磁电子学答案
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磁生电习题（含答案）一、单选题(本大题共5 小题，共10.0 分)1.明以塑为接轴将两个玩电机的转轴连接起来，连接如图所示电路，开关S 闭合后，灯泡，下列说不确的（）A.甲、乙电机转动B. 甲电机相当于发电机C. 乙电机相当于电动机 D.将电源正负极对调，灯泡亮度发生改变2.微型电扇通电工作时，电机．图所示，微型电扇的插头连接小灯泡，用手快速动风叶时小泡光，此型电扇变成了发电．关于电机和发电机的工作原，列说法中正确的是（）A. 电动机的工作原理是电磁感应B. 电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用C. 发电机的工作原理是电流的磁效应D. 发电机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用3.图示是演示电磁学原理其应用的示意，以下说中正的（）A.利用甲实验的原理可制成丙装置B. 利用乙实验的原理可制成丁装置C. 丙装置可将内能转化为电能D. 丁装置可将机械能转化为电能4.是关电磁象的四个实验，下列说法正确的是（）A.图甲是研究发电机工作原理的实验装置B. 图乙实验说明通电导体周围存在磁场C. 图丙是探究磁铁磁性强弱的实验装置D. 图丁是探究电磁感应现象的实验装置5.如图所示的四实验中，能来说明电动工原理的（）A. B. C. D.二、多选题(本大题共3 小题，共9.0 分)6.下列说法中正确的是（）A.磁场的基本性质是对放入其中的磁性物体有力的作用B.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的C.电动机工作时，主要的能量转化是将电能转化为机械能D.导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流7.关于磁现象，下列说法中正确的是（）A.磁体上磁性最强的部分叫磁极B. 奥斯特实验说明导体周围存在着磁场 C. 地磁场的北极在地理的南极附近 D.发电机是利用电磁感应现象制成的8.关磁象下列说法中正确的是（）A.电动机能够把电能转化为机械能B. 奥斯特实验说明了导体周围存在磁场 C. 通电的酸、碱、盐水溶液周围会产生磁场D. 导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流三、填空题(本大题共8 小题，共16.0 分)9.通过两的物理学习，相信聪明的你定学到了很多物理识．还知道了很多物理学及他们物作的献．奥斯发现了．首示了电磁的联系；法拉发现了现象．进一揭示了与的联系，开了人类的电气时．10.图是小华同用微电扇研究“电磁转换实验：小华在微型电的插头处接一只发二极管用手旋转叶片发二极管发光，如题乙图所示，时微电扇同台（选“电动”或“发机”），其工原理是．11.同们做实验的装如图示闭合开关，先将导体b 水平向右移动，导体d 也之动起．可：实验装置左侧运用原是；验置右侧产生的现象在生中的用是（举-实例）．12.下表列出了一些材料制成的长1m、横截面积为1mm2的导线在20℃时的电阻值．导线银铜铝钨铁锰铜合金镍铬合金电阻R/Ω0.016 0.017 0.027 0.052 0.096 0.44 1.1根据表中数据回答：假如让你架设一条输电线路，在铝线和铁线之间，你应选用；假如要选用一根金属丝来做滑动变阻器的电阻丝，在铁丝和锰铜丝之间，你应选用．13.“醉美高铁”--合福线的开通给我们出行带来了便利，动车到站前先停止供电，由于，动车会继续向前运行，电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线产生感应电流，将能转化为电能，自动输入电网，达到节能的效果．14.小华发现电动玩具车内部都是电源、开关、电动机、指示灯各一个组成，为了探究玩具车内部电动机与指示灯的连接方式，他将这辆玩具车的电池取下，保持开关闭合，转动车轮，指示灯发光，这一实验（能/不能）确定电动机与指示灯的连接方式，理由是，转动车轮产生的现象是现象．15.阅读《一度电的意义》，回答第38 题一度电的意义现代生活离不开用电，城市日常电力供应，或来自于水力发电站，火力发电站或来自核电站等等．你知道一度电可以做什么吗？你能发出一度电吗？到中国科技馆的科技与生活B 厅“居家之道”展区，看看“一度电的意义”这件展品，并体验一下，骑上单车，用力蹬车看看是否能发出一度电．或者转动手柄，通过LED 显示屏了解你的发电度数．电在生产和生活中有广泛的应用．统计数字表明：一度电可以炼钢1.25 至1.5 千克、织布8.7 至10 米、加工面粉16 千克、灌溉小麦0.14亩次、灌液化气10 瓶、制造啤酒15 瓶、采煤27 千克、生产化肥22 千克、洗衣粉11.8千克、供电车行驶0.86 公里…．我们每使用一度电，都要耗费掉一份人类赖以生存的自然资源．可别小看节约的这一度电．有了这一度电，一只10 瓦的灯泡可以连续照明100 小时，节能型家用电冰箱能运行两天，电动自行车能跑80 公里，1000 个市民可通话15 分钟，40 台电脑可工作1 小时…一度电使一千瓦电炉烧一个小时！使一千瓦水泵抽水约十三吨！有了这1 度电，普通电风扇能续运行15 小时，电视机能开10 小时，能将8 千克的水烧开，能用吸尘器把房间打扫5 遍，可用电炒锅烧两个美味的菜，可借助电热淋浴器洗一个非常舒服的澡…．许多人习惯于将所有电器的插头都插在插线板上，为的是用起来“省事”．