专家组认为：强磁场装置项目初步设计在建
设目标、规模、技术方案和投资内容符合可行性研究报告批复的要求。技术方案及工艺设备选型方面方案
合理，以强磁场实验装置的前期预研和关键非标设备研制为基础，主要依靠自行研制，能够实现建设目标，基本满足我国现阶段基础科学研究以及应用基础研究对强磁场实验条件的需求。土建设计方案方面布局合理，符合国家建设规范，同时为未来发展留有余地。根据我国大科学工程建设经验，考虑到项目建设周期长，不确定因素多，投资概算总预备费偏紧。专家组认为项目的建设方案已基本达到初步设计阶段的要求，建议建设单位在进一步完善初步设计相关内容的基础上，抓紧办理前期手续，落实建设条件。同时也希望
通过自主研制，不断提高我国在强磁场装置及相关装备
的研发能力与水平。根据大科学工程管理程序，初步设
计方案经专家评审并获得主管部门批复后，强磁场实验
装置工程即进入开工前的准备阶段。
2007年12月20-23日，2007强磁场下科学研究
学术研讨会在合肥科学岛学术交流中心召开（右图）。
到会代表158人，其中来自美国、英国、德国、瑞典、香港的海外代表8人；国内代表分别来自北京大学、清华大学、南京大学、中国科技大学、浙江大学、华中科技大学、上海大学等19所高校以及中科院物理所、中科院半导体所、上海硅酸盐所、中科院电工研究所、中科院固体所、中科院等离子体所、合肥强磁场中心、中科院安徽光机所、北京有色金属研究总院、西北有色金属研究院等10个研究机构，还有西部超导材料科技有限公司等企业的代表。会议共有大会报告19个，邀请报告20个，口头报告14个。与会代表就
磁体技术、强磁场实验技术、实用超导材料的研究、强
磁场下的生物及NMR研究、强磁场下的化学和材料制备、
强磁场下的物性研究等方面进行了充分交流和热烈讨论。
此次研讨会是合肥强磁场中心成立后举办的第一次强磁
场科学研究学术研讨会。会议期间，与会代表对拟建的
合肥稳态强磁场装置和武汉脉冲强磁场实验装置进行了充分的了解，海内外学者就如何更好地将我国强磁场实验装置建成国际一流的大型公用科学实验平台，提出了许多宝贵的建议。
2008年3月21日，强磁场领域具有丰富经验的美国国家强磁场实验室磁体运行与实验测量部原主任勃兰特（Dr. Bruce Brandt）作为强磁场中心顾问应邀来访（左图）。主要的合作交流包括：介绍美国国家强磁场实验室建设和运行经验；与各级负责人作专题讨
论、提出建议。
2008年3月，《稳态强磁场实验装置工程实施及
管理计划》（V0版）完成编制；项目开工准备工作基本
完成；开工申请报告已经提交。
2008年5月18日，稳态强磁场实验装置开工典礼
暨中国科学院强磁场科学中心揭牌仪式在合肥科学岛举
行（右图）。国家发改委、中国科学院、国家科技部、
教育部、国家自然科学基金委、以及安徽省、合肥市政府的相关领导和专家出席了典礼。
2008年10月28日，“稳态强磁场装置”项目工程部组织召开了稳态强磁场实验装置工作接地系统设计与施工项目开标评标会。
2
008年
10月13
日，稳
态强磁
场实验
装置接
地系统
设计招
标信息
公告在
安徽招
标
网（w
ww.ahz https://www.360docs.net/doc/e38798550.html,）上发布，招标编号为SHMFF-001。在招标公告有效期内，来自上海、合肥和南京的三家单位进行了投标，并于开标当天进行了竞标报告。经过强磁场科学中心招标小组评审，中标设计与施工方案已经产生，标志着本项目进入项目前期实施阶段。
2009年2月24日，“稳态强磁场装置中央控制系统关键技术”项目通过了安徽省科技厅专家组的验收（左图）。专家组经过认真讨论，一致认为项目组较好地
完成了合同任务书规定的研究内容，各项功能指标和技术
指标满足合同任务书的规定要求，项目组提供的资料完整、
规范，符合验收条件，同意通过验收。专家组还认为项目
取得的成果具有推广价值，建议项目组在按计划完成国家工程任务的基础上，积极推进成果转化，为安徽省地方经济建设服务。
2009年4月10日上午，稳态强磁场实验装置基建工程举行了正式开工仪式，这是装置建设的又一里程碑。
2010年10月28日，来自国内外相关科研机构、著名高校的100多名代表莅临现场，共贺国家“十一五”大科学工程稳态强磁场实验装置部分建成并投入试运行。经过两年半的建设，强磁场科研楼和实验厅已顺利竣工启用，两台高场磁体装置和七种实验测试系统已经建成。这标志着稳态强磁场大科学工程建设正按计划顺利推进，跨入了边建设、边运行的新阶段，同时开创了装置建设、部分开放运行与科学产出紧密结合同步推进的大科学工程管理新模式。
合肥国家强磁场中心
以下资料来自百度
百科名片
强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一，为物理、化学、材料和生物等学科研究提供了新途径，对于发现和认识新现象、揭示新规律具有重要作用。强磁场下的核磁共振，又是生命科学、医学、脑科学研究的必要工具。例如，在农业、人类健康密切相关的生物大分子研究中，相当多的样品只能是液态的，只有在强磁场条件下才能研究。强磁场可分为稳态强磁场和脉冲强磁场两大类，其对应的发生装置又分为稳态强磁场装置和脉冲强磁场装置
磁现象是物质的基本现象之一。科学研究早已证实，当物质处在磁场中，其内部结构可能发生改变，磁场因而一直是研究物理等诸多学科的一种非常有用的
工具。物质结构和状态在强磁场环境下都可能发生变化，呈现出多样的物理、化学现象和效应。
数十年来，世界各国学者在此领域的科学研究一直非常活跃，取得了大批原创性重大成果，并推动了相关新兴高技术产业的发展。自1913年以来，19项与强磁场有关的成果获得了诺贝尔奖，仅近20年就有8项，如量子霍尔效应、分数量子霍尔效应、磁共振成像等。发达国家竞相将其作为重大科技基础设施建设的重点。我国要在生命科学、医学、功能材料和器件研究方面赶上世界先进水平，迫切需要尽快建立世界水平的强磁场装置。
2007年1月25日，国家发改委正式批复由中科院和教育部联合申报的国家重大科技基础设施――强磁场实验装置建设项目，同意将此项目列入国家高技术产业发展项目计划。强磁场实验装置建设项目建设周期为5年。目标是建成具有国际先进水平、可为众多学科领域的科学研究提供强磁场极端实验环境和实验手段的大型综合科学实验装置，届时，我国将与美、法、荷、日并列成为世界五大稳态强磁场科学中心之一，对于提升我国相关前沿学科的基础研究水平、带动相关新兴高技术产业的发展具有重要意义。
强磁场实验装置建设项目分为稳态强磁场和脉冲强磁场两个部分建设：
稳态强磁场部分——将建设20～40特斯拉稳态混合磁体、高功率水冷磁体和超导磁体等9台稳态磁体，及相关配套设施。建设地点为安徽省合肥科学岛，由中科院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学共同承建。
脉冲强磁场部分——将建设50～80特斯拉短脉冲磁体、长脉冲磁体和长短合成脉冲磁体等11台脉冲磁体及相关配套设施，建设地点为湖北省武汉市华中科技大学，由华中科技大学承建，北京大学、南京大学、复旦大学和东北大学协作建设。
稳态强磁场实验装置的研制涉及四项关键技术，即：
高功率强磁场水冷磁体的设计与研制；
高稳定度直流大功率电源的设计与研制；
大口径超导磁体的设计与研制；
针对特定科学目标的用户实验系统。
中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所在前三项关键技术方面已经具备坚实的技术基础和条件，联合我国其他科研单位和企业的技术力量，完全有能力研制稳态强磁场实验装置；中国科学技术大学在特定科学研究的用户实验系统设计与研制方面具备了丰富的实践经验和创新能力。
