《 磁与现代科技》课件1
《磁与现代科技》课件1
A.超导体中磁通量很大
B.超导体中磁通量变化很快 C.超导体电阻为零 D.超导体电阻变大
返回
(2)磁悬浮的原理 A.超导体电流的磁场方向与磁体相同 B.超导体电流的磁场方向与磁体相反
(
)
C.超导体使磁体处于失重状态
D.超导体使磁体处于超重状态 [审题指导] 本题的基本原理是利用磁场力的作用,磁
体的受力分析是解决问题的前提。
返回
2.磁悬浮列车的原理
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,时速可达几百千米以上。这就是所谓的“磁悬浮 列车”,亦称之为“磁垫车”。
方式两种形式。
返回
返回
1.磁记录原理 以磁带为例:磁带为一具有磁性敷层的合成树脂长带。 录制时,磁带通过一块电磁铁(录制磁头),磁头产生的磁 场随声音或影像信号而改变。当磁带以恒定的速度通过磁
头时,变化的磁场将磁带上的磁粉层磁化,于是在磁带上
就记录下与声音和影像相应的磁信号。当播放录制内容时, 磁带再次通过相同的磁头,磁带磁性颗粒的排列方式使通 过磁头的电流与录制时的电流一致。如果破坏磁性粒子的 排列方式,则可将录制的内容清除掉。
返回
返回
了解磁现象在生活、生产中的
应用,关注与磁相关的现代技 术发展。
返回
返回
一、记录与磁
磁记录可以用来记录 声音 、图像,也可以用来记
录其他信息。磁记录可以应用到电脑、电视、人造卫星 和太空船的信息记录和 传送 上。
返回
二、交通与磁
(1)磁技术在交通中的应用是制成了 磁悬浮列车 。
沪科版洛伦兹力与现代科技-课件
谢谢观赏
You made my day!
我们,还在路上……
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
三、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的分析
1.圆心的确定方法:两线定一点
O
(1)圆心一定在垂直于速度的直线上.
如图甲所示,已知入射点P(或出射点M)
的速度方向,可通过入射点和出射点作速
度的垂线,两条直线的交点就是圆心.
O
(2)圆心一定在弦的中垂线上. 如图乙所示,作P、M连线的中垂线, 与其中一个速度的垂线的交点为圆心.
3.(带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题)如图所示,平面
直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂
直于纸面向里,磁感应强度为 B.一质量为
m、电荷量为 q 的粒子以速度 v 从 O 点沿
着与 y 轴夹角为 30°的方向进入磁场,运动
到 A 点(图中未画出)时速度方向与 x 轴的正
方向相同,不计粒子的重力,则
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
二、对质谱仪原理的理解
例2 如图是质谱仪的工作原理示意图,带电 粒子被加速电场加速后,进入速度选择器. 速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应 强度和匀强电场的场强分别为B和E.平板S上 有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的 胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀
质量 质量
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
一、回旋加速器
1.回旋加速器主要由哪几部分组成? 回旋加速器中磁场和电场分别起什么作 用? 答案 两个D形盒 磁场的作用是使 带电粒子回旋,电场的作用是使带电粒
子加速.
2.对交流电源的周期有什么要求?带电粒子获得的最大动能由哪些因素决定?
磁与现代科技
同
• D.常导电磁铁的磁场与导轨上磁场的方向相 反
• 【答案】 BC
•
• 4.我国的四大发明是:________、________ 、________、________.
• 【答案】 指南针 造纸术 活字印刷 火药
• A.原声加强了 变小了
B.原声的声音
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• C.原声消失了
D.不好确定
• 【思路点拨】 录音带上面的磁粉是按照录音 时电流的磁场而磁化的,如果它靠近磁铁时, 原来的磁化记录就会破坏.
• 【解析】 磁带被磁铁的一端擦过后,磁带上 的磁性颗粒重新被强磁铁磁化,原来录制的声 音信号被破坏了,因此原声也就消失了.故选 C.
• 三、环保与磁
• 煤是工农业生产和生活中的主要燃料,煤含有 大量的硫化物,燃烧时会产生大量的二氧化硫 气体,这种气体会严重污染环境,还会形成酸 雨,对各种生物产生严重的损害.为减少使用 煤而造成的污染,可利用磁分离技术先对煤进 行处理:使磨碎的煤粉经过高梯度磁分离器, 由于硫化物和碳的磁化率不同,在高梯度磁场 中所受的磁场力也就不同.所以可将硫化物与 碳分开;从而减少了二氧化硫气体的产生.
• (2)超导磁悬浮的原理是( )
• A.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向 相同
• B.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向 相反
• C.超导体使磁体处于失重状态
• D.超导体产生的磁力与磁体所受的重力平衡
• 【解析】 根据欧姆定律可知,电流大的原因 是超导体的电阻为零,所以(1)题应选C.超导电 磁铁相斥方式磁悬浮的原理是同名磁极相互排 斥.这时,超导体产生的磁力与所受的重力平 衡,所以(2)题应选B、D.