您却不知道，这样做既存在安全隐患，还消耗了很多电能．“把电器插头都插在插线板上，下次用起来就很省事！”其实，这种做法在许多家庭都司空见惯，可您却不知道：不知不觉中很多电能就从我们的手指缝中溜走了．在关闭开关却插着插头的状态下，常用家电的待机能耗功率分别为：空调3.47 瓦，洗衣机2.46 瓦，电冰箱4.09 瓦，微波炉2.78 瓦，抽油烟机6.06 瓦，电饭煲19.82 瓦，彩电8.07 瓦，手机充电器1.34 瓦，显示器7.69 瓦，传真机5.71 瓦，打印机9.08瓦…．请根据上述材料，回答下列问题：（1）城市日常电力供应，来自于水力发电站，火力发电站或来自等．（2）1 度电能使额定功率为100W 的灯泡正常发光小时．（3）在科技馆里骑上单车发电和利用手摇发电机发电，都应用了的原理．（4）电能使用起来方便，清洁，但每发一度电，都要耗费掉一份人类赖以生存的自然资源．请你举出两条日常生活中节约用电的有效途径：①②．16.如甲乙两图所示，能说明电动机工作原理的是图．发电机是根据现象制成的．如图丙所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着条形磁铁，当开关S 闭合后，在滑片P 由b 端向a 端滑动过程中，会出现的现象是小灯泡亮度（选填“增强” 或“减弱”），弹簧长度（选填“变长”或“缩短”）．四、实验探究题(本大题共1 小题，共6.0 分)17.如图所示是小华同学用微型电扇研究“电磁转换”的实验：（1）小华将微型电扇的插头接入家庭电路，电扇旋转，如图，工作过程甲所示．使微型电扇转动的工作原理是中，电扇将电能主要转化为能．（2）小华在微型电扇的插头处接一只发光二极管，用手旋转叶片，发现二极管发光，如图乙所示．此时微型电扇如同一台（选填“电动机”或“发电机”），其工作原理是．五、计算题(本大题共3 小题，共24.0 分)18.我们常常将看似无关的两个事物或现象联系起来，进行“类比”．“类比法”可以帮助我们理解概念、巩固知识，以下是两个“类比”学习案例：（1）将如图所示的“水路”模型类比基本电路，可以发现：①叶轮机在“水路”中的作用与下面哪个元件在电路中的作用相当？（）A．电源B．开关C．用电器D．导线②类比“水路“模型中“水压是使水管中水定向运动形成水流的原因”，我们很容易理解电压是使电路中定向运动形成的原因．（2）运用“类比法”，我们还可以将实验室交流发电机和直流电动机列表比较，请完成表中的三处填空（将答案直接写在横线上）．机种交流发电机直流电动机类比项工作原理不同构造两个铜环两个半环相同构造（定子）、线圈（转子）、电刷等19.如图1 所示，通电时导线下方小发生偏，改变电流方向时小磁针转方向．此说明通电导周围存在，且其方与有关．用如图2 示置进行如下实验：合关，让导体A 作左右运动，电流的指针；闭合开关让导体B 作上运动，电流的指针；断开开关，再让导AB 左右动电流表指针据这些现，可以得到的结论是．20.作如图所示的小实验，用手拨动小风扇叶片，带动转子转动，发光二极管会发光，微风电扇居然变成了“发电机”．发电，制作发光二极管的核心材料是机的工作原理是．磁生电习题（含答案）【答案】1. D2. B3. D4. D5. C6. AC7. ACD8. AC9.电流的磁效应；电磁感应10.通电导体在磁场中受力转动；机械；发电机；电磁感应11.电磁感应现象；电动机12.铝线；锰铜丝13.惯性；机械14.能；若电动机与指示灯串联的，拆去电池、闭合开关后，电动机、指示灯组成的电路是开路，指示灯不会发光；电磁感应15.核电；10；电磁感应现象；随手关灯，人走灯灭；用电器不用时关掉电源，不让其处于待机状态16.乙；电磁感应；增强；变长17.通电导体在磁场中受力转动；机械；发电机；电磁感应18.C；电荷；电流19.相反；磁场；电流方向；偏转；不偏转；不偏转；闭合电路一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，可产生感应电流20.电磁感应；半导体【解析】1.解：闭合开，乙电机转动，乙带甲电机动选项确；闭合关，机转，乙电机相当电动机．选项正确；将正负极对，甲乙电转速不变，甲机产生的感应电流大不变，灯泡的实际功率变，亮不．选错误．故选．动机利用通电体磁场中会受到力动的原理．灯泡的亮度由泡的实功率定．本题考查电动机和发电机的工原理以泡亮度与实际率的关系，练掌握础解题关键．2.解：电扇里面有个小型的电动机，使微电转的工作原理是通导体在磁场力动；扇的内部有铁和圈当微型电扇的插头处接一只发二极管，线圈动，了割磁感线运动，故能生电流此时微电如同一台电机，原理就是电磁感应．选 B．电动机工作原理：通电磁场中受力转能转化是：电能转化为机械能；闭合电部分导体磁场中做切感线运动导体中就产生感应电流．本题考电动和发电机的作原理相对较单，属于基础题．3.解：甲探是电感应现象，是发电机理，而不是电动机，故 A 错；丁是发电的模型合题意；实验探究的是通电导体在场中受运现象，动机原理，故 B 错；故选．此题综合性较强解题时首先要弄清每个图所研究的是哪些验或现象，然进．电机是将电能转化为机械能的它在工作要消耗电能，此解题观察图有电源是此题的解题关键．4.解：图中有电池是电动理，故 A 错误；斯实验，说明通电导线围存在磁场，故 C 误；图没有池，是电磁感应现象实验，D 正．故选：发电机原图描述了线圈给外的用电器供；动机原理图描了电源给圈电；电感应现象置图没有电池；磁对电流的用装置有池．教中重要验装图采用对比记的方认真识记，包括实验装的名称、明的原理、重要的用等．5.