等离子体物理研究所的强磁场实验室成立于1980年，陆续研制成功国内首台
3 MW/13 T Bitter水冷磁体、266 毫米室温孔径8 T绝热超导磁体，1992年研制成功20 T 混合磁体装置，并完成实验系统的建设，使我国跻身于世界上拥有20 T以上磁场强度的实验装置并能够开展强磁场下科学实验研究的七个国家之一。在建设和运行国家大科学工程超导托卡马克实验装置的过程中，等离子体所积累了大量研制稳态强磁场实验装置需要的技术和经验（高功率电源、大口径超导磁体、多参量自动控制、以及多种信号测量技术等）。
目前，国际稳态强磁场的发展趋势是：
（1）更高的磁场。美国目前正努力将水冷磁体的磁场由33T/32mm、28T/50mm提高到35T/32mm、32T/50mm，并计划将混合磁体的磁场由45T提高到48T。
（2）更高场的NMR技术。美国和日本目前正努力将超导的NMR磁场由21.1T/900MHz 提高到25T/1.066GHz，美国还在努力将水冷的NMR磁场由25T/1.066GHz提高到
27.5T/1.17GHz，并计划建造35T/1.49GHz的NMR。
（3）更大口径的磁体。法国正在建设14.8T/400mm混合磁体和23.5T/160mm/
1GHz的NMR。
（4）系列的磁体。目前世界4大稳态强磁场实验室都有系列磁体装置，其中有最高场强的标志性磁体，也有满足其它不同实验特别需要的不同场强或不同孔径的磁体系列。表1列出了目前国际上主要稳态强磁场实验室的最高技术参数。
带电粒子在匀强磁场中的运动知识小结
带电粒子在匀强磁场中的运动（知识小结） 一．带电粒子在磁场中的运动 （1）带电粒子在磁场中运动时，若速度方向与磁感线平行，则粒子不受磁场力，做匀速直线运动；即 ① 为静止状态。 ② 则粒子做匀速直线运动。 （2）若速度方向与磁感线垂直，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力起向心力作用。 （3）若速度方向与磁感线成任意角度，则带电粒子在与磁感线平行的方向上做匀速直线运动，在与磁感 线垂直的方向上做匀速圆周运动，它们的合运动是螺线运动。 二、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 1．运动分析：洛伦兹力提供向心力，使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动． (4)运动时间： (Θ 用弧度作单位 ) 1．只有垂直于磁感应强度方向进入匀强磁场的带电粒子，才能在磁场中做匀速圆周运动． 2．带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速率的大小有关，而周期与速率、半径都无关． 三、带电粒子在有界匀强磁场中的匀速圆周运动(往往有临界和极值问题) (一)边界举例: 1、直线边界（进出磁场有对称性） 规律：如从同一直线边界射入的粒子，再从这一边射出时，速 度与边界的夹角相等。 速度与边界的夹角等于圆弧所对圆心角的一半， 并且如果把两个速度移到共点时，关于直线轴对称。 2、平行边界（往往有临界和极值问题） （在平行有界磁场里运动，轨迹与边界相切时，粒子恰好不射出边界） 3、矩形边界 磁场区域为正方形，从a 点沿ab 方向垂直射入匀强磁场： 若从c 点射出，则圆心在d 处 若从d 点射出，则圆心在ad 连线中点处 4. （从平面几何的角度看，是粒子轨迹圆与磁场边界圆的两圆相交问题。） 特殊情形：在圆形磁场内,沿径向射入时，必沿径向射出 2．其特征方程为：F 洛＝F 向． 3．三个基本公式： (1)向心力公式：qvB ＝m v 2R ； (2)半径公式：R ＝mv qB ； (3)周期和频率公式：T ＝2πm qB ＝1f ； 222m t qB m qB T θππθπθ==?=?v L =t
强磁场磁选机的选择
强磁场磁选机的选择
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强磁场磁选机的选择 强磁场选机按作业条件分为湿式和干式；按磁源分为电磁和永磁；按设备结构分为盘式、辊式、平环式、立环式和感应辊式等。 一、干式盘式强磁选机 干式盘式强磁选机有单盘、双盘和三盘三种，适用于弱磁性矿物的分选，如含稀有金属矿物的粗钨精矿、钛铁矿、铝英石和独居石混合精矿再精选作业。入选物料粒度小于2mm. 二、辊式强磁选机 辊式强磁选机有电磁(如，CGDR-34型电磁对辊强磁选机)和永磁(如，CGR-54型永磁双辊强磁选机)两种。其磁感应强度为1500~2300mT,适宜处理粒度小3mm的弱磁性矿物，处理量1~2t/h. 三、感应辊式强磁选机 感应辊式强磁选机有电磁和永磁、干式和湿式之分，主要用于选别粗粒锰矿，也可用于选别粗粒弱磁性铁矿物。工业上常用的几种感应辊式强磁选机列于表1。 表1 感应辊式强磁选机技术性能 型号CS-1 CS-2 CGDE-210 CGD-38 80-1 感应辊直径 375×1636 380×1468 270×2000 350×820 mm×长度mm 选别方式湿式湿式湿式干式干式 磁感应强度/T 1.0~1.87 1.0~1.78 0.94~1.2 1.0~1.7 1.5 给矿粒度/mm 7~0.5 14~0.5 4~0 25~5 20~5 处理量/t·h-18~20 25~30 4~6 4~8 8 传动功率/kW 2×13 2×13 2×3 激磁功率/kW 5.5 2.2 10 设备质量/t 14.8 16.0 4.8 15 四、湿式平环强磁选机 湿式平环强磁选机在国内外得到较广泛应用，国外主要是DP型琼斯强磁选机，国内主要有ShP型和SQC型强磁选机。 A ShP型湿式强磁选机 ShP型强磁选机是国内广泛应用的湿式双盘平环磁选机，主要用于弱磁性矿物的选别。与其它型号强磁选机相比，该机选别指标较好，处理量大，运行可靠，生产费用较低，上下两盘重叠，可不用矿浆泵而靠自流随意组合成粗-扫或粗-精等流程。其有效回收粒度范围为0.02~0.18mm，小于0.02mm特别是小于0.01mm粒级的回收效果较差。 该设备要求给料中强磁性矿物含量小于3%，并不得含有大于1mm的矿粒及其它杂物；给料浓度一般为35%~50%。因此，在强磁选作业之前应设置弱磁场磁选机、除渣筛和浓缩脱水设备。
稳恒磁场
稳 恒 磁 场 自测 题 一、选择题（共30分）（单选） 1、（本题3分） 均匀磁场的感应强度B 垂直于半径为r 的圆面，今以该圆周为边线，作一半球面（开口）S ，则通过S 面的磁通量的大小为 (A) 2πr 2B (B) πr 2B (C) 0 (D) 无法确定的量。 [ B ] 2、（本题3分） 边长为l 的正方形线圈，分别用图示两种方 式通以电流I （其中a b 、cd 与正方形共面），在 这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度 的大小分别为 (A) B 1=0，B 2=0 (B) B 1=0，B 2= l I 022 (C) B 1= l I 022，B 2=0 (D) B 1= l I 022，B 2=l I 0 22 [ C ] 3、（本题3分） 电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀分布的 圆环，再由b 点沿切向从圆环流出，经长导线2返回电源（如图）。 已知直导线上电流强度为I ，圆环的半径为R ，且a 、b 与圆心O 三点在同一直线上。设直电流1、2及圆环电流分别在O 点产生的 磁感应强度为1B 、2B 及3B ，则O 点的磁感应强度的大小 (A) B=0，因为B 1=B 2=B 3=0 (B) B=0，因为1B +2B =0，B 3=0 (C) B ≠0，因为虽然B 1=B 3=0，但B 2≠0 (D) B ≠0，因为虽然B 1=B 2=0，但B 3≠0 (E) B ≠0，因为虽然B 2=B 3=0，但B 1≠0 [ C ] 4、（本题3分） 如图，流出纸面的电流为2I ，流进纸面的电流 为I ，则下述各式中哪一个是正确的？ (A) ?I l d H L 21 (B) ?I l d H L 2 (C) ?I l d H L 3 (D) ?I l d H L 4 [ D ] 5、（本题3分） 如图所示，电荷q （＞0）均匀地分布在一个半径为R 的圆环上， 若圆环以恒角速度ω绕垂直于圆平面通过圆心的Z 轴转动，则沿着