《5.4磁与现代科技》福建西山学校高中部高二物理优秀课件
【例 1】 关于磁与现代科技的下列说法中,正确的是( ) A.光盘是利用磁性材料记录信息的 B.硬磁盘存储器与软磁盘存储器都含有磁记录所用的磁性材 料 C.信用卡经常和手机放一起或者和其他卡磁条相互摩擦,磁卡 里的信息就会丢失 D.电动机和发电机中的磁性材料具有永磁性 解析:VCD 播放用的光盘没有用到磁性材料,光盘是靠激光在光 盘盘基上刻下一个个小坑和原来的平面形成一组 0、1 序列来记录 信息的,光盘上刻录的是数据信息,不属于磁记录,磁盘存储器是磁记 录,A 选项错误,B 选项对;信用卡的磁条和手机中的芯片均带有磁信 息,当接近时,磁条和芯片会被重新磁化,其中的信息会丢失,C 选项 对;电动机和发电机中的磁铁具有永磁性,D 选项对。 答案:BCD
【例 2】 磁悬浮列车为现代交通运输开辟一方新天地,下列关 于它的说法正确的是( ) A.由于磁悬浮列车在悬浮状态下行驶,因而一定做匀速直线运 动 B.通过磁悬浮列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥,可 使列车悬浮 C.列车悬浮行驶,车体不受任何阻力,运行平稳 D.磁悬浮列车所受阻力很小,不容易刹车减速 解析:列车在启动时由静止开始,到达一定的速度后匀速运动,进 站时速度不断减小,最后停下来,所以不是一个匀速直线运动,故 A 错 误。 列车的悬浮是利用列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥, 达到减小两者之间的摩擦阻力,从而可以提高车速,故 B 正确。列车 的悬浮,只是减小了阻力,即使是摩擦力完全消失,列车高速行驶时还 要受到空气的阻力,故 C 错误。磁悬浮列车的刹车系统有别于普通 列车,可以很快减速,故 D 错误。 答案:B
5.音箱中的喇叭、电话、磁盘、磁卡等生活中的许多器具都利用了 磁体的磁性。 请选择一个你熟悉的器具,简述它是怎样利用磁体的磁 性来工作的。 解析:磁在我们现实生活中有非常广泛的应用,其基本原理是利用磁 场的磁场力作用,即同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。 答案:喇叭是通过给磁体附近的线圈通电,磁体产生磁场对线圈产生 作用,从而使线圈振动,同时带动喇叭的纸盆振动,发出声音。耳机和 电话的听筒也是这个道理。
2018-2019学年度鲁科版选修3-1 5.4磁与现代科技 课件(4)(12张)
4.常导电磁铁吸引方式磁悬浮:常导电磁铁吸 引方式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 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 mm的间隙,并使导轨钢 板的吸引力与车辆所受的重力平衡,从而使车体 悬浮于轨道上运行,如图5-3-3甲所示.
第 4 节 磁 与 现 代 科 技
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
三、磁与现代科技 1.记录与磁 声音 、______ 影像 ,也可以 磁记录可以用来记录________ 用来记录其他信息.磁记录可以应用到电脑、电 视、人造卫星和太空船的信息记录和传送上. 2.交通与磁 磁悬浮列车 . 磁技术在交通中的应用是制成了____________ 常导电磁铁吸引 磁 悬 浮 列 车 有 _________________ 方 式 和 超导电磁铁相斥 方式两种形式. __________________
②超导体电流的磁场方向与磁体相反 ③超导体使磁体处于失重状态 ④超导体产生的磁力与磁体重力平衡 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 解析:选B.由题目信息知,磁体因受电流磁场的 排斥力而悬浮,电流磁场如果等效为条形磁铁, 则据同名磁极相斥可知超导体电流的磁场方向与 磁体相反.悬浮时,磁体处于受力平衡状态,即 超导体产生的磁力与磁体重力平衡,即选项B正 确.