解：是斯特实验，小磁针指针偏转说明电导体围有场，符题意；是研究电铁的磁性强的影因素不符合题意；电路中有电流，通导线圈受到磁场作用发运动，符合题意；故 C．电动机工作原理是：电体在磁场中受力的作用．正确分个选项研究的什么问题，再做回．本题及内容有电流磁效应、电动的原和发机的原．注意电磁感应和通电导在磁场中力运动装的不，前者外没电源，后者外部有电源．6.解：A、磁体的周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁性物体有力的作用，故 A 正确；B、放在磁场中某点的小磁针 N 所指的方向，就是该点的磁场方向，但磁场方向不是由小磁针决定，故 B 错误；C、电动机工作时，主要的能量转化是将电能转化为机械能，故 C 正确；D、只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，故 D 错误．故选 AC．（1）磁体的周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用；（2）利用小磁针可显示某点的磁场方向，但磁场方向不是由小磁针决定；（3）电动机工作时将电能转化为机械能；（4）闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线时，会产生感应电流．本题考查了磁场的性质与方向、电动机的原理、产生感应电流的条件等，综合性较强，但总体难度不大．7.解：A、磁体上磁性最强的部分叫磁极，该选项说法正确；B、奥斯特实验说明通电导体周围存在着磁场，不通电的导体周围没有磁场，该选项说法不正确；C、地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，该选项说法正确；D、发电机是利用电磁感应现象制成的，该选项说法正确．故选 ACD．（1）磁体上磁性最强的部分叫做磁极，一个磁体上有两个磁极，分别叫南极和北极．（2）奥斯特实验说明通电导体周围存在着磁场，当电流方向改变时，小磁针偏转方向改变，电流的磁场方向与电流方向有关．（3）地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近．（4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，这种现象就是电磁感应现象．本题考查了电和磁的基本内容，属于基本知识的考查，比较简单．8.解：电动机，即通电能，是耗电能产生械能，故是将电能化为机械能装置该选项确；酸、碱盐水溶液是导体，通酸、碱、盐水溶液周围产生磁场，故项确；闭合路的部分导体场中做切割磁感线运动，在电路中才会产生应电流，该错误；故选 C．解答题需掌握：电动机即通能，是将电能转为机械的装置；奥斯特验说了通电导线周存在磁场；闭电的分导体在磁场中做割磁感线的运动时电路中才会产生感应电．电动机发机奥斯实验以及电感应现等知识，都一定的相似需要我们在学习中重点区分．9.解：奥斯特发现了电流的磁，次揭了电和磁的联法拉第发现了电磁感应现象，进一步示了和磁的系，导了电机的明．故答案为：电流磁效应；磁感．奥斯特发现通电导体周存在磁；法拉第发现电磁感，电磁感现象就是发电机的原理．本题考了与磁的关系、磁感应象的应用及其发现者，于本知．10.解：电扇里有个小型的电动，使微型扇转动工作原理是通电导体在磁场中力转动；时能量转为能转化机械．电扇内部有磁铁线圈，当微型电扇的接一只发光二极管线圈转动，做了磁感的运动，能产生电流；此时微型电扇如一台发电，原就电磁感应．故答：通导体在场受力转动；机械；发电机；磁感应．电动的工作原理：电导体在磁场中受力转动；能量转电能为机械能；闭合电路的部分导体在磁场中做切感线运动，体就会产感电．本查电动机和发电的工作原理，相对较单，属于基题．11.解：由题干图知：闭合开关，将导 ab 水平移，此时相当闭合电路的部导体磁中做切割磁感线运，故导体中会有感应电产生，此时 b 当于电；cd 相当于放磁场中的通电导体故d 受力运动；故实验装置左侧用的理是：电磁感应；验装置右侧现象在生活的应用是电动机．故案为：电磁感应象，动机．掌电磁现象，以及流电动机原理是解题的关键；由题干中电路的结构和点可以看出实理和目的．电磁和磁场通电导体的作其主区别在于前者为因而生电，后者因通而动所以电路构是不同的．12.解：若架设一条输电线路，我们应该选择电阻小的导线，在长度和横截面积不变时，选择电阻率小的，即选铝；做滑动变阻器的电阻丝，要选择电阻率大的，利于改变电路电阻，故选锰铜丝；故答案为铝丝，锰铜丝．根据导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关：①材料和横截面积相同的导体，长度越大，电阻越大；②材料和长度相同的导体，横截面积越小，电阻越大；③长度和横截面积相同的导体，材料不同，电阻不同；根据实际需要进行选择材料．根据实际需要选择导体材料时，要结合影响电阻大小的因素，利于控制变量法进行选择．13.解：停止供电后，列车仍能前进是因为高速行驶的列车具有惯性，会保持原来的运动速度继续前进；电机线圈转动中由于切割磁感线而在线圈中产生了感应电流，将列车的机械能（动能）转化为了电能．故答案为：惯性；机械．（1）一切物体均有惯性，惯性是指物体具有的能保持原来的运动状态的性质；（2）当闭合回路中的部分导体切割磁感线时，会在闭合回路中产生感应电流，即将机械能转化为电能．本题为结合物理情景考查物理知识的题型，该题型为常见题型，其特点为考查面较广但一般难度不大．14.