磁性物理学习题与解答
磁性物理考试题解
磁性物理考试题解1、巳知3d 铁磁体心立方晶体中,J=1,居里点Tc=6000C ,M=1.5M B 。
晶格常数a=3x10-10(m),求分子场系数W,交换积分J 和交换劲度常数A 。
N 单位体积原子数的两种计算方法:( 体心立方的铁 )(1)N A 阿伏加德罗常数,M a 原子量,d 密度(2)a 晶格常数,n 单胞中的原子数用笫二方法得到如果用统计理论推出的居里温度q f 与交换积分J 的关系 [ 注意这儿的log 是log e =ln ] 对于体心立方晶格,z=6,因而J=4.885x10-21J()()()()()()()8822228293 1.38106002733 6.87101118.5410 1.5 1.1710c x x x kT W x J J NM x x -+===++()23210.15(1.3810)873 1.80710J x x x J --==()222111110221.80710 1.20510310nJS xJxS x x A x Jm a a x ----====2363283(6.02210/)7.86108.541055.85A a N d x mol x x gm N x m M --===87.9210w x =()1log /2f k J z z θ=-⎡⎤⎣⎦12.466log1.5f k J θ==221111102 4.88510 3.2610310nJS x x J A x Jm a x m ----===()283331027.4110310n N x m a x m --===校正:”铁磁性物理”(近角)中99页,公式(6.9)应为104页公式( 6.36 )应为2、室温下六角晶系Co 具有单轴各向异性,写出各向异性能的表达式,磁化强度与C 轴夹角为q 。
单轴各向异性常数Ku1=4.53x105Jm-3,Is=1.7T ,求各向异性场Ha 。
初中物理磁学试题及答案
初中物理磁学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 磁体上磁性最强的部分是:A. 磁极B. 磁体的中间C. 磁体的两端D. 磁体的侧面答案:A2. 地球是一个巨大的:A. 磁体B. 导体C. 绝缘体D. 半导体答案:A3. 指南针静止时,指向地球的南极的一端是:A. 南极B. 北极C. 东极D. 西极答案:B4. 磁感线的方向表示:A. 磁场的方向B. 电流的方向C. 磁感线疏密D. 磁感线的强度答案:A5. 磁体间的相互作用规律是:A. 同极相斥,异极相吸B. 同极相吸,异极相斥C. 同极相吸,异极相吸D. 同极相斥,异极相斥答案:A6. 通电导线周围存在:A. 磁场B. 电场C. 磁场和电场D. 没有场答案:A7. 电磁铁的磁性强弱与下列哪个因素无关:A. 线圈匝数B. 电流大小C. 线圈的粗细D. 铁芯的有无答案:C8. 电磁感应现象是:A. 磁生电B. 电生磁C. 电能生磁D. 磁能生电答案:A9. 奥斯特实验证明了:A. 电流周围存在磁场B. 磁场周围存在电流C. 电流可以产生磁场D. 磁场可以产生电流答案:A10. 电磁波的传播不需要介质,可以在:A. 真空中传播B. 空气中传播C. 水中传播D. 以上都可以答案:A二、填空题(每题2分,共10分)1. 磁体的两个磁极分别是________和________。
答案:南极、北极2. 磁感线在磁体外部是从磁体的________指向________。
答案:北极、南极3. 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小以及铁芯的有无有关,与线圈的粗细无关。
答案:(无)4. 电磁波的传播速度在真空中是________。
答案:3×10^8 m/s5. 电磁感应现象中,当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生________。
答案:感应电流三、简答题(每题5分,共10分)1. 请简述磁悬浮列车的原理。
答案:磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,通过电磁力使列车悬浮在轨道上,从而减少摩擦力,实现高速运行。
初中物理磁学试题及答案
初中物理磁学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 磁体上磁性最强的部分称为:A. 磁极B. 磁体C. 磁力线D. 磁感应线答案:A2. 当磁体靠近铁、钴、镍等物质时,这些物质会被:A. 排斥B. 吸引C. 无反应D. 部分吸引答案:B3. 地球是一个巨大的:A. 磁体B. 电体C. 引力体D. 热体答案:A4. 指南针总是一端指南,一端指北,这是因为:A. 地球的磁北极在地理南极附近B. 地球的磁南极在地理北极附近C. 地球的磁极与地理极完全重合D. 地球的磁极与地理极相反答案:B5. 通电导体在磁场中会受到:A. 磁力的作用B. 重力的作用C. 弹力的作用D. 摩擦力的作用答案:A6. 电磁铁的优点是:A. 只能使用一次B. 磁性强弱不易调节C. 磁极方向不易改变D. 磁性有无可以控制答案:D7. 下列物质中,不能被磁化的是:A. 铁B. 铜C. 镍D. 铝答案:B8. 电流的磁效应最早是由哪位科学家发现的?A. 牛顿B. 法拉第C. 奥斯特D. 爱因斯坦答案:C9. 一个通电导体在磁场中受力的方向与以下哪个因素有关?A. 电流方向B. 磁场方向C. 导体长度D. 导体材料答案:A和B10. 电磁继电器的工作原理是:A. 电流的热效应B. 电流的磁效应C. 电流的化学效应D. 电流的光效应答案:B二、填空题(每题2分,共20分)11. 磁体上磁性最弱的部分称为_________。