图 5- 3- 3
5 .超导电磁铁相斥方式磁悬浮:超导电磁铁相斥 方式是根据磁铁同极相斥的原理,利用车上超导电 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,如图5-3-3乙所示. 即时应用 (即时突破,小试牛刀) 3 .超导是当今高科技的热点,当一块磁铁靠近超 导体时,超导体会产生强大的电流对磁体有排斥作 用,这种排斥力可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车 就是采用了这种技术.磁悬浮的原理( ) ①超导体电流的磁场方向与磁体相同
第25讲:磁场与现代科技
乙甲 第25讲:磁场与现代科技第一部分:高考要求1.带电粒子在复合场中的运动(限于v 跟B 平行或垂直) (Ⅱ)第二部分:基本概念与规律1.了解各类科学仪器的工作原理,并掌握一般处理思想第三部分:典型例题例1.(速度选择器)如图甲为速度选择器的示意图,两平行金属板上板带正电,下板带负电,板间电势差为U ,板间距为d ,一质子(质量为m ,带电量为q )沿平行金属板中央直线以速度V 0射入,为了使质子能沿直线OO ’经过该场区,可在板间加一垂直纸面的匀强磁场,求:1、所加磁场的方向和大小。
2、在满足(1)的前提下,若有一电子也以V 0射入,试分析电子在两板间的运动特点。
3、若质子从左端由中点O 以速度V 0向右射去,从右端中心O '下方的N 点以速度V 1射出(如图乙);若增大磁感应强度B ,该质子将打到O '点上方的M 点,且有MO'= NO',则该质子第二次射出时的速度V 为多少?例2.(质谱仪)如图所示为质谱仪的示意图。
满足一定速度条件的粒子可以从两个平行金属板之间沿直线通过,该部分装置称谓:速度选择器。
若速度选择器的两个平行金属板之间的匀强电场场强E=1.2×105V/m ,匀强磁场的磁感强度为B 1=0.6T ,偏转分离器的磁感强度为B 2=0.8T 。
求:(1)、速度满足什么条件的粒子可以沿直线通过速度选择器的两个平行金属板。
(2)、若有由质子(q/m=108C /kg)和氘核(q/m=0.5×108 C /kg)组成的混合粒子流能进入B 2磁场,之后打在照相底片上,则相应的两个条纹之间的距离d 为多少?例3.(霍尔效应)如图,厚度为h ,宽度为d 的导体板放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,当电流通过导体时,在导体板的上侧面A 和下侧面A ’之间会产生电势差,这一现象称为“霍尔效应”,实验表明,当磁场不太强时,电势差U 、电流I 和B 的关系为U=kIB/d ,式中k 为霍尔系数。
《磁与现代科技》课件2
第五章 磁 场
磁与现代科技பைடு நூலகம்
目标定位
知道磁现象在生活、生产中的应用,培养将科 学服务于人类的意识.
预习导学
一、磁与现代科技
1、声音
影像
银行信息卡
磁防盗卡
磁签到卡
2、常导电磁铁吸引
超导电磁铁相斥
作用板
感应钢板
磁铁同极相斥
课堂讲义
磁与现代科技 1.记录与磁
(1)磁化与去磁 ①磁化 原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程叫做 磁化.利用摩擦、接触等方法可以使物体磁化. ②去磁 使原来有磁性的物体失去磁性的过程叫做去磁. 敲 击、加热可以使磁体去磁.
S 是 N 极, 要使列车悬浮起来, 车身线圈的上端是________
极.
课堂讲义
(2)图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图,A 是磁性 稳定的电磁铁,安装在铁轨上,B 是安装在车身上(紧靠铁 轨上方)的电阻非常小的螺线管. B 中电流方向如图乙所 示, 请在图中标出通电螺线管的 N 极, 螺线管 B 与电磁铁
课堂讲义
(2)超导电磁铁相斥式磁悬浮 超导电磁铁相斥式, 是根据磁铁同名磁极相斥的 原理, 利用车上超导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斥力使车体悬浮.如图 5- 2-3 所示.
课堂讲义
【例 1】磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动 系统组成的新型交通工具,是高新技术的产物.上海磁悬 浮列车示范运营线项目于 2006 年 4 月 26 日正式通过国家 竣工验收.正线全长约 30 km,设计最高运行时速 430 km/h,单向运行时间 7 min 20 s. (1)上海磁悬浮列车的结构如图甲所示. 轨道线圈下端
第八讲 磁场力与现代科技
试证明; 只有当带电粒子的速度
v
E B
时,才能沿着图示虚
线路径通过这个速度选择器.
思考讨论4: 速度选择器的本质是什么?
是利用相互垂直的电场和磁 场来控制带电粒子的运动。
思考讨论1: 当带电粒子的速度 v E 时,带电粒子将如何运动?
B
思考讨论2: 对粒子的电性、质量有无要求?
思考讨论3: 若粒子从另一端进入,能否通过速度选择器?
思考: 霍尔效应的本质是什么?
是导体中的运动电荷在洛仑兹力作用下 偏பைடு நூலகம்从而在横向形成附加电场的现象。 (霍尔电压 )
由平衡条件有;Ee=Bev
E=U/h I=nSve S=hd
U BI k BI ned d
洛伦兹力与速度选择器
在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相 互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的 情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出 来,所以叫做速度选择器。
理论推导:
当运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用发生偏转, 正、负离子分别到达B、A极板(B为电源正 极.故电流方向从B经R到A)。
使A、B板间产生匀强电场,在电场力的作用下偏转 逐渐减弱,当等离子体不发生偏转即匀速穿过时。
思考: 磁流体发电机的本质是什么?