解：转动车轮，车轮带动电动机转动，电动机变成了发电机，转动车轮，车上的指示灯还能发光，说明此时电动机、指示灯构成闭合回路，故电动机与指示灯是并联的；如果电动机与指示灯是串联的，拆去电池、闭合开关后，电动机、指示灯组成的电路是开路，指示灯不会发光．转动车轮产生的现象是电磁感应现象．故答案为：能；若电动机与指示灯串联的，拆去电池、闭合开关后，电动机、指示灯组成的电路是开路，指示灯不会发光；电磁感应．串联的各电路元件相互影响，不能独立工作，并联的各电路元件互不影响，能独立工作；根据题意与实验现象判断灯泡与电动机的连接方式．本题考查了判断元件的连接方式，知道串并联电路的特点、根据题意即可解题．15.解：（1）城市日常电力供应，来自于水力发电站，火力发电站或来自核电；（2）1 度电=1 千瓦时=1KW•h，100W=0.1KW，根据P= 得t= = =10h；（3）发电机的原理是电磁感应现象；（4）常见的节约用电的方法有：随手关灯，人走灯灭；用电器不用时关掉电源，不让其处于待机状态．故答案为：（1）核电；（2）10；（3）电磁感应现象；（4）①随手关灯，人走灯灭；②用电器不用时关掉电源，不让其处于待机状态．（1）发电的种类：水力发电、火力发电、核电、风力发电；（2）根据 W=Pt 算出时间；（3）发电机的原理是电磁感应现象；（4）根据常见的节约用电的方法进行解答本题考查了学生根据题中信息解答问题的能力，是一道中等题．16.解：（1）电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，电路中有电源，故应为图乙；发电机是根据电磁感应原理制成的，电路中无电源，为图甲；（2）读图可知，当滑片 P 从b 端到a 端滑动过程中，变阻器的阻值变小，电路中的电流变大，因此，电磁铁的磁性变强；电流从螺线管的下端流入，上端流出，右手握住螺线管，使四指指向电流方向，则螺线管的上端为 N 极．根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁与电磁铁的相互作用为吸引，当电磁铁的磁性变强时，吸引力变大，则弹簧长度变长．故答案为：乙；电磁感应；增强；变长．（1）电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，发电机是根据电磁感应原理制成的；（2）根据滑动变阻器的变化，可判断电流大小的变化，知道电流越大，螺线管的磁性越强．先根据电流的方向，利用安培定则可判断螺线管的极性，再根据磁极间的相互作用可判断与条形磁体的作用力，进而判断弹簧长度的变化．本题考查了电动机和发电机的原理，同时还将通电螺线管的判断、磁极间的相互作用、电路的动态变化进行了有机的结合，难度虽然不大，但环环相扣，应细心作答，才不会颠倒出错．17.解：（1）电扇里面有一个小型的电动机，使微型电扇转动的工作原理是通电导体在磁场中受力转动；此时能量转化为电能转化为机械能．（2）电扇的内部有磁铁和线圈，当微型电扇的插头处接一只发光二极管，线圈转动时，做了切割磁感线的运动，故能产生电流；此时微型电扇如同一台发电机，原理就是电磁感应．故答案为：（1）通电导体在磁场中受力转动；机械；（2）发电机；电磁感应；（1）电动机的工作原理：通电导体在磁场中受力转动；能量转化是：电能转化为机械能；（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流．本题考查电动机和发电机的工作原理，相对比较简单，属于基础题．18.解：（1）①叶轮机将水的机械能转化为了其他的能量，类似于电流流过用电器时将电能转化为其他形式的能，故叶轮机与用电器类似，故选 C．②类似于水的流动时两端要有水压，电流的形成因为电路的两端有电压而使电荷产生了定向移动，从而形成了电流，故答案为电荷，电流．（2）交流发电机是利用了电磁感应原理将机械能转化为电能，而电动机是利用了磁场对通电导体力的作用，使线圈转动将电能转化为机械能；发电机和电动机构造上都有定子、线圈和电刷组成，但交流发电机为两个闭合铜环，而直流电动机为两个半环，故答案如下表：机种交流发电机直流电动机类比项工作原理电磁感应原理磁场对通电导体有力的作用不同构造两个铜环两个半环相同构造磁体（定子）、线圈（转子）、电刷等（1）①叶轮机可以将水的能量转化为其他形式能，故与电流做功类似可以将电能转化为其他形式的能；②电压可以使电路中电荷产生定向移动形成电流，类似于水路模型中的水压使水管中的水定向运动形成水流；（2）发电机原理为电磁感应，是将机械能转化为电能的装置；电动机是将电能转化为机械能的装置，利用了通电导体在磁场中受力使转子转动；构造上两种电器均有定子、转子及电刷，但交流发电机直接由两个铜环相连，而直流电动机为了让转子能持续转动，故只让线圈在半个周期内受力，故采用了两个半环．类比法为学习物理中常用的方法，通过类比可以更好的掌握新知识，故要学会应用这种方法．19.解：相；磁场；电流向；闭合开关让导体在磁中左右运动，电流表指针生偏，电路中有流保持电路闭合，让体竖直上下动时导体没有切割磁线，电流表的指不偏，表体中无应电流；断开开关，再让导体 AB 左右运动，电流表指针不偏转．据些现象，可以得的结论：闭合路的一部分导体磁场中做割磁感线运动时导体中有感应流产生．实，开闭合小发生偏，说明通电导体围存在着磁，当改变电流方向时，小磁针转方向改变，电流的磁场方向与方向有关；偏转；不偏转；转；闭合路的一部导体磁场切割磁感运动时，导体中有应电流产生．此题中再现了斯特的过程分析，小磁针偏转说明了通电周围存在磁场，电流改变，小磁针偏转方向也改变又进一步明了流的场方与流的方有系；生应流的条件：闭合的分导体在磁中做割磁感运动，导体中有感应电流产；感应电流方向跟切割磁感线方向、场方向有关．本题考查了的性质对放在磁中的体有力用电流围存着磁场场的方与电流方向有关；通过实验现象，结产生感应电流的件和应电流的方向的影响因素．20.解：（1）电风扇里装的是电动机，其构造中是由磁场和线圈组成的，故若转动电动机的线圈时，线圈恰好在磁场中做切割磁感线运动，故此时会产生电流，该现象实际就是电磁感应现象；（2）发光二极管由半导体材料制成．故答案为：电磁感应；半导体．（1）风扇里的主要部件是电动机，电动机是通入电流能转动的，但此题并没有给电动机通电，而电让电动机的转子转动，结果产生了电流，对灯泡供电，使灯泡发光了，。