答案:中间部分12. 磁感线是人们为了形象地描述磁场而假想的_________。
答案:曲线13. 地磁场的特点是磁北极在地理的_________附近。
答案:南极14. 奥斯特实验表明,电流周围存在_________。
答案:磁场15. 电磁铁的磁性强弱与_________有关。
答案:电流大小16. 电磁继电器可以实现_________控制。
答案:远距离17. 通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向_________。
磁性物理学习题与解答
磁性物理学习题与解答简答题1.简述洪德法则的内容。
答:针对未满壳层,洪德法则的内容依次为:〔1〕在泡利原理许可的条件下,总自旋量子数S取最大值。
〔2〕在满足〔1〕的条件下,总轨道角动量量子数L取最大值。
〔3〕总轨道量子数J有两种取法:在未满壳层中,电子数少于一半是;电子数大于一半时2.简述电子在原子核周围形成壳层结构,需遵循哪些原则法则?答:需遵循的原则法则依次为:〔1〕能量最低原则〔2〕泡利不相容原理〔3〕洪德法则3.简述自由电子对物质的磁性,可以有哪些贡献?答:可能的贡献有:〔1〕朗道抗磁〔2〕泡利顺磁4.简述晶体中的局域电子对物质的磁性,可能有哪些贡献?答:可能的贡献有:〔1〕抗磁〔2〕顺磁〔3〕通过交换作用导致铁磁、反铁磁等5.在磁性晶体中,为什么过渡元素的电子轨道角动量会被晶场“冻结〞,而稀土元素的电子轨道角动量不会被“冻结〞。
答:因为过渡元素的磁性来自未满壳层d轨道上的电子,d电子属于外层电子,在晶体中是裸露的,容易受到晶场的影响而被冻结;而稀土元素的磁性来自未满壳层f轨道上的电子,f电子属于内层电子,在晶体中不容易受到晶场的影响,所以不会冻结。
6.简述外斯分子场理论的成就与不足之处。
答:外斯分子场理论的成功之处主要有:唯象解释了自发磁化,成功得到第二类顺磁的居里—外斯定律和铁磁/顺磁相变的居里温度表达式等。
不足之处主要有:〔1〕低温下自发磁化与温度的关系与自旋波理论的结果差别很大,后者与实验符合较好;〔2〕在居里温度附近,自发磁化随温度变化的临界指数,分子场理论计算结果为1/2,而实验测量结果为1/3;〔3〕无法解释磁比热贡献在温度大于居里温度时的拖尾现象7.简述小口理论对分子场理论做了什么改进?答:小口理论认为在居里温度附近,虽然产生自发磁化的长程有序消失了,但体系仍然存在短程序,小口理论考虑了最近邻短程序,由此成功解释了磁比热贡献在温度大于居里温度时的拖尾现象。
8.简述海森堡直接交换作用的物体图像。
物理磁性试题及答案
物理磁性试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 磁铁的两极分别是:A. 正极和负极B. 南极和北极C. 阴极和阳极D. 左极和右极2. 磁铁的磁场线是:A. 直线B. 曲线C. 折线D. 不规则图形3. 地球是一个巨大的磁体,其磁场的南北极与地理南北极的关系是:A. 完全重合B. 完全相反C. 有一定磁偏角D. 无关系4. 磁化现象是指:A. 物质被加热B. 物质被冷却C. 物质被磁铁吸引D. 物质获得磁性5. 以下哪种物质是铁磁性材料?A. 铜B. 铝C. 铁D. 塑料6. 磁铁的磁力大小与以下哪项因素无关?A. 磁铁的形状B. 磁铁的温度C. 磁铁的体积D. 磁铁的磁性物质7. 磁铁的两极相斥,同性相斥异性相吸,这种现象称为:A. 磁极性B. 磁化C. 磁效应D. 磁感应8. 磁力线总是从磁铁的北极出发,回到:A. 南极B. 磁铁的南极C. 地球的南极D. 任何一极9. 磁铁的磁力线在磁铁外部是:A. 直线B. 闭合曲线C. 折线D. 随机分布10. 以下哪项不是磁铁的性质?A. 吸引铁磁性物质B. 指南北方向C. 同性相斥异性相吸D. 导电二、填空题(每题2分,共20分)1. 磁铁的两极分别是_________和_________。
2. 磁铁的磁场线在磁铁外部是_________的。
3. 地球的磁场南北极与地理南北极之间存在一个_________。
4. 磁化现象是指物质_________。
5. 铁磁性材料包括铁、钴、镍等,它们具有_________的特性。
6. 磁铁的磁力大小与磁铁的_________、_________和_________有关。
7. 磁铁的两极相斥,这是磁铁的_________。
8. 磁力线总是从磁铁的北极出发,回到_________。
9. 磁铁的磁力线在磁铁外部是_________。
10. 磁铁的性质包括吸引铁磁性物质、_________和_________。
三、简答题(每题10分,共40分)1. 请简述磁铁的磁力线是如何分布的?2. 什么是磁偏角?磁偏角对航海和航空有什么影响?3. 为什么磁铁能够吸引铁磁性物质?4. 请解释什么是磁感应现象,并举例说明。
初中物理磁学试题及答案
初中物理磁学试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质,这种物质叫做磁场。
下列关于磁场的说法中,正确的是()。
A. 磁场只存在于磁体周围B. 磁场对磁体有作用力C. 磁场对非磁性物体没有作用力D. 磁场只对磁性物体有作用力答案:B2. 地球也是一个大磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近。
下列关于地磁场的说法中,正确的是()。
A. 地磁场的北极在地理的北极附近B. 地磁场的南极在地理的南极附近C. 地磁场的北极在地理的南极附近D. 地磁场的南极在地理的北极附近答案:C3. 通电导线周围存在磁场,这是由丹麦物理学家奥斯特首先发现的。
下列关于电流的磁效应的说法中,正确的是()。
A. 电流的磁效应是奥斯特发现的B. 通电导线周围没有磁场C. 通电导线产生的磁场方向与电流方向无关D. 通电导线产生的磁场方向与电流方向垂直答案:A4. 电磁铁是利用电流的磁效应制成的装置,它具有磁性强弱可调、磁性有无可控制的特点。