有,qvB=qE 故两极板间电势差为U=Ed=Bdv
线圈转动使螺旋弹簧被扭动,产生一个阻碍线圈转动的力 矩,其大小随线圈转动的角度增大而增大,当这种阻碍力 矩和安培力的力矩相平衡时,线圈停止转动。
理论推导:如图。
1、线圈一则所受的安培力为;
F1=nBIL1 2、线圈一则所受的安培力的力矩为;
M1
nBIL1
度鲁科版选修31 5.4磁与现代科技 课件(共21张PPT)
• 会员磁条卡
• 磁条卡是以液体磁性材料或磁条为信息载
体,将液体磁性材料涂覆在卡片上(如存 折)或将宽约614mm的磁条压贴在卡片上 (如常见的银联卡)。
1、根据ISO7811/2标准规定,第一磁道能存 储76个字母数字型字符 。并且在首次被写 磁后是只读的;第二磁道能存储37个数字 型字符,同时也是只读的;第三磁道能存 储104个数字型字符,是可读可写的,银行 卡用以记录账面余额等信息。三条磁道在 卡上的位置在国际标准ISO007811/5中被严 格规定。
铁芯
线圈
线圈
a
电磁继电器
2、电梯一旦超载,它会自动报警,现将原理 图供你观察。请你简单地解释它报警的原理。
方法:
①“开关”闭合,线圈中有电流,电磁铁有磁性… ②“开关”断开,线圈中无电流,电磁铁无磁性…
• 与新一代的汽车发动机相似,在同等功
率下,磁悬浮高速列车比高速铁路所消耗 的能源要少的多。或者反过来说:在耗能 相同的情况下,磁悬浮高速列车的效率要 高得多。
通过下面这组图片可以使大家更直观的了解 磁悬浮列车的优点
发展历史
• 日本于1962年开始研究常导磁浮铁路。此后由于
超导技术的迅速发展,从70年代初开始转而研究 超导磁浮铁路。1972年首次成功地进行了2.2吨重 的超导磁浮列车实验,其速度达到每小时50公里。 1977年12月在宫崎磁浮铁路试验线上,最高速度 达到了每小时204公里,到1979年12月又进一步 提高到517公里。1982年11月,磁浮列车的载人 试验获得成功。1995年,载人磁浮列车试验时的 最高时速达到411公里。为了进行东京至大阪间修 建磁浮铁路的可行性研究,于1990年又着手建设 山梨磁悬浮铁路试验线,首期18.4公里长的试验 线已于1996年全部建设完成。
18-19 第5章 第3、4节 磁与现代科技
第3节磁感应强度磁通量第4节磁与现代科技学习目标知识脉络(教师用书独具) 1.知道磁感应强度的物理意义及单位.(重点、难点)2.知道匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线分布情况.3.知道磁通量,通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法.(重点、难点)4.知道磁现象在生活、生产中的应用,关注与磁相关的现代技术发展.[知识梳理]一、磁感应强度1.磁感应强度(1)定义:穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度,符号用B表示.(2)单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,符号是T.1 T =1 N/(A·m).(3)方向:B是矢量,其方向就是磁场方向,即小磁针静止时N极所指的方向,也是小磁针N极受力的方向.(4)物理意义:描述磁场的强弱和方向.2.匀强磁场(1)定义:在磁场的某个区域内,如果各点的磁感应强度大小和方向都相同,这个区域的磁场叫匀强磁场.(2)特点:①B处处相等.②磁感线是一组平行且等间距的直线.(3)实例:距离很近的两个异名磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场;长直通电螺线管内部(除两端附近)的磁场也是匀强磁场,如图5-3-1所示.图5-3-13.磁场的叠加如果空间有几个磁场同时存在,它们的磁场就互相叠加,这时某点的磁感应强度就等于各磁场在该点的磁感应强度的矢量和.二、磁通量1.磁通量(1)定义:磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数叫作穿过这个面积的磁通量.(2)计算公式:Φ=BS,此公式的适用条件:①匀强磁场;②磁感线与平面垂直.(3)单位:在国际制单位制中是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb=1 T·m2.(4)磁通量是一个只用大小就能描述的物理量,是标量.2.磁通密度磁感应强度又称磁通密度,B=ΦS,其中S为垂直于磁场方向的面积,表示磁感应强度等于穿过垂直磁感线的单位面积的磁感线条数.三、磁与现代科技1.记录与磁(1)应用:磁记录可以用来记录声音、影像,也可以用来记录其他信息.磁记录可以应用到电脑、电视、人造卫星和太空船的信息记录和传送上.(2)原理:磁记录利用电流的磁效应,读取信息利用电磁感应原理.2.交通与磁(1)应用:磁技术在交通工具中的应用是制成了磁悬浮列车.(2)形式:磁悬浮列车有常导电磁铁吸引方式和超导电磁铁相斥方式两种形式.(3)原理: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”.[基础自测]1.思考判断(1)磁感应强度的方向就是磁场方向.(√)(2)磁感应强度只描述磁场的强弱,而不描述磁场的方向.(×)[提示]磁感强度是矢量,既能描述磁场的大小又能描述磁场的方向.(3)磁感应强度大小处处相等的区域是匀强磁场.(×)[提示]匀强磁场的大小和方向处处相同.(4)磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量.(×)[提示]磁通量是标量.(5)磁通量越大,磁感应强度越大.