第十章稳恒磁场
第九章 稳恒磁场 9-1 如图所示，无限长载流导线附近，球面Ｓ向导线靠近，穿 过Ｓ的磁通量Φ将不变，面上各点磁感应强度的大小将增大。(均填“增大”或“减小”或“不变”) 9-2 如图，载有电流I 的无限长直导线的一侧有一等腰直角三角形的回路ＭＮＯ，回路和长直导线共面，回路的ＭＮ边与导线平行，相距为a ，而且ＭＮ和ＭＯ的长度也等于a ，求通过此回路的磁通量。 解：取如图所示的面积元（阴影部分），通过此面积元的磁通 量为 dr r a r I S d B d )2(20-=?=Φπμ 所以，通过三角形面积的磁通量为 )12ln 2(2)2(2020-=-=Φ=Φ?? π μπμIa dr r a r I d a a 9-3 图示为一张某粒子在均匀磁场B 中运动轨迹的照片，中间阴影区为铅板，粒子通过铅板后速度变小，从图中可以看出左半部轨迹较右半部弯曲得厉害些，则该粒子（Ｂ） （Ａ）不带电。（）带正电。（Ｃ）带负电。（Ｄ）不能判断。 解：从图中可以看出粒子由右向左运动。设粒子带正电，判断后发现其运动轨迹与图形符合，所以带正电。 9-4 如图，质量m 、电量e -的电子以速度v 水平射入均匀磁场B 中，当它在水平方向运动l 距离后，有人计算其横向偏移y 如下（不计重力）： evB f =，加速度m evB a =，时间v l t =，所以 )2/(2 1 22mv eBl at y == 其错误在于电子做匀速圆周运动，不是抛物线运动。正确答案是___。 解：正确解法如下： 设电子作圆周运动的半径为R ，则eB mv R = 。由图可以得出 22l R R y --=-= eB mv 2 2)( l eB mv - 9-5 图为某载流体（通电导体或半导体）的横截面，电流的方向垂直于纸面向。若在
真空中的稳定磁场容易
第1题(4分) (2045) 如图，流出纸面的电流为２Ｉ，流进纸面的电流为Ｉ，则下述各式中哪一个是正确的？ （Ａ） ?=?1 2L I l d H ． （Ｂ） ?=?2 L I l d H ． （ Ｃ ） ?-=?3 L I l d H ． （Ｄ）?-=?4 L I l d H ． Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ 第2题(4分) (2466) 把轻的正方形线圈用细线挂在载流直导线ＡＢ的附近，两者在同一平面内，直导线ＡＢ固定，线圈可以活动．当正方形线圈通以如图所示的电流时线圈将 （Ａ）不动． （Ｂ）发生转动，同时靠近导线ＡＢ． （Ｃ）发生转动，同时离开导线ＡＢ． （Ｄ）靠近导线ＡＢ． （Ｅ）离开导线ＡＢ． Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ 第3题(4分) (5463) 如图所示，电流由长直导线１经ａ点流入电阻均匀分布的正方形线框，再由b 点流出，经长直导线２返回电源（导线1、2的延长线均通过Ｏ点）．设载流导线1、2和正方形线框在框中心Ｏ点 产生的磁感应强度分别用1B ，2B 和3 B 表示，则Ｏ点的感应强度大小 （Ａ）Ｂ＝０，因为Ｂ1＝Ｂ2＝Ｂ3
＝０． （Ｂ）Ｂ＝０，因为虽然Ｂ1≠０,Ｂ 2≠０,Ｂ3≠０,但0321 =++B B B ． （Ｃ）Ｂ≠０，因为虽然 021=+B B ，但Ｂ3≠０． （Ｄ）Ｂ≠０，因为虽然Ｂ3＝０， 但021≠+B B ． Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ 第4题(4分) (2657) 若一平面载流线圈在磁场中既不受力，也不受力矩作用，这说明： （Ａ）该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行． （Ｂ）该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行． （Ｃ）该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直． （Ｄ）该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直． Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ 第5题(4分) (2391) 一电子以速度v 垂直地进入磁 感应强度为B 的均匀磁场中，此电子在磁 场中运动轨道所围的面积内的磁通量将 （Ａ）正比于Ｂ，反比于v2． （Ｂ）反比于Ｂ，正比于v2． （Ｃ）正比于Ｂ，反比于v ． （Ｄ）反比于Ｂ，反比于v ． Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ
11稳恒电流和稳恒磁场习题解答讲解
第十一章 稳恒电流和稳恒磁场 一 选择题 1. 边长为l 的正方形线圈中通有电流I ，此线圈在A 点（如图）产生的磁感应强度B 的大小为（ ） A. l I μπ420 B. l I μπ20 C . l I μπ20 D. 0 解：设线圈四个端点为ABCD ，则AB 、AD 线段在A 点产生的磁感应强度为零，BC 、CD 在A 点产生的磁感应强度由 )cos (cos π4210θθμ-= d I B ，可得 l I l I B B C π82)2πcos 4π(cos π400μμ=-= ，方向垂直纸面向里 l I l I B CD π82)2π cos 4π(cos π400μμ=-=，方向垂直纸面向里 合磁感应强度 l I B B B CD B C π420μ=+= 所以选（A ） 2. 如图所示，有两根载有相同电流的无限长直导线，分别通过x 1=1、x 2=3的点，且平行于y 轴，则磁感应强度B 等于零的 地方是：( ) A. x =2的直线上 B. 在x >2的区域 C. 在x <1的区域 D. 不在x 、y 平面上 解：本题选（A ） 3. 图中，六根无限长导线互相绝缘，通过电流均为I ， 区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为相等的正方形，哪一个区域指向 纸内的磁通量最大？( ) A. Ⅰ区域 B. Ⅱ区域 C ．Ⅲ区域 D ．Ⅳ区域 E ．最大不止一个 解：本题选（B ） 选择题2图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 选择题3图 选择题1图