下列关于电磁铁的说法中,正确的是()。
A. 电磁铁的磁性强弱与电流大小无关B. 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关C. 电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数都有关D. 电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数都无关答案:C5. 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关,它可以实现远距离操作和自动控制。
下列关于电磁继电器的说法中,正确的是()。
A. 电磁继电器可以实现远距离操作和自动控制B. 电磁继电器不能实现远距离操作和自动控制C. 电磁继电器只能实现远距离操作,不能实现自动控制D. 电磁继电器只能实现自动控制,不能实现远距离操作答案:A二、填空题(每空1分,共10分)1. 磁体的周围存在一种看不见、摸不着的物质,这种物质叫做________。
答案:磁场2. 磁体上磁性最强的部分叫________,任何磁体都有两个磁极,一个叫________,另一个叫________。
物理磁学方向试题及答案
物理磁学方向试题及答案一、选择题(每题5分,共30分)1. 磁铁的南极和北极之间存在哪种力?A. 引力B. 斥力C. 吸引力D. 无作用力答案:B2. 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. 太阳风答案:C3. 以下哪种物质是磁铁不能吸引的?A. 铁B. 铜C. 铝D. 镍答案:B4. 磁感应强度的单位是?A. 特斯拉B. 高斯C. 安培D. 伏特答案:A5. 磁通量的变化会导致哪种现象?A. 磁感应B. 磁共振C. 电磁感应D. 磁屏蔽答案:C6. 根据安培环路定理,闭合路径上的磁场与通过该路径的电流之间的关系是什么?A. 磁场与电流成正比B. 磁场与电流成反比C. 磁场与电流无关D. 磁场与电流的乘积成正比答案:A二、填空题(每空5分,共30分)1. 磁铁的两极分别是_______和_______。
答案:南极,北极2. 磁铁的磁力线是_______的。
答案:闭合的3. 磁通量的计算公式是Φ=_______。
答案:BSsinθ4. 磁阻是描述磁场线通过_______的难易程度的物理量。
答案:物质5. 电磁铁的磁性强弱可以通过_______来控制。
答案:电流的大小6. 磁化过程是_______在磁场中获得磁性的过程。
答案:物质三、简答题(每题20分,共40分)1. 简述磁铁的磁性是如何产生的?答案:磁铁的磁性产生是由于其内部原子的电子自旋和轨道运动在磁场作用下形成有序排列,从而产生宏观的磁效应。
2. 什么是电磁感应现象?请举例说明。
答案:电磁感应现象是指当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中会产生感应电动势,从而产生电流。
例如,发电机就是利用电磁感应原理将机械能转换为电能的设备。
初三物理磁学试题及答案
初三物理磁学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 磁体的南极用字母表示为:A. NB. SC. OD. P答案:B2. 地球的磁场是由什么产生的?A. 地球内部的液态金属B. 地球表面的岩石C. 太阳风D. 地球的大气层答案:A3. 磁铁的哪一端具有更强的磁性?A. 南极B. 北极C. 两端都一样D. 无法确定答案:B4. 指南针的工作原理是什么?A. 利用地球磁场B. 利用重力C. 利用风力D. 利用光线答案:A5. 磁铁的磁性是由什么决定的?A. 形状B. 颜色C. 材料D. 温度答案:C6. 磁铁的磁力线方向是怎样的?A. 从南极指向北极B. 从北极指向南极C. 从南极指向南极D. 从北极指向北极答案:B7. 磁铁的磁力线在磁铁内部是怎样的?A. 从南极指向北极B. 从北极指向南极C. 从南极指向南极D. 从北极指向北极答案:B8. 磁铁的磁力线在磁铁外部是怎样的?A. 从南极指向北极B. 从北极指向南极C. 从南极指向南极D. 从北极指向北极答案:A9. 磁铁的磁性强弱与什么有关?A. 磁铁的形状B. 磁铁的颜色C. 磁铁的温度D. 磁铁的材料答案:D10. 磁铁的磁性强弱与什么无关?A. 磁铁的形状B. 磁铁的颜色C. 磁铁的温度D. 磁铁的材料答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 地球的磁场是由地球内部的________产生的。
答案:液态金属2. 磁铁的南极用字母________表示。
答案:S3. 指南针总是指向地球的________极。
答案:北4. 磁铁的磁力线在磁铁内部是从________指向________。
答案:北极,南极5. 磁铁的磁力线在磁铁外部是从________指向________。
答案:南极,北极6. 磁铁的磁性强弱与磁铁的________有关。
答案:材料7. 磁铁的磁性强弱与磁铁的________无关。
答案:颜色8. 磁铁的磁力线在磁铁外部是________的。
物理磁学考试题及答案
