2019年磁性物理总复习.doc
磁性物理期末复习
M H磁化强度M(Magnetization): 单位体积内磁偶极子的磁矩矢量和
磁性与磁性材料
g e L
2m
Magnetism and Magnetic Materials
原子磁矩
一般地
g1J(J1)S(S1)L(L1) 2J(J1)
未分畴的退场能小得多。所以退磁场能Fd是形成磁畴的原因
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
A～（a/r0）关系曲线：
1. 原子间距大（ μ＝a/r0),电
子云重叠少或无重叠，则 交换作用弱或无。
2. 原 子 间 距 太 小 ， 会 导 致
铁磁性
A
顺磁性
顺磁性 A=0
u＝a/r0
从而使 A<0，自旋反平行。 3. 3 < a/r0 < 5时，A>0，且较大。
应变l /l 随外磁场增加而变化，最终达到饱 和 。产生这种行为的原因是材料中磁畴在外 场作用下的变化过程。每个磁畴内的晶格沿磁
畴的磁化强度方向自发的形变e 。且应变轴随
着磁畴磁化强度的转动而转动，从而导致样品
H
整体上的形变。
l ecos2
l
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
这相当于在易磁化轴方向上存在一个等效磁场 Hk 。
Fk 0M S H K cos
Fk
0M S H K sin
在很多情况下，用磁晶各向异性等效场的概念来讨论磁 晶各向异性的影响会方便得多。
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
2019年中考物理总复习全套课件第一部分夯实基础过教材第17章第1节 磁现象 磁场 电流的磁效应
安徽6年真题面对面(2013～2018)
命题点 1
磁场、磁感线的理解(2015.15)
1. (2015安徽15题3分)一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静 止．某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场，磁感线如图所示，
则小磁针在磁场出现后(
)D
第1题图
A. 两极所受的力是平衡力，所以不会发生转动
考点 2
电生磁(6年4考)
◎会用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁场方向(即磁极的判定等)．(A) 1. 电流的磁效应
实验视频
探究通电直导线周围的磁场
(1)发现：丹麦的物理学家⑱________ 奥斯特 证实了电流周围存在磁场，在世
界上第一个发现了电与磁的联系．
(2)内容：通电导线周围存在与⑲______ 电流 有关的磁场．(2014.7)
2. 通电螺线管周围的磁场 条形磁体的磁场相似． (1)特点：通电螺线管外部的磁场与⑳________
Байду номын сангаас
(2)影响因素：通电螺线管两端的极性与㉑电流 ______的方向有关．
右手 (3)安培定则：如图，用㉒ ________握住螺线管，让四指指向㉓
__________________，则拇指所指的那端就是螺线管的㉔______ N 螺线管中电流的方向
磁性物理复习参考
第二章抗磁性的来源1.拉莫尔进动导致的抗磁性（经典、局域电子）。
轨道电子在外磁场作用下，产生拉莫尔进动，其感生出的磁化强度总是与外场H反平行，表现为抗磁性。
2.朗道抗磁性（巡游电子）。
金属中的抗磁性，来源于传导电子在外磁场作用下进行回旋运动，外磁场使电子的能量量子化，从连续的能级变为不连续的能级，这种量子化引起了导体能量随磁场的变化，从而表现出抗磁性。
n为单位体积电子数顺磁性的来源1.泡利顺磁性（巡游电子）：对于传导电子，在外场的作用下，自旋向上和自旋向下两个子能带中的电子在费米面附近的态密度发生变化，由此产生的磁化强度正比与外场H，表现为顺磁性。
只有费米能级附近的电子才能改变自旋取向。
顺磁性与抗磁性是同时表现出的2.固有磁矩取向顺磁性（朗之万顺磁性、顺磁性的经典理论、局域电子）：材料中的原子磁矩都是互相独立的，每个原子都在进行热振动，符合玻尔兹曼统计。
在无外加磁场时，磁矩随机取向，磁化为0，当外加磁场时，磁矩按磁场方向取向，即表现正的磁化率。
3.van vleck顺磁性：考虑磁场对本征波函数的作用，这种顺磁性来源于磁场对电子云的改变。
即二阶微扰使激发态混入基态，使电子态发生微小变化所致。
（它基本不依赖于温度）第三章外斯分子场理论，基本特点，如何解释铁磁性：外斯假设铁磁性物质中每一个磁矩都受到内部的一个分子场的作用，它使原子磁矩自发地一致取向，产生自发磁化，铁磁体中的分子场与自发磁化强度成正比（H m=λM）。
在分子场和外加磁场的作用下，铁磁体的宏观磁化强度随外场和温度的变化，可以用玻尔兹曼统计得到：其磁化率与温度的关系：T<Tc：T>Tc：居里外斯定律。