高中磁学考试题及答案解析
高中磁学考试题及答案解析1. 单选题：下列关于磁场的描述中，哪一项是正确的？A. 磁场是物质的一种属性，不依赖于物体的运动状态。
B. 磁场是由运动的电荷产生的。
C. 磁场对静止的电荷没有作用力。
D. 磁场的方向与电流的方向垂直。
答案：B。
解析：磁场是由运动的电荷产生的，这是电磁学的基本理论之一。
选项A错误，因为磁场是物质的属性，但与物体的运动状态有关。
选项C错误，因为磁场对静止的电荷没有作用力，但对运动的电荷有洛伦兹力作用。
选项D错误，因为磁场的方向与电流的方向垂直，这是右手定则的内容。
2. 填空题：当一根导线通有电流时，导线周围会产生一个磁场，这个磁场的方向可以用右手螺旋定则来确定。
如果导线中的电流方向向上，那么导线上方的磁场方向是________。
答案：向外。
解析：根据右手螺旋定则，当右手的四指顺着电流方向弯曲时，大拇指指向的方向就是磁场的方向。
因此，如果电流方向向上，磁场方向则向外。
3. 计算题：一个半径为0.1m的圆形线圈，通有2A的电流，求线圈中心处的磁场强度。
答案：B = (μ₀ * I) / (2 * R) = (4π × 10^-7 T·m/A * 2A) / (2 * 0.1m) = 4π × 10^-5 T。
解析：根据安培环路定理，线圈中心处的磁场强度B可以通过公式B = (μ₀ * I) / (2 * R)计算得出，其中μ₀是真空的磁导率，I是线圈中的电流，R是线圈的半径。
4. 简答题：解释为什么电流的磁场总是环绕着电流。
答案：电流的磁场环绕着电流是因为磁场是由电流产生的，根据安培环路定理，磁场线总是闭合的，并且环绕着电流。
这种环绕的特性使得磁场线形成了一个闭合的环路，从而形成了环绕电流的磁场。
5. 实验题：设计一个实验来验证磁场对运动电荷的作用力。
答案：实验器材包括一个平行板电容器、一个带电粒子源、一个磁场发生器和一个检测器。
实验步骤如下：首先，将带电粒子源发射的粒子通过平行板电容器加速，然后让加速后的粒子进入磁场中。
磁电子学作业题答案
磁电子学作业题答案1.电子自旋的基本特征(1)自旋是基本粒子的固有内禀属性，性质类似于轨道角动量与轨道磁矩，并可以相互耦合，在研究电子的运动状态时，应该将自旋作为一种内禀自由度，质子和中子也都有自旋，它们的自旋角动量在任何方向的投影，与电子一样，只取量子化数值?/2；(2)自旋在任何方向的投影只能取量子化数值?/2；(3)电子的轨道磁矩与轨道角动量的比值为（-e/2mc）。
2.简述自旋电子学发展历程,最新的发展趋势是什么？发展历程:可以简单归纳为三步：巨磁电阻隧道磁电阻半导体自旋电子。
自旋电子学是电子学的一个新兴领域，其英文名称为Spintronics，它是由Spin和Electronics两词合并创造出来的新名词。
顾名思义，它是利用电子的自旋属性进行工作的电子学。
1857年thmson发现铁磁多晶体的各向异性磁电阻效应；1971年hunt提出可以利用铁磁金属的各向异性磁电阻效应来制作磁盘系统的读出磁头；1971年tedrow等利用超导体（A l）/绝缘层（Al2O3）/铁磁金属（Ni）的隧道结测出穿越绝缘体的电流是自旋极化电流，而自旋极化电流是通过铁磁金属产生的；1973年tedrow用隧道谱法测量了Fe,Co,Ni和Gd的自旋极化率；1983年meservey发现Fe薄膜在1nm厚度时自旋极化逐渐达到饱和；1988年baibich发现巨磁组效应（ＧＭＲ）；1991年deieny用反铁磁层钉扎铁磁层构成自旋阀；1995年人们在三明治结构中观察到很大的隧道磁电阻现象（TMR）;发展趋势：磁性传感器；磁记录读出磁头；非挥发性存储器。
3. 解释磁性多层膜中巨磁阻效应产生的机理（1）多层膜是利用分子束外延或溅射技术生成的铁磁性和非铁磁性薄膜交替重叠的超晶格结构；（2）磁性多层膜中相邻磁层的磁矩在外加磁场的作用下成不同角度时,自旋向上和自旋向下的传导电子受到散射程度不同,表现出不同的阻抗这就是磁性多层膜的巨磁效应的起因；(3)当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料有最小的电阻。
《大学物理》磁学习题及答案
AI I一、选择题1．在磁感强度为的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ，S 边线所在平面的法线方向单位矢量与的夹角为α ，则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) πr 2B . (B) 2 πr 2B (C) -πr 2B sin α (D) -πr 2B cos α 2．边长为l 的正方形线圈中通有电流I ，此线圈在A 点(见图)产生的磁感强度(A)(B) (C) (D) 以上均不对3．如图所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点。