物理磁学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 磁铁的南极用符号表示为:A. NB. SC. OD. P2. 地球的磁场是由什么产生的?A. 地球表面B. 地球内部C. 太阳风D. 月球引力3. 奥斯特实验证明了什么?A. 电流可以产生磁场B. 磁场可以产生电流C. 磁场可以改变电流的方向D. 电流可以改变磁场的方向4. 以下哪种物质不是磁性材料?A. 铁B. 铜C. 镍D. 钴5. 磁感应强度的单位是:A. 牛顿B. 特斯拉C. 安培D. 伏特6. 磁通量的基本单位是:A. 特斯拉·米B. 特斯拉·秒C. 特斯拉·安培D. 特斯拉·伏特7. 磁铁的磁极间相互作用遵循什么法则?A. 同性相斥,异性相吸B. 异性相斥,同性相吸C. 同性相吸,异性相斥D. 同性相吸,异性相斥8. 以下哪个现象不是磁力作用的结果?A. 指南针指向地球的磁极B. 磁带在磁头上的录音C. 铁被磁铁吸引D. 电流通过导线产生热量9. 磁化过程是:A. 永久性的B. 可逆的C. 永久性的或可逆的D. 永久性的且不可逆的10. 磁滞回线描述的是:A. 磁铁的磁化过程B. 磁铁的退磁过程C. 磁铁的磁化和退磁过程D. 磁铁的磁化和消磁过程二、填空题(每空1分,共20分)1. 磁铁的两极分别是______和______。
2. 地球的磁场方向是从地球的______极指向______极。
3. 磁铁的磁场线是从磁铁的______极出发,回到______极。
4. 磁通量是磁场线通过一个______的量度。
5. 磁通量的计算公式是Φ=______×______。
6. 磁感应强度的定义是______。
7. 磁滞回线是描述磁材料______和______的图形。
8. 磁化后的磁性材料具有______性。
9. 磁滞回线中的______点表示磁材料的剩余磁感应强度。
10. 磁滞回线中的______点表示磁材料的最大磁感应强度。
物理磁学考试题及答案
物理磁学考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 磁感应强度B与磁场强度H的关系是:A. B = μHB. B = μ₀H + MC. B = μ₀(H + M)D. B = μ₀H答案:C2. 磁通量Φ的单位是:A. 特斯拉(T)B. 韦伯(Wb)C. 安培(A)D. 欧姆(Ω)答案:B3. 以下哪个现象不是由磁场引起的?A. 指南针指向北B. 电流产生磁场C. 磁铁吸引铁钉D. 光的折射答案:D4. 磁化率χm是描述材料磁性质的物理量,其定义是:A. χm = M/HB. χm = B/HC. χm = B/μ₀HD. χm = M/μ₀H答案:A5. 磁滞回线是描述材料磁性质的曲线,其横坐标是:A. 磁感应强度BB. 磁通密度ΦC. 磁场强度HD. 磁化强度M答案:C二、填空题(每空1分,共10分)1. 地球的磁场是由地球内部的______产生的。
答案:液态外核2. 电流通过导线时,导线周围会产生______。
答案:磁场3. 磁铁的两极分别是______和______。
答案:南极、北极4. 磁感应强度B与磁场强度H的关系可以表示为B = μ₀(H + M),其中μ₀是______。
答案:真空的磁导率5. 磁通量Φ的计算公式为Φ = B·A,其中A是______。
答案:磁感线穿过的面积三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述磁感应强度B和磁场强度H的区别。
答案:磁感应强度B是描述磁场本身性质的物理量,与磁场源无关,单位是特斯拉(T)。
磁场强度H是描述磁场源的物理量,与磁场源有关,单位是安培每米(A/m)。
B和H的关系为B = μ₀(H + M),其中μ₀是真空的磁导率,M是材料的磁化强度。
2. 什么是磁滞现象?答案:磁滞现象是指铁磁材料在磁化过程中,当外磁场移除后,材料内部的磁化强度M不会立即消失,而是保持一定的剩余磁化强度,这种现象称为磁滞现象。
磁滞现象的产生是由于材料内部磁畴的重新排列需要一定的能量。
物理磁学试题解析及答案
物理磁学试题解析及答案一、选择题1. 磁铁的南极用符号表示为:A. NB. SC. OD. P答案:B2. 磁感应强度的单位是:A. 特斯拉B. 安培C. 库伦D. 伏特答案:A3. 地球的磁场是由:A. 地球内部的电流产生的B. 地球表面的岩石产生的C. 地球大气层产生的D. 太阳风产生的答案:A4. 磁通量Φ的计算公式是:A. Φ = B × A × cosθB. Φ = B × AC. Φ = A / BD. Φ = B / A答案:A5. 奥斯特实验证明了:A. 电能生磁B. 磁能生电C. 电能生热D. 磁能生光答案:A二、填空题1. 磁铁的两极分别是____和____。
答案:北极(N极)、南极(S极)2. 磁感应强度的国际单位制单位是____。
答案:特斯拉(T)3. 地球磁场的北极实际上位于地球的地理____。
答案:南极4. 磁通量是磁场线通过某个面积的量度,其单位是____。
答案:韦伯(Wb)5. 法拉第电磁感应定律表明,当磁通量发生变化时,会在导体中产生____。
答案:感应电动势三、简答题1. 简述磁铁的磁化过程。
答案:磁铁的磁化过程是指在外部磁场的作用下,磁铁内部的磁畴排列变得有序,从而显示出磁性的过程。
2. 什么是安培环路定理?答案:安培环路定理是电磁学中描述磁场与电流之间关系的一个基本定律,它指出通过任何闭合环路的总磁通量等于该环路所包围的电流的代数和乘以磁导率。
四、计算题1. 一个长为0.5m,宽为0.3m的矩形线圈,垂直于磁场放置,磁场强度为0.2T,求线圈的磁通量。
答案:Φ = B × A × cosθ = 0.2 × 0.5 × 0.3 × 1 = 0.03 Wb2. 一个导体线圈在磁场中以0.1m/s的速度移动,磁场强度为0.3T,线圈面积为0.04m²,求线圈中产生的感应电动势。
物理磁学试题及答案高中