4. 如图，在一圆形电流I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L ，则由安培环路定理可知：（ ） A. ∮L B ·d l =0，且环路上任意一点B =0 B. ∮L B ·d l =0，且环路上任意一点B ≠0 C. ∮L B ·d l ≠0，且环路上任意一点B ≠0 D. ∮L B ·d l ≠0，且环路上任意一点B =常量 解：本题选（B ） 5. 无限长直圆柱体，半径为R ，沿轴向均匀流有电流，设圆柱体内（r
磁场公式大全
十四、磁 场 1、磁场 (1)磁场的来源 ①磁体的周围存在磁场 ②电流的周围存在磁场：丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存 在着磁场。 把一条导线平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。当导线中 通入电流，导线下方的小磁针发生转动。 (2)磁体与电流间的相互作用通过磁场来完成 (3)磁场 ①磁场：磁体和电流周围，运动电荷周围存在的一种特殊物质，叫磁场。 ②磁场的基本性质：对处于其中的磁极或电流有力的作用。 一、知识网络 二、画龙点睛 概念
③磁场的物质性：虽然磁场看不见摸不着，对于我们初学者感到很抽象，其实磁场和电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式。 2、磁场的方向 磁感线 (1)磁场的方向：物理学规定，在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。 (2)磁感线： ①磁感线所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上。 ②磁感线的可以用实验来模拟 (3)几种典型磁体周围的磁感线分布 ①条形磁铁磁场的磁感线 ②条形磁铁磁场的磁感线 ③直线电流磁场的磁感线 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。 直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 ④环形电流磁场的磁感线 环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线。在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。
稳恒磁场典型例题
第五章 稳恒磁场 设0x <的半空间充满磁导率为μ的均匀介质，0x >的半空间为真空，今有线电流沿z 轴方向流动，求磁感应强度和磁化电流分布。 解：如图所示 令 110A I H e r = 220A I H e r = 由稳恒磁场的边界条件知， 12t t H H = 12n n B B = 又 B μ= 且 n H H = 所以 1122H H μμ= (1) 再根据安培环路定律 H dl I ?=?? 得 12I H H r π+= (2) 联立(1),(2)两式便解得
2112 0I I H r r μμμμπμμπ=? =?++ 01212 0I I H r r μμμμπμμπ= ? =?++ 故， 01110I B H e r θμμμμμπ== ?+ 02220I B H e r θμμμμμπ== ?+ 212()M a n M M n M =?-=? 2 20 ( )B n H μ=?- 00()0I n e r θμμμμπ-= ???=+ 222()M M M J M H H χχ=??=??=?? 00 00(0,0,)z J Ie z μμμμδμμμμ--=?=?++ 半径为a 的无限长圆柱导体上有恒定电流J 均匀分布于截面上，试解矢势 A 的微分方程，设导体的磁导率为0μ，导体外的磁导率为μ。 解： 由电流分布的对称性可知，导体内矢势1A 和导体外矢势2A 均只有z e 分量，而与φ，z 无关。由2A ?的柱坐标系中的表达式可知，只有一个分量，即 210A J μ?=- 220A ?= 此即 1 01()A r J r r r μ??=-?? 2 1()0A r r r r ??=?? 通解为 21121 ln 4 A Jr b r b μ=-++ 212ln A c r c =+
磁场强度_百度文库.
2、什么叫磁场强度(H? 1820年,丹麦科学家奥斯特(H. C. Oersted发现通有电流的导线可以使其附近的 磁针发生偏转,从而揭示了电与磁的基本关系,诞生了电磁学。实践表明:通有电流的无限长导线在其周围所产生的磁场强弱与电流的大小成正比,与离开导线的距离成 反比。定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2π米远处的磁场强度为 1A/m(安/米,国际单位制SI;在CGS单位制(厘米-克-秒中,为纪念奥斯特对电磁学的 贡献,定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线0.2厘米远处磁场强度为 1Oe(奥斯特, 1Oe=1/(4π×103 A/m。磁场强度通常用H表示。 如果单位磁极所受的力正好是1达因(dyn;1dyn=10-5N,那么这点的场强度H就是1奥斯特(Oe。常用表示单位为安/米(A /m 4、什么叫磁感应强度(B,什么叫磁通密度(B,B与H,J,M之间存在什么样的关系? 理论与实践均表明,对任何介质施加一磁场H时(该磁场可由外部电流或外部永磁体提供,亦可由永磁体对永磁介质本身提供,由永磁体对永磁介质本身提供的磁场 又称退磁场---关于退磁场的概念,见9 Q,介质内部的磁场强度并不等于H,而是表现 为H与介质的磁极化强度J之和。由于介质内部的磁场强度是由磁场H通过介质 的感应而表现出来的,为与H区别,称之为介质的磁感应强度,记为B: B=μ0 H+J (SI单位制(1-1 B=H+4πM (CGS单位制 磁感应强度B的单位为T,CGS单位为Gs(1T=104Gs。 对于非铁磁性介质如空气、水、铜、铝等,其磁极化强度J、磁化强度M几乎 等于0,故在这些介质中磁场强度H与磁感应强度B相等。
磁场问题中的三大重要模型
磁场问题中的重要模型 二、学习目标： 1、掌握带电粒子在复合场中运动问题的分析方法，加深对于回旋加速器等物理模型原理的理解。 2、重点掌握带电粒子在磁场或者复合场中运动的典型模型所涉及题目的解题方法。 考点地位：带电粒子在磁场及复合场中的运动问题是高中物理的重点和难点，在高考当中占有极其重要的位置，该部分内容融合了带电粒子在复合场中的力学，运动及能量分析，覆盖面广，综合性强，是近几年高考的难点、重点和热点，特别是对于一些重要物理模型的考查，如质谱仪、回旋加速器等，常以大型的压轴题目的形式出现。如2008年重庆卷第25题、2008年广东卷第4题、2006年重庆理综卷第24题、2005年全国高考理综Ⅰ卷第20题、天津高考理综卷第25题等都突出了对于本部分内容的考查。 三、重、难点解析： 1. 质谱仪 （1）主要构造：如图所示。①带电粒子注入器；②加速电场（U）；③速度选择器（E、B1）；④偏转电场（B2）；⑤照相底片． （2）工作原理：质谱仪是用来研究物质同位素的装置，其原理如图所示．离子源S产生电荷为q而质量不等的同位素离子，经电压U加速进入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿着半圆周运动到记录它的照相 底片P上．若测得它在P上的位置与A间距离为x，即可由此测得该同位素的质量为．推证如下： 离子源产生的离子进入加速电场时的速度很小，可以认为等于零，则加速后有， ∴ 离子在磁场中运动的轨道半径 ， ∴ （3）由上式可知，电量相同，如果质量有微小的差别，就会打在P处的不同位置处．如果在P处放上底片，就会出现一系列的谱线，不同的质量就对着一根确定的谱线，叫做质谱线．能完成这种工作的仪器就称为质谱仪．利用质谱仪对某种元素进行测量，可以准确地测出各种同位素的原子质量． 问题1、质谱仪模型问题：