若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度(A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内 (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外 (C) 方向在环形分路所在平面，且指向b(D) 方向在环形分路所在平面内，且指向a (E) 为零4．通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为：(A) B P > B Q > B O (B) B Q > B P > B O(C)B Q > B O > B P (D) B O > B Q > B P5．电流I 由长直导线1沿垂直bc 边方向经a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框，再由b 点流出，经长直导线2沿cb 延长线方向返回电源(如图)。
若载流直导线1、2和三角形框中的电流在框中心O 点产生的磁感强度分别用、和表示，则O 点的磁感强度大小(A) B = 0，因为B 1 = B 2 = B 3 = 0(B) B = 0，因为虽然B 1≠ 0、B 2≠ 0，但，B 3 = 0(C) B ≠ 0，因为虽然B 3 = 0、B 1= 0，但B 2≠ 0(D) B ≠ 0，因为虽然，但≠ 06．电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀的圆环，再由b 点沿切向从圆环流出，经长导线2返回电源(如图)。
磁学测试题及答案
磁学测试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 磁铁的南极和北极相互吸引的力称为：A. 引力B. 磁力C. 电力D. 摩擦力答案：B2. 地球的磁场是由以下哪个过程产生的？A. 地球的自转B. 地球的公转C. 地球内部的液态铁流动D. 地球表面的风答案：C3. 以下哪种物质不是磁性材料？A. 铁B. 钴C. 镍D. 铜答案：D4. 磁感应强度的单位是：A. 特斯拉（T）B. 安培（A）C. 欧姆（Ω）D. 伏特（V）答案：A二、填空题（每空3分，共30分）1. 磁铁的两个极分别是____和____。
答案：南极、北极2. 磁极间的相互作用遵循____定律。
答案：同性相斥、异性相吸3. 磁铁的磁场线是从磁铁的____极出发，回到____极。
答案：北极、南极4. 磁通量（Φ）的计算公式为Φ=B·A·cosθ，其中B代表____，A代表____，θ代表____。
答案：磁感应强度、面积、磁场与面积的夹角5. 磁铁的磁化过程是在外磁场作用下，磁畴的排列由____变为____。
答案：无序、有序三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述磁滞回线的概念及其物理意义。
答案：磁滞回线是描述磁化强度（M）与外加磁场（H）之间关系的曲线。
它反映了磁性材料在外加磁场作用下磁化和去磁化的过程。
物理意义在于显示了材料的磁滞特性，即材料在外加磁场移除后保留的磁化状态，以及磁滞损耗的大小。
2. 描述电磁感应现象及其应用。
答案：电磁感应现象是指当导体在磁场中移动或磁场在导体周围变化时，导体中会产生感应电动势的现象。
其应用非常广泛，包括发电机、变压器、电磁铁等，它们都是基于电磁感应原理工作的设备。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 一个长方体磁铁，其长、宽、高分别为10cm、5cm、2cm，磁感应强度为0.5T。
求该磁铁的磁通量。
答案：Φ = B·A = 0.5T·(10cm×5cm) = 25T·cm² =2.5×10⁻²Wb2. 假设一个线圈在磁场中以1m/s的速度垂直于磁场方向移动，磁场强度为0.2T，线圈的面积为0.01m²。
电生磁习题附答案
电生磁习题附答案电生磁习题附答案电生磁现象是物理学中的一个重要概念，它揭示了电流与磁场之间的密切关系。
通过解答一些电生磁习题，我们可以更好地理解这一概念。
以下是一些常见的电生磁习题及其答案，希望对你的学习有所帮助。
1. 问题：当电流通过一根导线时，会不会产生磁场？为什么？答案：是的，电流通过导线时会产生磁场。
根据安培定律，电流产生的磁场的大小与电流的大小成正比，与导线到电流的距离成反比。
这是因为电流中的电子在运动时会产生磁场，从而形成一个闭合的磁力线环绕导线。
2. 问题：电磁铁是如何工作的？答案：电磁铁是由一个线圈和一个铁芯组成的。
当通过线圈的电流增加时，线圈产生的磁场会使铁芯磁化，从而形成一个强磁场。
当电流停止时，铁芯失去磁化，磁场也会消失。
3. 问题：电磁感应是什么？答案：电磁感应是指当导体中的磁场发生变化时，会在导体中产生感应电流的现象。
这是由法拉第电磁感应定律描述的，该定律表明磁场的变化率与感应电动势成正比。
4. 问题：什么是电磁感应定律？答案：电磁感应定律是指当一个导体中的磁场发生变化时，导体中会产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁场变化率成正比，与导体的长度和磁场的方向有关。
5. 问题：什么是楞次定律？答案：楞次定律是描述电磁感应现象的一个重要定律。
根据楞次定律，感应电流的方向总是使产生它的磁场发生变化的方式相反。