物理磁学试题及答案高中一、选择题(每题3分,共30分)1. 磁铁的南极和北极之间相互吸引,下列哪一项描述正确?A. 南极吸引北极B. 同极相斥,异极相吸C. 同极相吸,异极相斥D. 磁铁之间没有相互作用答案:B2. 地球的磁场是由什么产生的?A. 地球内部的液态金属B. 地球表面的岩石C. 地球大气层D. 太阳风答案:A3. 以下哪种物质不是磁性材料?A. 铁B. 铜C. 镍D. 钴答案:B4. 电磁铁的磁性强弱与下列哪个因素无关?A. 线圈匝数B. 电流大小C. 线圈的材料D. 线圈的形状答案:D5. 磁感应强度的单位是?A. 特斯拉B. 安培C. 伏特D. 欧姆答案:A6. 奥斯特实验表明了什么?A. 电流周围存在磁场B. 磁场可以产生电流C. 电流可以改变磁场D. 磁场可以改变电流答案:A7. 以下哪个现象不是磁效应的应用?A. 指南针B. 电磁炉C. 磁悬浮列车D. 电灯答案:D8. 磁通量的大小与下列哪个因素无关?A. 磁场的强度B. 线圈的面积C. 线圈与磁场的夹角D. 线圈的材料答案:D9. 磁化过程是可逆的吗?A. 是B. 否C. 部分可逆D. 无法确定答案:C10. 磁体的磁极性是由什么决定的?A. 磁体的形状B. 磁体的材料C. 磁体的内部结构D. 磁体的温度答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 磁铁的两极分别是______和______。
答案:南极、北极2. 地球的磁场是由地球内部的______产生的。
答案:液态金属3. 磁性材料包括______、______和______。
答案:铁、镍、钴4. 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小和______有关。
答案:线圈的材料5. 磁感应强度的单位是______。
答案:特斯拉6. 奥斯特实验表明电流周围存在______。
答案:磁场7. 磁效应的应用包括指南针、电磁炉和______。
答案:磁悬浮列车8. 磁通量的大小与磁场的强度、线圈的面积和______有关。
物理磁性试题及答案
物理磁性试题及答案一、选择题1. 磁铁的哪一端称为南极?A. N极B. S极C. 顶端D. 底端2. 磁力线是表示磁场的什么特性?A. 方向B. 强度C. 方向和强度D. 密度3. 根据安培定律,通电导线周围的磁场方向如何确定?A. 使用右手定则B. 使用左手定则C. 使用右手螺旋法则D. 使用左手螺旋法则二、填空题4. 地球是一个巨大的______,其周围存在地磁场。
5. 磁铁的两极分别是______和S极,它们之间的作用是相互吸引或排斥。
三、简答题6. 简述磁铁的三个基本性质。
答:磁铁的三个基本性质包括:吸引铁磁性物质、具有两极性、以及在外部磁场中会受到力的作用。
7. 说明磁力线的特点。
答:磁力线的特点包括:从磁铁的北极出发,指向南极;磁力线不相交;磁力线密度越大,磁场越强。
四、计算题8. 假设一个条形磁铁的磁感应强度为1.5T,求其在距离磁铁0.1m处的磁场强度。
解:根据磁感应强度的定义,磁感应强度B等于磁场强度H与磁介质的磁导率μ的乘积,即B = μH。
在真空中,磁导率μ0 = 4π × 10^-7 T·m/A。
由于磁铁产生的磁场近似为均匀磁场,所以磁场强度H 可以通过磁感应强度B除以磁导率μ0来计算,即H = B / μ0。
将给定的数值代入公式得:H = 1.5T / (4π × 10^-7 T·m/A) ≈ 1.18 × 10^7 A/m五、实验题9. 设计一个实验来验证磁铁的两极性。
实验步骤:(1) 准备两个磁铁,确保它们的形状和大小相同。
(2) 将一个磁铁固定在桌面上,另一个磁铁悬挂在细线上,使其可以自由旋转。
(3) 将悬挂的磁铁靠近固定磁铁的一端,观察它们的相互作用。
(4) 改变悬挂磁铁的接近端,再次观察相互作用。
(5) 根据观察结果,得出结论。
预期结果:当悬挂磁铁的一端靠近固定磁铁的相同一端时,它们会相互排斥;当悬挂磁铁的一端靠近固定磁铁的相反一端时,它们会相互吸引。
物理磁学试题及答案高中
物理磁学试题及答案高中一、选择题(每题3分,共30分)1. 磁场的基本性质是()。
A. 对电流有力的作用B. 对电荷有力的作用C. 对电流和电荷都有力的作用D. 对电流和电荷都无力的作用答案:C2. 磁场的方向规定为()。
A. 从磁体的N极指向S极B. 从磁体的S极指向N极C. 从磁体的N极指向N极D. 从磁体的S极指向S极答案:A3. 磁场中某点的磁场强度B与该点的磁感应强度B是()。
A. 相等的B. 不相等的C. 互为相反数D. 互为倒数答案:A4. 磁场中某点的磁感应强度B与该点的磁场强度H是()。
A. 相等的B. 不相等的C. 互为相反数D. 互为倒数答案:B()。
A. B=μHB. B=HC. B=1/μHD. B=μH^2答案:A6. 磁场中某点的磁场强度H与该点的磁感应强度B的关系是()。
A. H=μBB. H=BC. H=1/μBD. H=μB^2答案:A()。
A. A/m和TB. T和A/mC. A和TD. T和A答案:A8. 磁场中某点的磁场强度H与该点的磁感应强度B的单位换算关系是()。
A. 1T=1A/mB. 1T=1A·mC. 1A/m=1TD. 1A·m=1T答案:A关系是()。
A. 1T=1A/mB. 1T=1A·mC. 1A/m=1TD. 1A·m=1T答案:A10. 磁场中某点的磁场强度H与该点的磁感应强度B的单位换算关系是()。
A. 1T=1A/mB. 1T=1A·mC. 1A/m=1TD. 1A·m=1T答案:A二、填空题(每题3分,共30分)11. 磁场的基本性质是对______和______有力的作用。
答案:电流、电荷12. 磁场的方向规定为从磁体的______指向______。
答案:N极、S极13. 磁场中某点的磁场强度B与该点的磁感应强度B的关系是B=____H。
答案:μ14. 磁场中某点的磁场强度H与该点的磁感应强度B的关系是H=____B。
物理磁学试题及答案