大连理工大学大学物理作业10(稳恒磁场四)与答案详解
作业 10 稳恒磁场四 1. 载流长直螺线管内充满相对磁导率为 r 的均匀抗磁质，则螺线管内中部的磁感应强度B 和磁场强度 H 的关系是 [ ] 。 A. B 0 H B. B r H C. B 0H D. B 0 H 答案：【 D 】 解：对于非铁磁质，电磁感应强度与磁场强度成正比关系 B r H 抗磁质： r 1，所以， B H 2. 在稳恒磁场中，关于磁场强度 H 的下列几种说法中正确的是 [] 。 A. H 仅与传导电流有关。 B. 若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的 H 必为零。 C.若闭合曲线上各点 H 均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 D.以闭合曲线 L 为边界的任意曲面的 H 通量相等。 答案：【 C 】 解：安培环路定理 H dl I 0 ，是说：磁场强度 H 的闭合回路的线积分只与传导电流 L 有关，并不是说：磁场强度 H 本身只与传导电流有关。 A 错。 闭合曲线内没有包围传导电流，只能得到：磁场强度 H 的闭合回路的线积分为零。并 不能说：磁场强度 H 本身在曲线上各点必为零。 B 错。 高斯定理 B dS 0 ，是说：穿过闭合曲面，场感应强度 B 的通量为零，或者说， . S 以闭合曲线 L 为边界的任意曲面的 B 通量相等。对于磁场强度 H ，没有这样的高斯定理。 不能说，穿过闭合曲面，场感应强度 H 的通量为零。 D 错。 安培环路定理 H dl I 0 ，是说：磁场强度 H 的闭合回路的线积分等于闭合回路 L 包围的电流的代数和。 C 正确。 抗磁质和铁磁质的 B H 曲线，则 Oa 表示 3. 图 11-1 种三条曲线分别为顺磁质、 ； Ob 表示 ； Oc 表示 。 答案：铁磁质；顺磁质； 抗磁质。 4. 某铁磁质的磁滞回线如图 11-2 所示，则 图中 Ob （或 Ob ' ）表示 ； Oc （或 Oc ' ）表示 。 答案：剩磁；矫顽力。
带电粒子在匀强磁场中的运动
带电粒子在匀强磁场中的运动 四会中学邱又香 知识与能力目标 1．理解洛伦兹力对粒子不做功 2．理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 3．推导半径，周期公式并解决相关问题 道德目标 培养学生热爱科学，探究科学的价值观 教学重点 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式， 并能用来解决有关问题。 教学难点 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件 对周期公式和半径公式的定性的理解。 教学方法 在教师指导下的启发式教学方法 教学用具 电子射线管，环行线圈，电源，投影仪， 教学过程 一引入新课 复习：1 当带电粒子以速度v平行或垂直射入匀强磁场后，粒子的受力情况； 2 回顾带电粒子垂直飞入匀强电场时的运动特点，让学生猜想带电粒子垂直飞入匀强磁场的运动情况。 二．新课 1．运动轨迹 演示实验利用洛伦兹力演示仪，演示电子射线管内的电子在匀强磁场中的运动轨迹，让学生观察存在磁场和不存在磁场时电子的径迹。 现象：圆周运动。 提问：是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动呢？ 分析：（1）首先回顾匀速圆周运动的特点：速率不变，向心力和速度垂直且始终在同一平面，向心力大小不变始终指向圆心。 （2）带电粒子在匀强磁场中的圆周运动的受力情况是否符合上面3个特点呢？ 带电粒子的受力为F洛=qvB ，与速度垂直故洛伦兹力不做功，所以速度v不变，即可得洛伦兹力不变，且F洛与v同在垂直与磁场的平面内，故得到结论：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 结论：1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重
力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。 2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供做向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。 2．轨道半径和周期 ? 例：一带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，速率为v ，它在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，求轨道半径有多大？ 由 得 可知速度越大，r 越大。 周期呢？ 由 得 与速度半径无关。 实验：改变速度和磁感强度观测半径r 。 例1：一个质量为m 、电荷量为q 的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为Ｕ的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，最后打到照相底片Ｄ上求： （１）求粒子进入磁场时的速率 （２）求粒子在磁场中运动的轨道半径 解：由动能定理得：qU = mv 2 /2, 解得： m qU v 2= 粒子在磁场中做匀速圆周运动得半径为：R ＝mv/qB=m m qU /2/qB=B q mU 2/2 ? 例2：如图，从粒子源S 处发出不同的粒子其初动量相同，则表示电荷量最小的带正电粒子在匀强磁场中的径迹应是（ ） S mv R qB =2m T qB π=2v qvB m R =2R T v π=
强磁场条件下材料制备
磁场是与温度、压力一样重要的物理参数,强磁场作为一种极端条件的特殊电磁场形态，能够将高强度的能量无接触地传递到物质的原子尺度，改变原子和分子的排列、匹配和 迁移等行为，从而衬材料的组织和性能产生巨大而深刻的影响,强磁场加工已成为开发新型 材料的一种重要技术手段。特别是随着传导冷却的新型超导磁体技术的发展，强磁场的产生 和使用变得比较方便，从而为强磁场下材料制备技术的研究提供了技术基础。 强磁场在材料制备过程中的应用研究 2.1 超导材料 利用高温超导材料c轴方向的磁化率大于a, b轴方向磁化率的特性, 在合成超导材料时进行强磁场处理是提高晶粒取向织构的一种有效方法. 早在1991 年, Rango等人发现, 通过在YBCO超导块材制备过程中施加 5 T的磁场, 可以有效提高YBCO材料的晶粒取向和超导性能. 这一工作导致了强磁场下超导材料制备研究的热潮. 随后, Noudem等人在8T磁场下制备Bi-2223 块材时, 也诱导出很强的取向织构. Ma等人通过磁场下的熔融处理获得了具有高度织构度的Bi-2223/Ag带材. Liu等人报道了在Bi-2212 厚带的制备过程中施加10 T磁场不仅可以提高织构度, 还可以提高材料的临界电流密度. 另外,日本仙台的研究小组也得到了类似的结果.图 1 为10 T磁场下所制备Bi-2212 带材的微观组织. 从图中可以看出, 经过磁场熔融处理, 晶粒的取向性得到了显著提高.