这里的C与泡利顺磁性中的C相同在T=Tc发散居里外斯定律：铁磁性材料磁化率随温度变化：反铁磁与亚铁磁：解释为材料中存在两套磁晶格，分别感受到不同的有效场。
局域电子的stoner模型d和s电子在重叠的ds轨道重新分配在2个自旋方向不同的次能带中的电子数目的不同导致了局域电子系统的自发磁化Stoner criterion for FM第4章交换相互作用所谓分子场实际上是电子交换作用的一种平均场近似。
物理电与磁知识点总结与典型习题(含答案)
第八章电与磁一、磁现象1.磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。
2.磁体：具有磁性的物质叫做磁体。
分类：软磁体：软铁人造磁体：条形磁体、蹄型磁体、小磁体、环形磁体硬磁体（永磁体）：钢天然磁体3.磁极：磁体上磁性最强的部分（任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的）（1）两个磁极：南极（S）指南的磁极叫南极，北极（N）指北的磁极叫北极。
（2）磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
4.磁化（1）概念：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
（2）方法：用一个磁体在磁性物体上沿同一方向摩擦，就可使这个物体变成磁体。
5.应用：记忆材料：磁盘、硬盘、磁带、银行卡等发电机（电动机）：磁悬浮列车、磁化水机、冰箱门磁性封条等二、磁场1.磁场（1）概念：在磁体周围存在的一种物质，能使磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，我们把它叫做磁场。
（2）基本性质：磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用。
（3）磁场的方向：规定——在磁场中的任意一点，小磁针静止时，N即所指的方向就是那点的磁场方向。
注意——在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。
2.磁感线（1）概念：为了形象地描述磁场，在物理学中，用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描述下来，这些曲线就是磁感线。
（2）方向：为了让磁感线能反映磁场的方向，我们把磁感线上都标有方向，并且磁感线的方向就是磁场方向。
（3）特点：①磁体外部的磁感线从N极出发回到S极。
（北出南入）②磁感线是有方向的，磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致。
③磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱。
④磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交。
（4）画法：3.地磁场（1）概念：地球周围存在着磁场叫做地磁场。
（2）磁场的N极在地理的南极附近，磁场的S极在地理的北极附近。
（3）应用：鸽子、绿海龟（利用的磁场导航）（4）磁偏角：首先由我国宋代的沈括发现的。
磁性物理复习参考
抗磁性的来源1.拉莫尔进动导致的抗磁性（经典、局域电子）。
轨道电子在外磁场作用下，产生拉莫尔进动，其感生出的磁化强度总是与外场H反平行，表现为抗磁性。
2.朗道抗磁性（巡游电子）。
金属中的抗磁性，来源于传导电子在外磁场作用下进行回旋运动，外磁场使电子的能量量子化，从连续的能级变为不连续的能级，这种量子化引起了导体能量随磁场的变化，从而表现出抗磁性。
n 为单位体积电子数顺磁性的来源1.泡利顺磁性（巡游电子）：对于传导电子，在外场的作用下，自旋向上和自旋向下两个子能带中的电子在费米面附近的态密度发生变化，由此产生的磁化强度正比与外场H ，表现为顺磁性。
只有费米能级附近的电子才能改变自旋取向。
顺磁性与抗磁性是同时表现出的2.固有磁矩取向顺磁性（朗之万顺磁性、顺磁性的经典理论、局域电子）：材料中的原子磁矩都是互相独立的，每个原子都在进行热振动，符合玻尔兹曼统计。
在无外加磁场时，磁矩随机取向，磁化为0，当外加磁场时，磁矩按磁场方向取向，即表现正的磁化率。
3.van vleck 顺磁性：考虑磁场对本征波函数的作用，这种顺磁性来源于磁场对电子云的改变。
即二阶微扰使激发态混入基态，使电子态发生微小变化所致。
（它基本不依赖于温度）第三章外斯分子场理论，基本特点，如何解释铁磁性：外斯假设铁磁性物质中每一个磁矩都受到内部的一个分子场的作用，它使原子磁矩自发地一致取向，产生自发磁化，铁磁体中的分子场与自发磁化强度成正比（H m =λM ）。