物理磁学试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 磁体的南极用符号表示为:A. NB. SC. OD. P答案:B2. 奥斯特实验证明了:A. 电流产生磁场B. 磁场产生电流C. 电流与磁场无关D. 磁场与电流无关答案:A3. 磁通量是指:A. 磁场中某点的磁感应强度B. 磁场中某点的磁力线数量C. 磁场中某点的磁力线密度D. 磁场中某点的磁力线方向答案:B4. 磁感应强度的单位是:A. 特斯拉B. 安培C. 伏特D. 欧姆答案:A5. 磁铁的磁性是由:A. 电子的自旋产生的B. 原子核的自旋产生的C. 电子的轨道运动产生的D. 原子核的轨道运动产生的答案:A二、填空题(每题2分,共10分)1. 当磁体的磁极相互靠近时,同名磁极______,异名磁极______。
答案:相互排斥;相互吸引2. 磁场中某点的磁感应强度的方向与该点的磁力线______。
答案:方向一致3. 电流通过导线时,导线周围会产生______。
答案:磁场4. 磁铁的磁性强弱通常用______来表示。
答案:磁感应强度5. 地球的磁场是由地球内部的______产生的。
答案:液态金属流动三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述安培环路定理的内容及其应用。
答案:安培环路定理指出,穿过闭合环路的总磁通量等于环路内通过的总电流乘以真空中的磁导率。
该定理在计算磁场分布和设计电磁设备时具有重要应用。
2. 描述洛伦兹力的公式及其物理意义。
答案:洛伦兹力的公式为F=qvBsinθ,其中F是洛伦兹力,q是电荷量,v是电荷的运动速度,B是磁场强度,θ是速度方向与磁场方向的夹角。
洛伦兹力描述了带电粒子在磁场中运动时受到的力。
3. 什么是磁通量?磁通量的大小与哪些因素有关?答案:磁通量是穿过某一面积的磁力线的数量,其大小与磁场强度、面积以及磁场方向与面积法线的夹角有关。
4. 什么是磁化?磁化过程有哪些特点?答案:磁化是指使原本没有磁性的物体获得磁性的过程。
初中物理磁学试题及答案
初中物理磁学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 磁体的南极用符号表示为:A. NB. SC. N极D. S极答案:B2. 地球是一个巨大的磁体,其磁北极位于:A. 地理北极附近B. 地理南极附近C. 赤道附近D. 无法确定答案:B3. 磁感线的方向表示:A. 电流方向B. 磁场方向C. 电子运动方向D. 磁体运动方向答案:B4. 以下哪个现象不是由磁力作用产生的:A. 指南针指向南北方向B. 磁铁吸引铁钉C. 电流通过导线产生热量D. 磁铁排斥另一磁铁答案:C5. 磁铁的磁性强弱与磁铁的:A. 形状有关B. 温度有关C. 材料有关D. 以上都有关答案:D6. 通电导线在磁场中会受到:A. 重力B. 支持力C. 磁力D. 摩擦力答案:C7. 电磁铁的优点是:A. 磁性强B. 磁性弱C. 磁性不可改变D. 磁性可改变答案:D8. 以下哪种物质不是磁性材料:A. 铁B. 钴C. 镍D. 铜答案:D9. 磁体间的相互作用遵循以下规律: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:A10. 磁悬浮列车的原理是利用:A. 磁极间的排斥力B. 磁极间的吸引力C. 空气的浮力D. 机械的推动力答案:A二、填空题(每空1分,共10分)1. 磁体的两个磁极分别是________和________。
答案:南极、北极2. 指南针能够指向南北方向是因为地球周围存在________。
答案:地磁场3. 磁感线是表示磁场方向的虚拟线,其方向与________方向一致。
答案:磁场4. 通电导线在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向的________有关。
答案:夹角5. 电磁铁的磁性强弱与通过线圈的________和线圈的________有关。
答案:电流大小、匝数三、简答题(每题5分,共10分)1. 请简述磁化现象及其原理。
答案:磁化现象是指某些物质在磁场中被磁化,从而获得磁性的过程。
磁性物理学课后答案
磁性物理学课后答案磁性物理学作为物理学的一门重要分支,涉及到电磁现象和自旋相互作用等方面的知识。
在学习的过程中,我们可能会遇到一些难题和问题,在此提供一些磁性物理学的课后答案作为参考,希望能够对大家的学习有所帮助。
问题一:什么是磁性?磁性是物质具有吸引和排斥的性质,所以具有磁性的物质可以被磁铁吸引或排斥。
磁性的来源是物质内部的自旋磁矩和轨道磁矩。
根据物质的磁性,可以将其分为顺磁性、抗磁性和铁磁性。
问题二:什么是轨道磁矩?轨道磁矩是围绕原子中心的电子轨道运动所产生的磁矩。
它的方向和大小与电子轨道的运动方式、运动的速度以及电子的电荷等因素有关。
由于电子轨道的存在,轨道磁矩是影响物质磁性的重要因素之一。
问题三:什么是自旋磁矩?自旋磁矩是由于电子自身的自旋而产生的磁矩。
电子的自旋可以看作是一个 tiny 的“旋转”,它具有磁性。
因此,具有自旋的电子在外磁场中会产生额外的能量,这被称为自旋能量。
与轨道磁矩类似,自旋磁矩也是影响物质磁性的重要因素之一。
问题四:什么是顺磁性?顺磁性是指物质对外磁场呈现出弱的磁性吸引,外磁场作用下,顺磁性物质中的自旋磁矩和轨道磁矩会被激发,进而形成一个微弱的磁矩。
顺磁性物质中的自旋和轨道磁矩是独立存在的。
问题五:什么是抗磁性?抗磁性是指物质对外磁场呈现出微弱的磁性排斥,外磁场作用下,抗磁性物质中的自旋磁矩和轨道磁矩被激发后,形成了一个微弱的磁矩,但它与外磁场的方向相反。
抗磁性物质中的自旋和轨道磁矩是相互作用的。
问题六:什么是铁磁性?铁磁性是指物质对外磁场的呈现出强的磁性吸引,外磁场作用下,铁磁性物质中的自旋磁矩和轨道磁矩会被激发,形成一个强磁矩。