这意味着感应电流会产生一个磁场，与原始磁场相互作用，从而抵消磁场的变化。
6. 问题：什么是电磁波？答案：电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种能量传播方式。
电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
它们以光速传播，具有波长和频率的特性。
7. 问题：什么是电磁谱？答案：电磁谱是将电磁波按照波长或频率进行分类的图表。
它包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同波长或频率的电磁波。
通过解答以上电生磁习题，我们可以更好地理解电流与磁场之间的关系，以及电磁感应和电磁波的原理。
高中磁学考试题及答案大全
高中磁学考试题及答案大全一、选择题（每题3分，共30分）1. 磁体的南北极性是由什么决定的？A. 形状B. 温度C. 磁场D. 材料答案：D2. 以下哪种物质不具有磁性？A. 铁B. 铜C. 镍D. 钴答案：B3. 磁感应强度的单位是？A. 牛顿B. 特斯拉C. 库仑D. 瓦特答案：B4. 地球的磁场是由什么产生的？A. 地球的自转B. 地球的公转C. 地球内部的液态铁D. 太阳风5. 磁铁的磁力线分布是怎样的？A. 均匀分布B. 从南极指向北极C. 从北极指向南极D. 从南极到南极，从北极到北极答案：C6. 以下哪种现象不是磁现象？A. 指南针指向B. 电磁感应C. 电流的热效应D. 磁悬浮列车答案：C7. 磁化后的物体具有什么性质？A. 导电性B. 磁性C. 绝缘性D. 透明性答案：B8. 磁极间的相互作用遵循什么规律？A. 同性相斥，异性相吸B. 同性相吸，异性相斥C. 同性相吸，异性相吸D. 同性相斥，异性相斥答案：A9. 磁铁的磁极是由什么决定的？B. 材料C. 温度D. 磁场答案：B10. 磁感应强度的方向是如何规定的？A. 从北极指向南极B. 从南极指向北极C. 与电流方向相同D. 与电流方向垂直答案：B二、填空题（每空2分，共20分）1. 磁体的南极用英文表示为______，北极用英文表示为______。
答案：S, N2. 磁感应强度的定义式为______，其中B表示磁感应强度，F表示磁力，I表示电流，L表示导线长度。
答案：B = F / (I * L)3. 地球的磁场在赤道附近磁感应强度约为______特斯拉。
答案：0.34. 磁铁的磁力线从磁铁的______极出发，回到磁铁的______极。
答案：北，南5. 磁化的过程就是使物体具有______的过程。
答案：磁性6. 磁极间的相互作用遵循______规律。
答案：同性相斥，异性相吸7. 磁铁的磁极是由磁铁的______决定的。
答案：材料8. 磁感应强度的方向规定为磁感线的方向，即从磁铁的______极指向______极。
磁学错题与易错点解析
磁学错题与易错点解析磁学作为物理学的一个重要分支，对于理解和应用磁性现象具有重要意义。
然而，学习磁学的过程中，我们常常会遇到一些错误的题目或者易错点。
本文将对一些常见的磁学错题进行解析，并指出易错点，以帮助读者更好地掌握磁学知识。
一、错题解析1. 在一个匀强磁场中，一自由电子有一个初速度v0，它的轨迹是：A. 一圆B. 一螺旋线C. 直线D. 不能确定解析：正确答案是B. 一螺旋线。
自由电子在匀强磁场中受到洛伦兹力的作用，沿着垂直于磁场方向的轨道做圆周运动。
由于初速度的存在，电子的轨迹会呈现出螺旋线的形状。
2. 一直导线通以电流，它所处的磁场强度是：A. 垂直于导线B. 平行于导线C. 与导线交错D. 不能确定解析：正确答案是A. 垂直于导线。
根据安培定理，电流会在其周围产生一个磁场，该磁场的方向垂直于电流所在的导线方向。
因此，导线所处的磁场强度是垂直于导线的。
3. 对于电流元为dL的直导线段，它在坐标原点处产生的磁场强度为：A. 正比于dLB. 反比于dLC. 与dL无关D. 不能确定解析：正确答案是A. 正比于dL。
根据比奥—萨法尔定律，电流元所产生的磁场强度与电流元的长度成正比。
因此，在坐标原点处产生的磁场强度正比于dL的长度。
二、易错点解析1. 比较磁场与电场，它们之间的区别是什么？解析：磁场与电场有很多相似之处，但也存在一些重要的区别。
首先，电场是由电荷产生的，而磁场则是由电流产生的。
其次，电场的作用力是沿着电场线方向的，而磁场的作用力则是垂直于磁场线和运动方向的。
此外，电场力可以做功，而磁场力不做功。
最后，电场线是从正电荷流向负电荷的，而磁场线则是从磁北极流向磁南极的。
2. 磁场线的方向如何确定？解析：磁场线的方向可以通过一根理想磁针（无质量、可自由旋转）的指北行为来确定。
理想磁针会指向磁场中的磁南极，因此，磁场线的方向是从磁北极指向磁南极的。
3. 磁场线的密度与磁场强度之间有何关系？解析：磁场线的密度与磁场强度有一定的关系。
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一、名词解释
1、自旋极化率
自旋极化率是指在一定条件下让电子、原子核等带电粒子的自旋方向都朝向某一个特定的方向排列，从而产生产生磁性的几率。
它在数值上等于自旋向上的电子数目减去自旋向下的电子数目除以总的电子数，是一个小于等于100%的数值
2、自旋相关散射
“自旋相关散射”：在铁磁层体内或者铁磁层/非磁层界面，电子受到的散射强度因其自旋方向不同而不同
3、巨磁电阻效应
巨磁阻效应是指当铁磁性材料和非磁性金属层交替组合成的材料在足够强的磁场中时电阻突然巨幅下降的现象。