在分子场和外加磁场的作用下，铁磁体的宏观磁化强度随外场和温度的变化，可以用玻尔兹曼统其磁化率与温度的关系：T<Tc：T>Tc ：居里外斯定律。
这里的C与泡利顺磁性中的C相同在T=Tc发散居里外斯定律：铁磁性材料磁化率随温度变化：反铁磁与亚铁磁：解释为材料中存在两套磁晶格，分别感受到不同的有效场。
局域电子的stoner模型d和s电子在重叠的ds轨道重新分配在2个自旋方向不同的次能带中的电子数目的不同导致了局域电子系统的自发磁化Stoner criterion for FM第4章交换相互作用所谓分子场实际上是电子交换作用的一种平均场近似。
2019中考物理知识点磁场复习资料
2019中考物理知识点磁场复习资料2019中考物理知识点磁场复习资料考点一、这部分内容有四个重要考点：磁极间相互作用的规律，磁场的基本性质，磁场的方向，地磁场。
通常会考磁极之间的相互作用和磁场方向。
考点二、磁场1.定义：磁体周围存在的一种特殊物质。
磁场是真实存在的。
2.基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。
3.方向判定：在磁场中的某一点放入小磁针，小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。
4.磁感线：用来描述磁场强弱和方向的曲线。
磁感线不是真实存在的。
考点三、1.奥斯特实验：(1)该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。
(2)表明通电导线周围存在磁场，电流周围磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管：(1)通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场。
(2)它两端的磁极跟电流方向有关，可以用判定。
3.安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
4.电磁铁：(1)构成：通电螺线管和里面的铁芯。
(2)影响磁性强弱的因素：a.同一个电磁铁，电流越大，磁性越强。
b.当电流相同螺线管外形一样时，线圈的匝数越多，磁性越强。
c.通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。
(3)优点：电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及方向来控制。
(4)应用：。
电磁铁的应用是的重点和热点，经常以填空题、选择题、作图题、实验探究题的形式出现考点四、磁场对电流的作用1.作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。
2.力的方向：跟磁感线方向和电流方向有关。
3.说明：若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变，则导体的受力方向也随之改变;若上述两个方向同时改变，则导体的受力方向不变。
4.能的转化：电能转化为机械能。
5.应用：直流电动机。
(1)构造：由磁极、线圈、换向器和电刷组成。
(2)工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作。
考点五、电磁感应1.现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有电流产生，这种现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
电磁章末复习
章末复习01 知识框架)⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧磁现象磁场⎩⎪⎨⎪⎧磁现象⎩⎪⎨⎪⎧磁体：具有① 磁性 的物体磁极：磁体上磁性②最强 的部分磁极间的作用规律：③ 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 磁化：使原来没有磁性的物体获得④ 磁性 的过程磁场⎩⎪⎨⎪⎧方向：小磁针静止时⑤ 北极 所指的方向为该点磁场的方向磁感线的方向：在磁体外部，磁感线由⑥ 北 极出发，回到⑦ 南 极地磁场：地磁的北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近电生磁⎩⎪⎨⎪⎧奥斯特实验证明：通电直导线周围存在⑧ 磁场 安培定则：用右手握螺线管，让⑨ 四指 指向螺线管中电流的方向，则⑩ 大拇指 所指的那端就是螺线管的N 极电磁铁电磁继电器⎩⎪⎨⎪⎧电磁铁⎩⎪⎨⎪⎧定义：插入⑪ 铁芯 的螺线管磁性强弱的决定因素：与线圈匝数的多少、⑫ 电流 的大小、有无铁芯等有关电磁继电器⎩⎪⎨⎪⎧构造：⑬ 电磁铁 、衔铁、弹簧实质：利用电磁铁控制工作电路的一种开关电动机⎩⎪⎨⎪⎧磁场对通电导线的作用力的方向与⑭ 电流方向 、磁感线方向有关电动机⎩⎪⎨⎪⎧原理：通电线圈在磁场中⑮ 受力转动 能量转化：电能转化为⑯ 机械能 磁生电⎩⎪⎨⎪⎧电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做⑰ 切割磁感线运动 而产生感应电流的现感应电流的方向：感应电流的方向与导体运动方向和⑱ 磁场方向 有关发电机⎩⎪⎨⎪⎧原理：电磁感应现象能量转化：机械能转化为⑲ 电能 02 教材延伸)1．