铁磁性物质中的电子的自旋和轨道是相互耦合的,因此铁磁性物质在外磁场作用下表现出强的磁性。
问题七:什么是居里温度?居里温度是指物质在经历一定的温度变化后,磁化率发生易于改变的现象。
当物质被加热到一定温度以下时,其磁性会随温度升高而增强,到达一个最高点后开始急剧下降,直到变为非磁性。
初三物理磁学试题及答案
初三物理磁学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 磁体的周围存在一种物质,这种物质看不见,摸不着,但它是真实存在的,这种物质叫做()A. 磁场B. 电场C. 引力场D. 辐射场答案:A2. 磁体上磁性最强的部分叫做()A. 磁极B. 磁体C. 磁感线D. 磁力线答案:A3. 地球是一个巨大的磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,下列说法正确的是()A. 地磁北极就是地理北极B. 地磁南极就是地理南极C. 地磁北极在地理南极附近D. 地磁南极在地理北极附近答案:C4. 磁感线是描述磁场分布的一种方式,下列关于磁感线的说法正确的是()A. 磁感线是真实存在的B. 磁感线是闭合的曲线C. 磁感线越密集,磁场越弱D. 磁感线是直线答案:B5. 两个磁极之间的作用规律是()A. 同名磁极相互吸引B. 异名磁极相互排斥C. 同名磁极相互排斥D. 异名磁极相互吸引答案:D6. 磁化是指()A. 使物体带电的过程B. 使物体带磁性的过程C. 使物体失去磁性的过程D. 使物体失去电性的过程答案:B7. 通电导体周围存在磁场,这种现象称为()A. 电磁感应B. 电流的磁效应C. 磁生电D. 电生磁答案:B8. 电磁铁的优点是()A. 磁性强弱不易控制B. 磁性强弱易控制C. 磁性强弱不易改变D. 磁性强弱不易调节答案:B9. 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的开关,下列关于电磁继电器的说法正确的是()A. 电磁继电器是利用电流的磁效应工作的B. 电磁继电器是利用电流的热效应工作的C. 电磁继电器是利用电流的化学效应工作的D. 电磁继电器是利用电流的光效应工作的答案:A10. 直流电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的,下列关于直流电动机的说法正确的是()A. 直流电动机是利用电流的磁效应工作的B. 直流电动机是利用电流的热效应工作的C. 直流电动机是利用电流的化学效应工作的D. 直流电动机是利用电流的光效应工作的答案:A二、填空题(每题3分,共30分)11. 磁体的周围存在一种物质,这种物质叫做________,这种物质虽然看不见,摸不着,但它是真实存在的。
物理磁学复习题集及答案
物理磁学复习题集及答案随着学习和掌握物理磁学的深入,我们需要进行复习来巩固所学知识。
本文为你提供一份物理磁学复习题集及答案,帮助你检验自己的理解,并提供正确的解答。
一、选择题1. 磁感应强度的单位是:A. 特斯拉(T)B. 高斯(Gs)C. 流明(Lm)D. 瓦(W)答案:A2. 下列物体中,哪个不会受到磁力的作用?A. 铁块B. 电流导线C. 水银D. 镀铜线圈答案:C3. 磁通量的单位是:A. 韦伯(Wb)B. 特斯拉(T)C. 瓦(W)D. 焦耳(J)答案:A4. 在磁场中,带电粒子受到的磁力的方向由以下哪个定律确定?A. 法拉第电磁感应定律B. 洛伦兹力定律C. 麦克斯韦方程组D. 磁通量守恒定律答案:B二、填空题1. 定义了物质内部微观电流的平均方向的矢量称为_________。
答案:磁矩2. 安培环路定理是根据_________在封闭回路上的环流与该回路所包围的磁通量之间的关系而成立的。
答案:安培定理3. 当导线中的电流方向与磁场方向垂直时,导线所受到的磁力最大,遵循_________定律。
答案:左手定则4. 磁通量随时间变化产生感应电动势的现象称为_________。
答案:电磁感应三、简答题1. 解释磁场线的概念,并画出磁力线的示意图。
磁场线是描述磁场分布的线条。
在磁场中,磁力线是从北极指向南极的闭合曲线。
2. 什么是磁滞现象?它对磁性材料有什么影响?磁滞现象是磁性材料在磁化和去磁化过程中所表现出来的磁化和去磁化曲线的非线性特征。
磁滞现象会造成磁性材料在磁场中的磁化和去磁化有一定的滞后性,且存在一定的磁矩残余。
3. 什么是自感和互感?它们的单位是什么?自感是指导线中通过电流变化而产生的感应电动势。
互感是指两个或更多导线之间通过变化的磁场而产生的感应电动势。
它们的单位都是亨利(H)。
四、解答题1. 一根长度为2m的导线通有电流3A,放置在磁感应强度为0.5T 的磁场中。
求导线所受的磁力大小。
物理磁力考试题及答案
物理磁力考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 磁力线的方向是从磁铁的哪一端指向另一端?A. N极指向S极B. S极指向N极C. N极指向S极,S极指向N极D. S极指向N极,N极指向S极答案:A2. 地球磁场的磁力线分布是怎样的?A. 从地球的南极指向北极B. 从地球的北极指向南极C. 从地球的南极指向北极,再从北极指向南极D. 从地球的北极指向南极,再从南极指向北极答案:B3. 磁铁的哪一端是N极?A. 磁铁的一端B. 磁铁的另一端C. 磁铁的任意一端D. 磁铁的两端答案:A4. 磁力线是实际存在的物理实体吗?A. 是B. 否C. 有时是,有时不是D. 只有在特定条件下存在答案:B5. 磁力线在磁铁外部的分布规律是怎样的?A. 从N极到S极B. 从S极到N极C. 从N极到S极,再从S极到N极D. 从S极到N极,再从N极到S极答案:A二、填空题(每空1分,共10分)6. 磁力线是表示磁场方向和强度的______线。
答案:虚拟7. 磁铁的两个磁极分别是______极和______极。