图 1 磁场中制备的Bi-2212 带材的微观组织 (a) 0 T; (b) 10 T Awaji等人[11]报道在YBCO块材的溶融生长过程中外加强磁场时, 晶粒织构度提高明显, 同时发现结晶生长速度随磁场的增加而降低. Ma等人[12~14]系统研究了强磁场下YBCO超导薄膜的生长过程以及磁场对YBCO薄膜结构、组织及超导性能的影响. 实验结果表明, 磁场对YBCO沉积过程中晶粒的形貌具有很大的影响, 在不加外磁场的条件下, 超导晶粒为8～10 μm的方形. 随着磁场强度的增加, 晶粒尺寸减小, 晶粒形状由原来的方形逐渐转变为约1μm的不规则形状. 同时发现外加磁场还可以改变YBCO薄膜的生长模式, 即由零场下的螺旋生长模式转变为磁场下的三维岛生长模式. 最重要的是, 随着薄膜沉积过程中外加磁场的增加, 晶粒连接性得到了显著改善, 相应地薄膜的临界电流密度Jc也得到大幅度提高, 如图 2 所示.
磁场强度与磁感应强度
B=F/IL=F/qv=E/Lv =Φ/S F：洛伦兹力或者安培力 q：电荷量 v：速度 E：感应电动势 Φ（=ΔBS或BΔS，B为磁感应强度，S为面积）：磁通量 S：面积 描述磁场强弱和方向的基本物理量。是矢量，常用符号B表示。 在物理学中磁场的强弱使用磁感强度（也叫磁感应强度）来表示，磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。这个物理量之所以叫做磁感应强度。 点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力F的作用。在磁场给定的条件下，F的大小与电荷运动的方向有关。当v 沿某个特殊方向或与之反向时，受力为零；当v与此特殊方向垂直时受力最大，为fm。fm与｜q｜及v成正比，比值与运动电荷无关，反映磁场本身的性质，定义为磁感应强度的大小，即。B的方向定义为：由正电荷所受最大力fm的方向转向电荷运动方向v 时，右手螺旋前进的方向。定义了B之后，运动电荷在磁场B 中所受的力可表为f ＝qv×B，此即洛伦兹力公式。 除利用洛伦兹力定义B外，也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力dF＝Idl×B来定义B，也就是我们常用的公式：F=ILB 在国际单位制（SI）中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特（T）。 磁场强度的计算公式：H = N × I / Le 式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。 磁感应强度计算公式：B = Φ / (N × Ae) 式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N 为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。 磁场强度是作用于磁路单位长度上的磁通势，用H表示，单位是安/米，磁场强度是矢量，它的大小只与电流的大小和导体的几何形状以及位置有关，而与导体周围物质的磁导率无关。 磁感应强度是描述磁场在某一点的磁场强弱和方向的物理量，用B表示，单位是特斯拉，磁感应强度是矢量，他的大小不仅决定于电流的大小及导体的几何形状，而且还与导体周围的物质的磁导率有关。 磁场中某点的磁感应强度的大小就等于该点的磁场强度和物质的磁导率的乘积，即B=μH。 师：电场中，比值F/q由谁确定？它反映了什么？ 生：由电场确定，反映了电场的强弱。
“强磁场”的吸引力
县市区 工 程 进 度规划项目（个）开工项目（个） 开工率（%）竣工项目 （个） 竣工率（%） 济宁市市中区任城区微山县鱼台县金乡县嘉祥县汶上县泗水县梁山县曲阜市兖州市邹城市北湖区 2012年8月校舍安全工程开、竣工率 以上数据来源于中小学校舍信息管理平台济宁高新区 年没 有校舍安全工程项目 “强磁场”的吸引力 ———市中区就业创业新政策给力发展“加速度” 本报通讯员吴勇超陈志龙王磊 开通创业“绿色通道”、实施 “0001”工程、强化职业培训、小额担保贷款、税费减免……这些创业就业中的关键性问题，在市中区陆续得到破解。随着更加积极的创业就业优惠政策颁布实施，市中区再获发展“加速度”。 “家乡的政策吸引了我” 说起越河街道的王新建，大家都忍不住的竖起大拇指，“现在是电脑安装公司的老板了”。可就在上半年，家里人还在埋怨他。 王新建原来在外地上大学，凭他的个人能力，在大城市闯出一片天地不是难事，但是上半年，他毅然决定回中区来创业。“是家乡的优惠政策 和创业环境吸引了我”，王新建乐呵 呵地说。 像王新建这样的小老板在市中区还有很多。“市中区如同一个‘强磁场’，很多外地人也开始来中区投资兴业了”，王新建说。“我们刚刚出台了《市中区创业就业优惠政策》，对各类创业人员，符合相关条件的，市中区将给予小额担保贷款及贴息政策、税收优惠政策，可以享受一次性创业补贴、创业岗位开发补贴……”市中区人力资源和社会保障局副局长王振华说。 据了解，上半年市中区重点扶持创业企业1家，建立创业示范园区9个，收集创业项目118个，培养“创业人才”和“创业小老板”111人， 开展创业培训675人，新增创业人数 700余人，带动社会就业近10000人。“新的就业创业政策刚开始实施，效果还不是很明显，再过几个月，增幅会更高。”王振华说。 “在这就业很舒心” “刚来找工作的时候，还担心没 技能，企业不要。现在好了，我接受了区里的就业培训，在打印社当上了白领，在这来就业很舒心。”安居街道孟庄村的小孟说。 据了解，为让更多的就业者留下来舒心工作，市中区针对个体高校毕业生、工商业户、中小企业主等推出了“改善你的企业”（IYB）、“产生 你的企业构思”培训项目。先后建立 省市区级妇女创业示范基地13个，青年就业创业见习基地9个，青年就业创业培训基地2个。“我们坚持实施‘人才强区’战略，对于高层次人才，全力提供好户籍、人事代理、档案保管、代缴社会保险、职称、培训、考试、派遣等各项服务。市中区已经成了各位能人贤士干事创业、大展宏图的开心乐园”。市中区人力资源和社会保障局局长张金军说。 “构筑多层次 成长的‘凤凰台’”“我们要构筑多层次成长的‘凤凰台’，在引进人才的同时，努力构建人才开发培训的新格局：围绕建设经济高地，打造高端人才；围绕优势产业，培育产业人才；围绕新农村建设，激活农村人才，促进多层次人才在市中区的跨越发展中迸发活力。”市中区委负责人说。 据了解，为进一步健全人才服务体系，市中区不断改进人才队伍管理。抓好公务员初任培训、任职培训、专门业务培训、更新知识培训。