如图所示是我国早期的指南针——司南，古文《论衡》中记载：“司南之杓(用途)，投之于地，其柢(握柄)指南”．则勺柄应为该磁体的__ _(填“N”或“S”)极．2．如图所示，左端为通电螺线管的S 极，右端为通电螺线管的N 极．由此可见，通电螺线管周围的磁场与__ __的磁场相似；通电螺线管的极性与螺线管中的__ __有关，具体关系需要用安培定则来判断．03 实验突破)实验一：奥斯特实验(1)实验装置：如图所示(2)交流讨论：比较甲、乙两图，可得实验结论是__ __；观察比较甲、丙两图，可得实验结论是__ __．(3)实验结论：通电导线周围存在着与__ __有关的__ __，这种现象叫做__ _．实验二：探究通电导体在磁场中的受力情况(1)实验装置：(2)实验过程及结论：把导体ab放到蹄形磁体两极之间，然后给ab通电，这时会看到导体ab运动起来，这个实验说明__ __；控制磁感线的方向不变，改变导体中的电流方向，会发现导体的运动方向随之改变；控制电流的方向不变，将两磁极位置对调，会发现导体的运动方向也随之改变．以上实验说明通电导体在磁场中受力的方向与__ __和__ __有关．实验三：探究电磁感应现象(1)实验装置：(2)实验过程：按图连接好电路，保持导体不动，保持电路闭合，电流表的指针并不偏转；保持电路闭合，让导体ab在磁极间上下运动，电流表指针仍不偏转；保持电路闭合，让导体ab在磁极间左右运动，电流表的指针来回偏转；断开电路，让导体ab在磁极间左右运动，电流表的指针不偏转．由此说明__ __电路的__ __导体在磁场中做__ __运动时，导体中会产生__ __．这种现象叫做电磁感应．让导体ab向左运动，指针朝一个方向偏转；当导体向右运动时，指针又朝另一个方向偏转；保持导体向左运动，改变磁感线方向，指针偏转方向也改变．说明了感应电流的方向与__ __和__ __有关．(3)交流讨论：①闭合开关后导体不动，磁体左右移动，__ __(填“能”或“不能”)产生感应电流．②要使电流表指针偏转的角度变大，可行的办法是：__ __．。
物理中考复习电与磁资料
一、磁场
➢ 各种磁体间的磁感线的分布情况
一、磁场
4、地磁场 ➢ 定义
在地球周围的空间里存在 着磁场，叫做地磁场。 ➢ 分布：
地磁北极在地理南极附近， 地磁南极在地理北极附近。 ➢ 地磁场的发现
我国宋代科学家沈括 （1034--1094）在公元 1086年写的《梦溪笔谈》 中，最早记载了地磁偏角 。
图9—6
课堂互动
3、如图9—7所示的四个图的装置可以用来演示物 理现象，则下列表述正确的是（ C ） A．图甲可用来演示电磁感应现象 B．图乙可用来演示磁场对电流的作用 C．图丙可用来演示电流的磁效应图9—7 D．图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流对通电导线作用的实验装置，当接 通电源，有电流由a至b通过导线ab时，它将受到磁场力作 用而向左运动，则：（ A ） A．当磁场方向相反时，ab将向右运动，电能转化为机械 能
图9—2
中考真题赏析
例2、（2010年梅州）小华同学用导线绕在铁钉上， 接入如图9—3所示的电路中，制成了一个 ___电__磁__铁____。闭合开关S，小磁针静止时左端应为 ___S___极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，它 的磁性将__增__强____。
图9—3
中考真题赏析
例3、(2010广州)如图9—4所示，在蹄形磁体的磁 场中放置一根与螺线管连接的导体 棒ab，当ab棒水平向右运动时，小 磁针N极转至右边。可使如图9—5 所示位置的小磁针N极转至左边的 操作是图7中的 （ A ）
压，弱电流电路的通断， 间接地控制高电压，强电 流电路的装置，还能实现 遥控。
➢电磁继电器的应用
二、电生磁
6.扬声器
➢1.定义： 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
➢2.原理：
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磁性物理总复习
微观：
抗磁性 c
θ
ρ--T
铁氧体
超交换作用