如果相邻材料中的磁化方向平行的时候，电阻会变得很低；而当磁化方向相反的时候电阻则会变得很大。
电阻值的这种变化是由于不同自旋的电子在多层膜材料中散射性质不同而造成的。
4、自旋阀
自旋阀多层膜的基本结构有铁磁（自由）层/非磁性金属层/铁磁（钉扎）层/反铁磁层组成。
自旋阀不是通过非磁层的中介，而是人为(外施磁场) 实现相邻磁层磁序的变化，同样可以获得巨磁电阻，即两个磁性层方向相同时自旋阀处于低阻态，反平行时处于高阻态
5、隧道磁电阻
磁性隧道结（MTJ）是由金属铁磁体和绝缘体交替组成的纳米多层结构，有效的结构常为三层，即铁磁金属/绝缘层/铁磁金属。
电流垂直于膜面，电子的波动性使电子发生隧穿效应而导电。
通常，当两铁磁层的磁化强度方向反平行排列是MTJ为高阻态，两铁磁层的磁化强度为平行排列时，MTJ的电阻下降至饱和，其磁电阻称为隧道结磁电阻。
6、自旋积累
当电流流经铁磁金属时形成自旋极化电流。
这也意味着，当电流从FM层通过欧姆接触的界面流进顺磁金属(PM)时也是自旋极化的，称为：”自旋积累”.自旋积累的大小取决于FM/PM界面上自旋注入率和spin flip率
7、自旋扩散长度
自旋积累在一个长度范围内呈指数衰减，这个长度称为“自旋扩散长度”,
8、自旋角动量转移效应
自旋角动量转移效应是巨磁阻效应的逆效应。
是指当自旋极化电流流过纳米尺寸的铁磁薄膜或金属磁性多层膜中时，极化电流与多层膜中的散射会带来由极化电子到铁磁薄膜磁矩的自旋角动量转移，从而对铁磁薄膜磁矩产生自旋矩，引起铁磁薄膜磁矩的不平衡，使之发生转动，进动甚至使磁化方向翻转，即电流改变磁化。
9、自旋晶体管
基于自旋极化输运、自旋弛豫、自旋在非磁金属内的积累效应以及由此感生的非平衡磁化和化学势的相对位移，1993年Johnson提出了自旋晶体管的设想。
自旋晶体管的结构是由一个铁磁金属膜（发射极）、一层厚度小于自旋扩散长度的非磁金属膜（基极）和另一个铁磁金属膜（接收极）组成的“铁磁金属/非磁金属/铁磁金属”三明治结构。
它具有双极性自旋开关特性，形式上类似于电流垂直膜面的自旋阀结构，它和传统的晶体管有几乎完全不同的工作机制。
10、交换偏置效应
铁磁/反铁磁体系在外磁场中从高于反铁磁奈尔温度冷却到低温后，铁磁磁滞回线将沿磁场轴偏离坐标原点，其偏离量被称为交换偏置场，并常伴随着矫顽力的增大，这一现象被称为交换偏置效应
11、半金属
半金属具有特殊的电子结构，它的一个自旋次带费米面没有电子态，为绝缘体或半导体的性质，而另一个自旋次带费米面有电子态，为金属性质，即费米面上只有一种自旋的电子态，故称为半金属。
半金属兼具导体和绝缘体（或半导体）的性质，自旋极化率可高达100%。
12 隧道（穿）效应
对于能量低于势垒的粒子，其穿透势垒的透射率一般不为零，它与势垒宽度a有关，也与势垒高度和总能量差(U0－E )有关。
这种在粒子总能量低于势垒的情况下，粒子能穿过势壁甚至穿透一定宽度的势垒而逃逸出来的现象称为隧道（穿）效应。
二、简答题
1、纳米磁性多层膜中，请根据mott二流体模型解释巨磁阻效应的产生机制
（1936年, Mott将二流体模型扩展到铁磁性金属。
认为 T<<Tc时,两种电子之间的
“自旋翻转”可以忽略。
近似地，总电阻是独立的两种自旋电子流的电阻值。
ρ＝（ρ↑×ρ↓）/（ρ↑＋ρ↓）。
铁磁金属的Fermi面附近，s－与d－电子共存，散射几率“自旋极化”。
当自旋电子在纳米磁性多层膜中输运时，其所受到的散射强度会因为其自旋方向的不同而不同，这叫做电子的自旋相关散射，它是产生巨磁阻效应的根本原因。
在磁性多层膜中，当相邻铁磁层的磁化强度矢量反平行排列时，无论是自旋向上还是自旋向下电子，都会遭受较强的散射，因此总体来说，系统的电阻较高。
而当相邻铁磁层的磁化强度矢量平行排列时，一个自旋态的电子遭受很强的散射，但是另一个自旋态的电子却受到非常弱的散射，相当于构成了一个短路，因此总体来说系统为低电阻态。
所以，通过外加磁场改变铁磁性的磁化状态，就可以得到磁阻的巨大变化，这就是巨磁电阻效应。
2、隧道结的基本结构是什么?简述其磁电阻效应的唯象解释
（1）磁隧道结的基本结构中, 上下两层为铁磁材料ＣｏＦｅ、Ｃｏ或ＮｉＦｅ，中间是绝缘势垒层Ａｌ２Ｏ３。
这种结构的器件在电偏置条件下，电子电流可
以通过隧穿效应穿过势垒层，而此时电子电流的大小依赖于铁磁薄膜的磁化
方向，因此它是一种磁阻器件。
（2）由磁场引起电阻变化的现象称为磁致电阻或磁电阻效应。
在铁磁体中，由于外磁场的作用而导致的电阻机制有很多种，其中包括：Ordinary
magnetoresistance (OMR)－普通磁电阻，Anisotropic magnetoresistance
(AMR)－各项异性，Giant magnetoresistance (GMR)－巨磁电阻（巨磁阻），
Tunneling magnetoresistance (TMR)－隧道磁电阻，Ballistic
magnetoresistance (BMR)－弹道磁电阻，Colossal magnetoresistance (CMR)
－庞磁电阻。
GMR效应可以用在自旋阀器件，TMR效应可以用于制作磁隧道节
（MTJ），CMR效应对载流子有强自旋极化作用，BMR效应与TMR效应近似。
3、如何获得磁性半导体材料？在实验上如何排除不合格的磁半导体材料？
（1）在半导体中进行过渡金属掺杂, 其关键是实现阳离子替代掺杂.
（2）XRD －分析是否有杂相和其他化合物出现
XPS, HRTEM—检测是否有掺杂离子或团簇的析出
MCD－直接判断是否形成阳离子替位式掺杂。