实施专业技术人员知识更新工程，完善专业技术职务任职评价机制。抓好技能人才实训基地、技师工作站和高技能 人才培养基地等项目建设，继续实施 “金蓝领培训计划”，提高职业资格 鉴定质量。 我市16个项目 亮相非遗博览会 本报枣庄讯（记者杨兆锋通讯员樊云松李富荣）9月6日上午，第二届中国非物质文化遗产博览会在台儿庄古城开幕，来自全国各地的767个非物质文化遗产项目和1800多名非遗传承人参加了博览会。其中我市参展项目为16个，并精心设计制作了济宁展区特装展位。副市长吴霁雯参加开幕式。 中国非物质文化遗产博览会是全国开展非物质文化遗产集中博览、交易的盛会。本届博览会由文化部、山东省人民政府主办，以“促进非遗保护、共建精神家园”为主题，将进行非物质文化遗产生产性保护成果展、非物质文化遗产保护高层论坛、非物质文化遗产博览园奠基、非物质文化遗产民俗项目和优秀剧目展演等多项活动。 为参与好此次盛会，展示我市丰富的非物质文化遗产资源与保护成果，我市积极组织相关项目参展。参展的16个项目，既有国家级名录入选项目楷木雕刻、省级项目玉堂酿造技艺等知名项目，又有极具地方特色的市级项目，通过图文形式，全面展示我市“东文西武，南水北佛”的独特文化魅力、非遗保护工作的开展情况及保护成果。展区特色鲜明，图文并茂，极具文化内涵和吸引力。 中德关节置换学术交流会在市二院举行 本报济宁9月7日讯（记者段瑞清通讯员朱国涛）市第二人民医院今天举办第二届鲁西南骨科论坛暨中德关节置换学术交流会。会议特邀德国骨关节专家诺伯特·马德拉教授为市二院患者做了膝关节置换手术，来自全市各医院100多名骨科大夫、专家在视频上同步观摩了手术全过程，并进行了学术交流和研讨。 近年来，市二院以病人为中心，以质量为核心，以科技为先导，提出了“集中优势力量，打造省内一流骨科医院”的发展战略，目前已发展成为拥有一批高素质骨科专业人才、仪器设备先进、诊疗水平领先的市级重点学科。形成创伤骨科、手足外科、脊柱外科、骨关节科和小儿骨科等7个骨科学亚专业。“看骨伤到二院”已成为鲁西南地区家喻户晓的知名品牌。 学术交流会上，德国专家诺伯特·马德拉教授对市二院骨关节科进行了查房会诊，并详细阅读了市二院髋骨节置换、膝关节表面置换、病人的术前术后X 光片，给予高度评价，对患者术后功能锻炼、康复、骨关节技术领先水平给予充分肯定。对国际先进的旋转平台膝关节置换技术进行了手术演示和技术交流。要闻·廉政 2 □责任编辑孙燕王尽文田忠坤视觉编辑陈庆电子信箱j n rb q g b @163.co m 2012年9月8日星期六 宗地名称 土地位置 土地面积 (㎡)出让方式土地用途出让年限 规划指标要求 起始价(万元) 增价幅度(万元) 竞买保证金(万元) 交付条件 济宁高新区 东方文博城A 地块 诗仙路以南、瑞园路 以东、廖沟河以西 48438 挂牌商服 40年容积率4.0-4.9，绿地率不小于35%， 建筑密度不大于40%.投资强度不低于1000万元/亩. 11334 1004000净地 烟草公司北片区济宁市烟草公司以 北、康泰路以西57134 挂牌住宅70年 容积率1.0，建筑密度不大于28%， 绿地率不小于30%. 10284 1005000现状 菜市片区 济宁市太东工贸有限 公司以东、刘庄路以 南、琵琶山路以西、太白东路以北 129762 挂牌 商服住宅 40年70年容积率不大于4.6，商业地上总建筑面 积占规划地上总建筑面积的比例不小于60%，地下建设用地使用权不大于 10.6万平方米. 58357 10020000净地 山东省济宁市国土资源局国有建设用地使用权挂牌出让公告 经济宁市人民政府批准，济宁市国土资源局决定以挂牌方式出让三宗国有建设用地使用权。现将有关事项公告如下： 一、挂牌出让地块的基本情况和规划指标要求（见下表）。二、中华人民共和国境内外的法人、自然人和其他组织，除法律、法规另有规定外，均可申请参加。申请人可以单独申请，也可以联合申请。 欠交土地出让金、闲置土地、违反合同约定开发建设等不良行为的用地者，不得参加竞买。 三、本次国有建设用地使用权挂牌出让按照价高者得原则确定竞得人。 四、本次挂牌出让的详细资料和具体要求，详见各宗地挂牌出让文件。申请人可于2012年9月13日起，到济宁市国土资源局四楼地产交易所领取挂牌出让文件。 五、1.济宁高新区东方文博城A 地块的竞买申请人可于2012年9月13日至2012年10月16日16时前，持竞买保证金缴纳凭证、省重点文化产业项目的批准文件及相关资料，到济宁市国土资源局四楼地产交易所向我局提出书面申请。 2.烟草公司北片区土地连同地上建筑物一并处置，受让人分别缴纳土地出让价款和地上建筑物价款(地上建筑物价款人民币六千零四百六十万元人民币)。地上建筑物价款由济宁高新区管委会委托评估机构进行评估，并与济宁市烟草公司签订协议，约定地上建筑物交付等事项。竞买申请人可于2012年9月13日至2012年10月16日16时前，持竞买保证金缴纳凭证和地上建筑物价款缴纳凭证及相关资料，到济宁市国土资源局四楼地产交易所向我局提出书面申请。 3.菜市片区竞买申请人可于2012年9月13日至2012 年10月16日16时前，持征集菜市片区国有建设用地使用权竞买人资格确认书和预申请保证金缴纳凭证及相关资料，到济宁市国土资源局四楼地产交易所向我局提出书面申请。 经审查，申请人具备申请条件的，我局将在2012年10月16日17时前确认其竞买资格。交纳竞买保证金到户的截止时间为2012年10月15日17时。 六、本次国有建设用地使用权挂牌出让地点，在济宁市国土资源局四楼举办。各宗地挂牌出让时间为： 1、济宁高新区东方文博城A 地块:2012年10月8日9时至2012年10月18日9时30分整； 2、烟草公司北片区:2012年10月8日9时至2012年10月18日9时40分整； 3、菜市片区：2012年10月8日9时至2012年10月18日9时50分整。 七、挂牌时间截止时，有竞买人表示愿意继续竞价，转入现场竞价，通过现场竞价确定竞得人。 八、本次挂牌出让不接受邮寄、电子邮件及口头竞买申请。本公告中有关规划指标要求，以该宗地的出让文件中规定的指标为准。受让人要严格按照规划方案和国家有关规范要求执行。其他挂牌出让事项如有变更，将在有关媒体及互联网络刊登变更公告，届时以变更公告或书面通知为准。 联系单位：济宁市国土资源局地产交易所联系地址：济宁市海关路11号联系电话：（0537）23314022329766 济宁市国土资源局2012年9月7日 市交通运输局：“六统一”模式筑牢廉政基石 本报济宁讯（通讯员市交通宣）近年来，济宁市交通运输局积极实施统一执法管理模式，在资格认定、外部形象、指挥调度、处罚幅度、量化考核、信息共享等六个执法领域实行市县统一管理，取得了良好效果，为打造公正、廉洁、 优质、高效的执法队伍提供了强有力的制度保障。 