(×)[提示]磁感应强度等于单位面积上的磁通量.(6)穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零.(√)(7)将一平面置于匀强磁场中的任何位置,穿过该平面的磁通量总相等.(×) [提示]磁通量的大小还和平面的放置方式有关.(8)磁只能用来记录声音和影像.(×)[提示]可以记录很多信息.2.(多选)根据磁通量Φ=BS可知B=Φ/S,则下列说法正确的是()【导学号:46242199】A.磁感应强度也叫作磁通密度B.单位面积上穿过线圈的磁通量越多,该线圈处的磁感应强度越强C.磁感应强度越大的地方,穿过某一线圈的磁通量越大D.磁感应强度很大的地方,穿过某一线圈的磁通量可能很小ABD[工程技术上通常把磁感应强度叫作磁通密度,选项A对;S一定,磁通量越大,B就越大,选项B对;当B平行于S时,B很大,但穿过线圈的磁通量也为0,选项C错,D对.]3.(多选)有关磁感应强度的下列说法中,正确的是()【导学号:46242058】A.磁感应强度是用来表示磁场强弱及方向的物理量B.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向D.小磁针N极的指向就是该处磁感应强度的方向ABC[磁感应强度是用来描述磁场强弱及方向的物理量,A正确;磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向,磁场方向也就是小磁针N极受力的方向,故B、C正确;小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向,D错误.] (多选)下列关于磁记录的说法正确的是()A.计算机的硬盘是利用磁记录原理来工作的B.DVD光盘是利用磁记录原理来刻录信息的C.录音机录音利用了电流的磁效应D.录音带会被磁铁吸起来ACD[选项B中DVD光盘刻录是利用激光在存储介质上“烧”出不同的痕迹来记录信息的,故B项不是磁记录.][合作探究·攻重难]对磁感应强度的理解1.磁场的决定因素:磁感应强度是定量描述磁场的物理量,磁场中某点的磁感应强度的大小取决于磁场本身,与其他因素无关.2.磁场的叠加:磁感应强度是矢量,若某区域有多个磁场叠加,该区域中某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点的磁感应强度的矢量和,可根据平行四边形定则求解.3.磁感应强度和电场强度的比较磁感应强度B 电场强度E物理意义描述磁场力的性质描述电场力的性质定义式B=ΦS E=Fq 大小描述磁感线的疏密表示磁感应强度的大小电场线的疏密表示电场强度的大小方向小磁针N极的受力方向,是矢量放入该点正电荷的受力方向,是矢量场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和合场强等于各电场的场强的矢量和单位 1 T=1 N/(A·m) 1 N/C=1 V/m纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同图5-3-2思路点拨:解此题按以下思路确定电流方向―→安培定则分析磁场分布―→磁感应强度叠加―→分析判断选项C[由安培定则可知,两导线在O点产生的磁场方向均竖直向下,合磁感应强度一定不为零,选项A错误;由安培定则,两导线在a、b两处产生的磁场方向均竖直向下,由对称性知,a、b两处磁感应强度大小相等、方向相同,选项B 错误;根据安培定则判断可知,两导线在c、d处产生的磁场分别垂直c、d两点与导线连线方向向下,且产生的磁场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知,c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向均竖直向下,选项C正确,选项D错误.]电流磁场问题的分析技巧在求解电流磁场的叠加问题时,应用的知识点有安培定则和平行四边形定则,用安培定则判断出各个电流产生的磁场的方向,再用平行四边形定则求解磁感应强度的矢量和.[针对训练]1.(多选)如图5-3-3所示,A和B为两根互相平行的长直导线,通以方向相同、大小相等的电流,虚线C为在A和B所确定的平面内与A、B等距的直线,则下列说法正确的是()【导学号:46242200】A.两导线间的空间不存在磁场B.虚线C处磁感应强度为零C.AC间磁感应强度垂直纸面向里D.CB间磁感应强度垂直纸面向外图5-3-3BCD[由安培定则可判断出A中电流在AB间形成的磁场垂直纸面向里,B中电流在AB间形成的磁场垂直纸面向外.两电流相等,而AC区域距离电流A近,距离电流B远,依直线电流形成磁场的空间分布特点知,A中电流在此区域形成的磁场比B中电流在此区域形成的磁场强,叠加后的磁场与A中电流在此区域形成的磁场方向相同,为垂直纸面向里.虚线C处与A、B等间距,合磁感应强度为零.CB区域距离电流B近,因而叠加后磁场方向与B中电流在此区域形成的磁场方向相同,为垂直纸面向外.]磁通量的理解与计算1.对磁通量Φ的进一步分析(1)磁通量是标量,但有正负.当磁感线从某一平面穿入时,若规定磁通量为正值,则穿出此平面时为负值.(2)磁通量是表示穿过某平面的磁感线条数的多少,在今后的应用中往往根据穿过平面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小.(3)B是匀强磁场的磁感应强度,S为某一平面的面积,α为S与垂直于B的平面的夹角,则当α=0°时Φmax=BS;当α=90°时,Φ=0;当0°<α<90°时,有Φ=BS cos α.2.磁通量的变化量ΔΦ磁通量的变化等于末状态的磁通量减去初状态的磁通量.