三种结构类型
单、复合铁氧体分子磁矩的计算
ZnO 、Fe 2O 3含量对复合铁氧体性能的影响
宏观：
一． 磁场作用
在外磁场作用下（磁化）θμcos HMs F
-=
在退磁场作用下 )(21M M M H
F z y x Nz Ny Nx NMdM dM 22++==-=⎰⎰μμμ
（形状各向异性能量）
磁化时的现象：
1.磁晶各向异性
来源：双离子模型、单离子模型
⎪⎩⎪⎨⎧++=++++=θθαααααααααsin sin )()(1K K K K K K F 1Ku 22222222F 32113322六角晶体：
立方晶体：2. 磁致伸缩
体积 / 线磁致伸缩 正/负磁致伸缩 λ λ
来源：⎪⎩
⎪⎨⎧形状效应场致伸缩变自发磁化引起的自发形
关于λ的阿库洛夫公式⇒立方多晶体：
532λλλ+= 二．应力作用
θσλσcos 2
3F -=（单轴各向异性的能量） 影响：（1）对Ms 取向的影响
（2）对畴壁位移的影响（束缚作用）
三．磁畴
Fd 最小是分畴根本原因；只有Fd 是形成磁畴的根本原因而别的能量不是。
分畴后⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⎪⎩⎪⎨⎧厚度和能量 稳定平衡状态时，畴壁内磁矩过渡规律 分类畴壁表面畴闭流畴片形畴磁畴γγK ex 磁畴结构的计算、畴壁的计算：考虑磁体内五种能量，加以分析判断，找
出主要能量，并表示出总的自由能；然后
按照能量极小值原理处理。
单畴颗粒： 临界尺寸的计算
磁化
一． 恒稳直流磁场（技术磁化） 磁导率为实数
磁化各阶段：
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=∂=∂∂=∂∂∂∂=⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫∂∂⇒∂∂⇒⇒=∂∂ ⎝⎛⎩⎨⎧∂∂∂10022m a x 000021)()()()(0)()(K Ms F
F x H x x x H x F H x M H M M M S H i H H 和的律。
由此定律测定材料趋近饱和：趋近饱和定临界场临界角畴转 标志：巴克豪森跳跃壁移 不可逆 由磁化方程 畴转应力模型含杂模型壁移可逆：θθγμχθωθθθθθ
反磁化：（Hc=H 0）
反磁化过程和磁化过程一样，也存在可逆和不可逆过程，不可逆过程是产生磁滞的原因。
故反磁化过程中磁滞形成的根本原因主要是磁体内的不均匀性引起的不可逆磁化。
所以反磁化过程中磁滞机制分为如下三种：
022(00C n C S S F F H H H H H H θθθ⎧⎧=⎪⎨⎩⎪⎪⎧⎪⎪=⎨⎪⎪⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎩⎪⎪∂∂=⇒⇒>⎪∂∂⎪⎪⇒⇒⎪⎪⎩
含杂模型不可逆的壁移 应力模型反核的来源与成核场反磁化核成长反核长大的条件（发动场理论）在磁晶各向异性作用下不可逆的畴转单畴／畴壁被束缚）在形状各向异性作用下 在应力各向异性作用下 畴转机制下Hc 推导：不同起始角时，由值 是否满足画出磁滞回线得到Hc 、Mr/Ms
所以缺陷对磁性材料的Hc 的影响就具有两重性。
四种关键状态下的Ms 在空间分布：
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧作用下的磁化状态在磁比越大）的计算，易轴越多，剩剩磁状态
（饱和磁化状态磁中性状态Hc Mr
二． 交变磁场（动态磁化） 磁导率为复数
时间效应⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧⇒⇒⇒⇒剩余损耗磁后效及老化现象磁谱曲线
象磁导率的频散和吸收现涡流损耗涡流效应磁滞损耗磁滞现象
δ
μμμμμμtg Q C
Q i 1='''=='''-'= 磁损耗的分离、分类以及机理；降低各种磁损耗的途径。
P L =P h +P e +P r =K h B 3f +K e B 2f 2d 2/ρ+P r
对动态磁化时Ms 运动的描述——Ms 的运动方程
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧的制约关系自然共振频率和驰豫型共振型磁谱特性机理振动态磁化的磁畴自然共的制约关系畴壁共振频率和很大）弛豫型磁谱（阻尼很小）共振型磁谱（阻尼磁谱特性特点
机理动态磁化的壁移μμββ
磁谱：⎩⎨
⎧的定义磁谱上理铁氧体磁谱的特征和机f
三． 恒场+交变场 （微波磁性） 磁导率为张量
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧铁磁共振的微观机理的关系和驰豫时间与阻尼系数定义铁磁共振线宽铁磁共振物理意义具有共振现象
反对称的二次张量特点张量磁导率旋磁性的概念
τλ。