实施“任职资格管理统一”，提升执法队伍整体素质。实行严格的任职资格准入制度，交通运输行政执法人员任职资格审核和管理实行核准制，县（市、区）交通运输局负责任职资格审查并报市局法制机构审核备案。实行任职资格培训制度，市交通运输局每年至少组织1次全市交通法制工作人员培训活动，市直交通执法单位每年至少组织1次执法骨干培训活动，县（市、区）每年至少组织2次执法培训活动。实行监督检查与责任追究制度，对所有执法人员实行承诺书制度， 每个人作出作风和廉政建设公开承诺。 实施“执法形象统一”，向社会展示良好行业形象。全市交通运输行政执法形象“五统一”：统一执法证件、统一执法标志标识、统一执法服饰、统一执 法场所外观、统一执法交通工具。执法人员执行公务时必须随身携带证件并依法出示， 严禁超越执法门类、超越执法范围执法以及非公务时使用执法证件。法制机构加强执法证件、 服装使用和队容风纪的监督检查， 对发现的问题进行严肃处理。 实施“指挥调度统一”，提升交通执法执行力。建立市县统一调度的指挥体系，市交通运输局设立市交通监察指挥中心。市交通监察指挥中心对县（市、区）交通稽查大队实施统一指挥调度，县 （市、区）交通稽查大队按照指定的时间、 地点、方式组织执法。根据需要，市交通监察指挥中心调度实施 “县域联查”、“县域互查” 、“县域协查”等工作，充分发挥稽查队伍协调联动的作用。强化一线执法行为监督，执法单位上岗前必须首先开启视频设备、 通讯网络，并在摄像云台可视范围内列队亮证，所有的车载云台、对讲系统、 GPS 必须保证时刻处于运转状态。 实施“处罚幅度统一”，推进交通执法公正合理。统一执行自由裁量权，严格依据有关规定实施处罚，市交通稽查支队违章处理审核室专人负责审核各县 （市、区）交通稽查大队上传的影像资料、 执法文书和拟处理意见。实施“信息系统共享统一”，提升交通执法管理效力。开发建设市交通行政执法综合业务信息平台，整合运政、路政、稽查等管理系统，收录营运车辆、从业人员、违章行为等交通业务信息， 形成了涵盖交通行业管理的10大信息系统。实施“考核奖惩统一”，形成奖优罚劣氛围。市交通监察指挥中心通过查看资料报送记录、随机调取视频监 控平台录像、查看参加活动记录等方式实施百分制日常考核，同时采用临时组队突击检查、案卷抽查以及县 （市、区）交通稽查大队互查等方式实施不定期考核，共同作为年终综合考核的依据。市交通运输局实施定期考核，每季度一排队、每半年一总结、每年一考核， 根据结果评出名次。对于工作成绩突出、考核排在前三名且考核 成绩在80分以上的交通执法单位，授予 “交通行政执法示范单位”荣誉称号并给予奖励；被市级以上新闻媒体曝光、有关单位通报批评或因超限超载引起重大安全事故的取消其评先树优资格。 实施交通执法“六统一”管理模式，从业务领域打破了县市区地域界别， 解决了当前交通执法行业存在的一些矛盾弊端，提高了全市交通执法工作效能，降低了执法领域的腐败风险，为交通行业实现 “保畅通保安全树品牌树形象”目标奠定了坚实基础。 马集镇专项“基金”为集体经济助力 本报嘉祥讯（通讯员王永茂陈根运）为加快调整完善农村所有制结构和产业结构，大力发展农村集体经济、家庭经济，切实增加农村集体和家庭收入，马集镇以村为单位建立了农村集体、家庭经济发展专项资金民间自治组织，为增加村级集体经济积累增添了助力。 该镇统一印发《发展基金捐助倡议 书》，由各村第一书记、联建村、联系点领导和包村干部组织各村村两委成员和全体村民、在外工作人员、本村大户进行募捐，募捐采取自愿无偿形式捐赠。发展专项资金主要用于以集体、家庭或农民自发形成的各种组织、合作社和联合体为单位的种植、养殖业生产以及带动农民致富的服务、运输等行业发展。优先支持畜牧上山进园、粮果间作、特色品牌等综合发展项目及设施农业、 创汇农业、籽种农业等。各村基金由中银村镇富登银 行代为管理， 建立专一账户。对资金使用要提高透明度， 建立监督举报制度，以加强社会公众的监督。目前，全镇已印发 《发展基金捐助倡议书》1000余份， 邮寄600余份， 正在组织召开捐助仪式的村2个，预计捐赠发展基金数额达20万元。 梁山提升服务效能优化发展环境 本报梁山讯（通讯员田均鹏陈昌涛）近日，梁山县按照“优化环境从我做起，转变作风向我看齐”主题活动要求，对全县涉企部门开展了专项民主评议活动，进一步优化经济发展环境，提升服务发展能力。 评议围绕企业发展可能遇到的问题，有针对性地把发改、工商、质监、交通等19家涉企经济服务和行政执法部门纳入专项评议范围。该县将19家涉企部门工作职责和服务措施公布在梁山县纪委监察网评议管理系统，从全县社会各界共抽取610名评 议代表。同时，形成按名次高低排列的评议 结果印发全县。 该评议以解决经济发展中的热点难点问题、规范涉企部门行为为目的，并对评议中名次靠后的部门单位提出整改意见，确保评议结果的实效性和严肃性。 鱼台构筑权力运行“防火墙” 本报鱼台讯（通讯员鱼纪宣）近日，鱼台县按照职权法定、权责一致的要求，全面清理和明确对管理、服务对象行使的各类职权，摸清职权底数，编制职权目录。针对每一项权力，优化运行流程，绘制权力流程图，通过科学合理的流程 来规避风险。目前，全县共清理职权384项，制作业务流程图446张。 与此同时，该县还以领导干部为重点，深入查找在管理、决策、协调等方面存在的廉政风险；以具有行政审批权、行政执法权的部门和人员为重点，深入查 找在资金和项目审批、费税征收、行政处罚等方面存在的廉政风险；以具有人财物管理权的部门和人员为重点，深入查找在干部人事和财务管理等方面存在的廉政风险。目前，共排查廉政风险点1648个。 邹城为重大项目建设保驾护航 本报邹城讯（通讯员宝奎洪涛）今 年以来，邹城市纪委以“效能提升年”活动为契机，围绕中心、服务大局，着力服务重点项目建设，为全市转型跨越发展提供有力保障。 围绕重点、重大项目建设，邹城市纪 委采取有力措施，切实搞好服务，深入工 程项目建设一线开展工作，了解工程项目推进过程中遇到的问题和障碍，梳理出影响进度的主要制约因素，协助制订对策，细化工作措施，量化工作进度，努力帮助解决项目推进中遇到的困难和问题，全力 保障重点工程项目顺利推进。组织执法 室、效能办、优化办等科室，督促协调供电公司、住建局、交通局等单位，加班加点，对迎宾大道、西外环、北外环、东外环等重要道路实施亮灯工程，为广大市民群众提供畅通安全的交通环境。 连日来，市中区喻屯镇陈庄村万亩莲藕已陆续采收，由 于普遍采用无公害种植，较好的莲藕品质吸引了周边市、县的诸多批发商前来选购。图为采藕工正在池塘里采藕。 ■记者刘建新摄