磁通量的变化一般有三种情况(S为平面在垂直磁场方向的投影面积):(1)B不变,S变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.(2)B变化,S不变,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.(3)当B和S同时变化时,ΔΦ=Φ2-Φ1,但ΔΦ≠ΔB·ΔS.如图5-3-4所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B0=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1.0 cm,现在纸面内先后放上圆线圈A、B、C,圆心均在O处,A线圈半径为1.0 cm,10匝;B线圈半径为2.0 cm,1匝;C线圈半径为0.5 cm,1匝.问:(取π=3.14,3=1.732)图5-3-4(1)在B0减为0.4 T的过程中,A和B中磁通量各改变多少?(2)在磁场方向转过30°角的过程中,C中的磁通量改变多少?(计算结果保留两位有效数字)思路点拨:①磁通量的计算要注意公式Φ=B·S中各符号的意义.②磁通量变化的计算可用公式ΔΦ=Φ2-Φ1[解析](1)A线圈半径为1.0 cm,正好和圆形磁场区域的半径相等,而B线圈半径为2.0 cm,大于圆形磁场区域的半径,故穿过A、B线圈的磁感线的条数相等.设圆形磁场区域的半径为R,对线圈A、B,磁通量的改变量ΔΦA=ΔΦB=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10-2)2 Wb=1.256×10-4 Wb. (2)题图中线圈平面与磁场方向垂直,即磁场方向与线圈平面之间夹角为θ1=90°,当磁场方向转过30°角时,磁场方向与线圈平面之间的夹角为θ2=60°.对线圈C:Φ′1=B0πr2sin θ1,Φ′2=B0πr2sin θ2磁通量的改变量ΔΦ=|Φ′2-Φ′1|=B0πr2(sin 90°-sin 60°)=0.8×3.14×(5×10-3)2×(1-0.866) Wb=8.4×10-6 Wb.[答案](1)1.256×10-4 Wb(2)8.4×10-6 Wb磁通量Φ=BS的计算要注意以下两点(1)S是指闭合回路中的有效面积.如图所示.若闭合回路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直,面积分别为S1和S2,且S1>S2,但磁场区域恰好只有ABCD那么大,则穿过S1和S2的磁通量是相同的,因此,Φ=BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积.(2)磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响,同理,磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1也不受线圈匝数的影响.所以,直接用公式时,不必考虑线圈匝数n.[针对训练]2.面积为500 cm2的线圈共50匝,其平面与大小为0.4 T的匀强磁场成30°角,如图5-3-5所示,穿过该线圈平面的磁通量大小为________.若夹角θ从30°变成60°,则其磁通量的变化量为________.当线圈平面与磁感应强度B成0°夹角时,穿过线圈的磁通量为________,此情况下磁通密度大小是________.图5-3-5[解析]由题意可知面积在垂直于磁场方向上的投影为S sin θ.所以穿过该线圈平面的磁通量大小为Φ=BS sin θ=0.4×500×10-4×0.5 Wb=1×10-2 Wb.当夹角θ变成60°时,磁通量Φ′=BS sin θ=0.4×500×10-4×32Wb=1.73×10-2 Wb.所以磁通量的变化量ΔΦ=Φ′-Φ=7.3×10-3 Wb.当线圈平面与磁感应强度B成0°角时,S在垂直B方向上的投影为0,所以磁通量为0.无论线圈如何变化,磁场的强弱不变,所以磁通密度即单位面积上穿过的磁感线的条数不变,磁感应强度不变,为0.4 T.[答案]1×10-2 Wb7.3×10-3 Wb00.4 T[当堂达标·固双基]1.(多选)下列说法正确的是()【导学号:46242201】A.通过某平面的磁感线条数为零,则此平面处的磁感应强度一定为零B.空间某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C.凡是磁感应强度大小处处相等的磁场就是匀强磁场D.磁感应强度为零,则通过放在该处的某平面的磁感线条数一定为零BD[磁感应强度反映磁场的强弱和方向,它的方向就是该处磁场的方向,故B 项正确;磁感应强度为零,放在该处的某平面无磁感线穿过,故D项正确;若某平面无磁感线穿过,可能磁场很强,只是平面平行于磁场放置而导致磁感线穿过该平面的条数为零,所以A项错误;磁感应强度是矢量,既有大小又有方向,只有磁感应强度大小和方向处处相同的磁场才是匀强磁场,C项错误.] 2.(多选)超导是当今高科技的热点,当一块磁铁靠近超导体时,超导体会产生强大的电流对磁体有排斥作用,这种排斥力可以使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车就是采用了这种技术.磁悬浮的原理是()A.超导体电流的磁场方向与磁体相同B.超导体电流的磁场方向与磁体相反C.超导体使磁体处于失重状态D.超导体产生的磁力与磁体重力平衡BD[由题目信息知,磁体因受电流磁场的排斥力而悬浮,电流磁场如果等效为条形磁体,则据同名磁极相斥可知超导体电流的磁场方向与磁体相反.悬浮时,磁体处于受力平衡状态,即磁体受到的磁场力与磁体重力平衡.故选项B、D正确.]3.如图5-3-6所示,三根通电直导线垂直于纸面放置,位于b、c、d处,通电电流大小相同,方向如图所示.a位于bd中点且ac=ab,则a点的磁感应强度方向是()【导学号:46242202】A.垂直纸面指向纸里B.垂直纸面指向纸外C.沿纸面由a指向bD.沿纸面由a指向c图5-3-6C[磁感应强度为矢量,利用右手螺旋定则将每一根通电导线周围的磁场情况判断清楚,明确每根导线在a处产生的磁场方向,然后用平行四边形定则求出磁感应强度方向.根据安培定则:b、d两根导线在a点形成的磁场,磁感应强度大小相等、方向相反,磁感应强度为零,故a点磁场就由通电导线c来决定.根据安培定则判断出a点处的磁感应强度方向应为沿纸面由a指向b,正确选项为C.]4.如图5-3-7所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面.若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为()A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr2图5-3-7B[由于线圈平面与磁感线垂直并且是匀强磁场,线圈的面积应取有效面积,所以穿过线圈的磁通量为Φ=BS=Bπr2,选项B正确.]。
优品课件之磁与现代科技
磁与现代科技第4节磁与现代科技【教学目标】知识与技能 1、知道磁现象在生产、生活中的应用. 2、能运用有关磁场的知识解释日常生活中的磁现象.%过程与方法关注与磁相关的现代技术发展. 情感、态度与价值观 1、了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响,加强爱国主义教育.2、通过磁现象的应用的学习,培养将科学服务于人类的意识.【教学重、难点】教学重点磁现象在生产、生活中原理的应用。
教学难点磁现象在生产、生活中原理的应用。
【教学过程】情景导入磁铁让我们明白地球上具有一种特殊的力,和电一样,磁也是人磁看不到的、感觉不到的,可是它的影响力却处处可见。
磁铁很容易被制造,用途也相当广泛,对于磁在我们生活中的应用,那更是处处存在着它的身影。
下面我们来看一下磁对现代科技的影响。
新课教学主体内容教师活动学生活动一、记录与磁差不多有电的地方就有磁,变压器(电磁感应),喇叭,磁悬浮列车,粒子加速器,电视显像管里控制电子束偏转的装置,电动机,发电机,通讯的电磁波(光波也是),话筒,电磁继电器......总的概括一下主要就是利用电生磁,在让两个显示磁性的东西相互作用,或者是用电磁感应产生电,再利用电来作一些控制,总之就是电磁,磁电之间转化来转化去的相互作用。
问题:那么用磁记录的原理是什么呢?录制时,磁带通过一块电磁铁――录制磁头,磁头产生的磁场随声音或影像信号而改变。
当磁带以恒定的速度通过磁头时,变化的磁场将磁带上的磁粉层磁化,于是在磁带上就记录下与声音和影像相应的磁信号。
播放录制内容时,磁带再次通过相同的磁头,磁带上磁性颗粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一致。
磁的新用途:磁被广泛应用于现代科学技术中, 磁签到卡、磁信用卡、磁防盗卡、磁卡式车票,各类电表,磨床吸盘,恒磁和电磁起重吊头,物理探矿设备,电子计算机以及种类繁多的发电机,电动机等等,都要应用各种各样磁性材料.磁悬浮列车已在一些国家中问世,由于它减少了车轮和地面之间的撞击,因而行驶平稳,无空气污染。
磁与现代科技PPT教学课件
1.定义
[自学教材]
磁场中穿过某一面积的磁感线条数叫做穿过这个面
积的磁通量。
2.匀强磁场中磁通量的计算
在磁感应强度为B的匀强磁场中,穿过与磁场方向
垂直、面积为S的平面的磁通量是:Φ=BS,其中Φ表
示磁通量。如果面积S与磁场不垂直,若S与垂直于B的
平面的夹角为α,磁通量为Φ=BScosα。
3.单位 在国际制单位制中是 韦伯 ,简称 韦 ,符号: Wb , 1 Wb=1 T·m2。 4.标量 磁通量是一个只用大小就能描述的物理量,是 标量 。
4.匀强磁场
(1)定义:在磁场的某个区域内,如果各点的磁感应强 度 大小 和方向 都相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。
(2)特点:①B 处处 相等。
②磁感线是 平行 且 等间距 的一组平行直线 。
(3)实例:距离 很近 的两个 异名 磁极之间的磁场除 边缘部分外可以认为是匀强磁场;长直通电螺线管 内部 (除两端附近)的磁场也是匀强磁场。如图5-3-1所示:
的线
越往两极,纬线圈越小
(5)纬线指示东西方向
图示
赤道
赤道(0°):南北半球界线,南北纬度界线 南北回归线:温带与热带的界线,太阳直射范围的界线 南北极圈:寒带与温带的界线,极昼极夜范围界线
2、经度和纬度、半球的划分
(1)起始点: 本初子午线(0°经线)
经 度
(2)度量方法:
的
从0°经线向东:东经(E)0°~180° 向西:西经(W)0°~180°
c.辨别南北:北逆南顺 辨别东西:顺自转方向(自西向东), 经度数增大为东经,经度数减小为西经
2.关于磁通量的说法,正确的是
()
A.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量
鲁科版高中物理选修3-1课件 磁与现代科技课件4
通过磁头时,变化的磁场会移动磁性颗粒,于是就 “写入”了一连串相关磁性变化的信息.当播放录制 内容时,磁带再次通过相同的磁头,磁带上磁性颗 粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一 致.如果破坏磁性粒子的排列方式,则可将所录制 的内容清除掉.
2.交通与磁 (1)导向磁铁 磁悬浮列车左右两边的磁铁保持列车在铁轨的 中间位置,称为导向磁铁.
C.超导体电阻为零
D.超导体电阻很大
(2)磁悬浮的原理
()
A.超导体电流的磁场方向与磁体相同
B.超导体电流的磁场方向与磁体相反
C.超导体使磁体处于失重状态
D.超导体产生的磁力与磁体重力平衡
解析:据欧姆定律知电流大的原因是超导体的
电阻为零,所以(1)选项为C;磁悬浮中超导电磁铁
相斥方式是据同名磁极相斥原理而悬浮起来的,悬
磁与现代科技
1.记录与磁
磁记录的形式虽然千差万
别,但是原理却极其相似.下面
以磁带(如图5-3、4-2所示)为 例,认识磁记录的原理.磁带为
一具有磁性敷层的合成树脂长
带,用于记录声音和影像.录制
图5-3、4-2
时,磁带通过一块电磁铁(录制磁头),磁头产生的磁
场随声音或影像信号而改变.当磁带上的磁性颗粒
起来时,超导体产生的磁力与磁体重力平衡,所以
(2)选项为B、D.
答案:(1)C (2)BD
反思领悟:磁现象在生活中应用很广泛,常见的有 两种形式:
(1)磁体间的相互作用,利用同名磁极相互排斥, 异名磁极相互吸引;
(2)强磁体能改变磁记录或造成记录信息的损坏.
普通磁带录音机是用同一个磁
头来录音和放音的,磁头结构如图5
(2)上浮磁铁 车上装备的超导体电磁铁所产生的电磁力与地 面槽形导轨上的线圈所产生的电磁力相互排斥,使 车体上浮,这两部分磁铁称为上浮磁铁. (3)牵引磁铁 槽形导轨两侧的线圈与车上电磁铁之间相互作 用,从而产生牵引力,使车体保持悬浮状态前进, 这两部分磁铁称为牵引磁铁.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging ,简称NMRI ),又称自旋成像(spin imaging ),也称磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging ,简称MRI ),台湾又称磁振 造影,是利用核磁共振(nuclear magnetic resonnance ,简称NMR )原理,依据所释放的能 量在物质内部不同结构环境中不同的衰减,通过 外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,即可得知 构成这一物体原子核的位置和种类,据此可以磁签到卡、磁 信用卡、磁防盗卡、磁卡式车票,各类电表, 磨床吸盘,恒磁和电磁起重吊头,物理探矿设 备,电子计算机以及种类繁多的发电机,电动 机等等,都要应用各种各样磁性材料 ,都用 到了磁记录,其原理是一样的
二、医疗与磁
• 如图是医院中常用的核磁共振仪器,用它 可以检查人体的内部器官的情况,它的原 理是怎样的?
例1、电冰箱门上装有磁性密封条,是利用了______的原 理,而磁带和磁卡则是利用了它们能够被____________的
原理。
解析:电冰箱门上装有磁性密封条,使冰 箱的门关的更严实是利用异名磁极相互吸 引的原理;磁带和磁卡则是利用了它们能 够被磁化而产生磁性的原理来工作的。
例2、2002年12月31日上午,举世瞩目的上海磁悬浮列车 线首次试运行,它是世界上第一条投入商业运营的磁悬 浮列车线.运行全程共30km,最高时速可达552km,单 向运行约8min.磁悬浮列车上装有电磁体,铁路底部则安 装线圈.通过地面线圈与列车上的电磁体排斥力使列车 悬浮起来.地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极性 总保持 ( A ) A.相同 B.相反 C.不能确定 D.以上均不对
三、交通与磁
磁悬浮
• 磁悬浮列车有常导电磁铁吸引方式和超导电磁铁 相斥方式两种形式。 • 常导电磁铁吸引式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 方分别设作用板和感应钢板,控制电磁铁的电流 ,使电磁铁的导轨间保持10~15mm的间隙,并使 导轨钢板的吸引力与车辆所受的重力平衡,从而 使车体悬浮于导轨上运行; • 超导电磁铁相斥式是根据磁铁同极相斥的原理, 利用车上超导电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形 成的磁场之间产生的相斥力使车体悬浮。原理图 如图
第4节:磁与现代科技
教学目标:
• 1、知道磁现象在生产、生活中的应用. • 2、能运用有关磁场的知识解释日常生活中 的磁现
教学重点:磁现象在生产、生活中原理的应用 教学难点:磁现象在生产、生活中原理的应用
一、记录与磁
录音机的磁带可以记录声音,它是怎样记 录的呢?
• 录制时,磁带通过一块电磁铁——录制磁 头,磁头产生的磁场随声音或影像信号而 改变。当磁带以恒定的速度通过磁头时, 变化的磁场将磁带上的磁粉层磁化,于是 在磁带上就记录下与声音和影像相应的磁 信号。播放录制内容时,磁带再次通过相 同的磁头,磁带上磁性颗粒的排列方式使 通过磁头的电流与录制时的电流一致