答案:N, S8. 地球的磁场是由地球内部的______产生的。
答案:液态金属9. 磁力线在磁铁内部是从______极指向______极。
答案:S, N10. 磁力线在磁铁外部是从______极指向______极。
答案:N, S三、简答题(每题5分,共20分)11. 请简述磁力线的特点。
答案:磁力线是闭合的曲线,从磁铁的N极出发回到S极,内部从S 极指向N极,外部从N极指向S极。
磁力线的密度表示磁场的强度,密度越大,磁场越强。
12. 地球磁场对人类生活有哪些影响?答案:地球磁场保护地球免受太阳风的直接冲击,影响指南针的指向,对动物的迁徙行为有导航作用,还对电力系统和通信系统有影响。
13. 什么是磁极的同名相斥、异名相吸?答案:磁极的同名相斥指的是两个磁极的极性相同(都是N极或都是S 极)时,它们会相互排斥。
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轨道电子或未满的 f 轨道电子。
12.为什么说自由电子在经典物理图像下不会有抗磁性? 答:经典物理图像下,自由电子在磁场中会受到洛伦兹力的作用,洛伦兹力总是 与电子运动方向垂直,不会做功,从而电子的能量与磁场无关。根据经典统计, 其配分函数与磁场强度无关,由经典统计公式其磁化强度为零,所以不会有抗磁 性。
15.一磁性物质的哈密顿量是
Hˆ JSˆi Sˆ j
i, j
i
D(Sˆi )2 gl B
i
h Sˆ
2
i j
Sˆi Sˆ rij3
j
3 (rij
Sˆi )(rij r5
ij
Sˆ
j
)
简述各项的物理含义,以及各项能量极低的条件。
答:
第一项为交换作用项,当 J﹥0 时为铁磁,此时所有自旋取向一致时能量最低; 当 J﹤0 时为反铁磁,此时近邻自旋取向相反时能量最低。
理论计算结果为 1/2,而实验测量结果为 1/3; (3)无法解释磁比热贡献在温度大于居里温度时的拖尾现象
7.简述小口理论对分子场理论做了什么改进? 答:小口理论认为在居里温度附近,虽然产生自发磁化的长程有序消失了,但体 系仍然存在短程序,小口理论考虑了最近邻短程序,由此成功解释了磁比热贡献 在温度大于居里温度时的拖尾现象。
10. 请根据磁化率随温度变化关系,画图说明铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性和顺 磁性物质的区别。 答:如图所示:
11.对于磁性物质晶体,其磁性主要来自于哪些轨道上的电子?并说明理由。 答:主要来自于未满的 d 轨道电子或未满的 f 轨道电子。 因为:(1)未满的 s 或 p 轨道,在晶体中会由于形成化学键等原因,逝去或获得
2.简述电子在原子核周围形成壳层结构,需遵循哪些原则法则? 答:需遵循的原则法则依次为: (1)能量最低原则 (2)泡利不相容原理 (3)洪德法则
3.简述自由电子对物质的磁性,可以有哪些贡献? 答:可能的贡献有: (1)朗道抗磁 (2)泡利顺磁
4.简述晶体中的局域电子对物质的磁性,可能有哪些贡献? 答:可能的贡献有: (1)抗磁 (2)顺磁 (3)通过交换作用导致铁磁、反铁磁等
磁性物理学习题与解答 简答题 1.简述洪德法则的内容。 答:针对未满壳层,洪德法则的内容依次为: (1)在泡利原理许可的条件下,总自旋量子数 S 取最大值。 (2)在满足(1)的条件下,总轨道角动量量子数 L 取最大值。
Hale Waihona Puke (3)总轨道量子数 J 有两种取法:在未满壳层中,电子数少于一半是
;
电子数大于一半时
13.为什么说磁性氧化物的自发磁化不能用海森堡直接交换作用来解释? 答:磁性氧化物中的磁性离子之间被直径较大的氧离子隔开,使得磁性离子间的 电子云不可能有较大的交叠,所以其海森堡直接交换作用即使有也不可能很大, 无法用于解释磁性氧化物的自发磁化。
14.为什么说稀土族金属的自发磁化不能用海森堡直接交换作用和安德森超交换 作用来解释? 答:稀土族金属的磁性主要来自于 f 轨道电子,在晶格当中 f 轨道电子为内层电 子,格点间的电子云不可能有大的交叠,所以无法用海森堡直接交换作用解释其 磁化。而安德森超交换作用需要氧离子才能实现,金属中没有氧离子,所以不能 用安德森超交换作用解释其自发磁化。
9.根据“三中心四电子”模型,简述安德森间接交换作用(超交换作用)的物理 图像。 答:如图所示“三中心四电子”模型,基态时中间氧离子无磁性,两边磁性离子 被氧离子隔开没有直接交换作用。激发态时,中间氧离子上的电子可能跃迁到一 边的某个磁性离子上,从而成为带磁性的氧离子,可以和另一个磁性离子产生直 接交换作用。由于原来氧离子上的两个电子取向相反,跃迁走的电子的自旋取向 到达接受电子的磁性离子上必须满足洪德法则,而剩下那个电子自旋取向通过直 接交换作用与另一个磁性离子有关。为此,两个磁性离子的磁矩取向通过中间氧 离子被间接关联起来了。这就是安德森间接交换作用(超交换作用)的物理图像。
5.在磁性晶体中,为什么过渡元素的电子轨道角动量会被晶场“冻结”,而稀土 元素的电子轨道角动量不会被“冻结”。 答:因为过渡元素的磁性来自未满壳层 d 轨道上的电子,d 电子属于外层电子,
在晶体中是裸露的,容易受到晶场的影响而被冻结;而稀土元素的磁性来自 未满壳层 f 轨道上的电子,f 电子属于内层电子,在晶体中不容易受到晶场 的影响,所以不会冻结。
第二项为各向异性项,z 轴为易轴,该项要求所有自旋都躺在 z 轴上时能量最低。 第三项为塞曼能项,要求所有自旋取向与外磁场方向一致时能量最低。 第四项为偶极相互作用项,该项要求自旋磁矩总和为零、或者边界处自旋与边界
线平行时能量最低。
16.一各向同性的铁磁性薄膜,在交换作用和偶极相互作用的竞争下,平衡态会 形成怎样的自旋构形?说明理由。
8.简述海森堡直接交换作用的物体图像。 答:海森堡直接交换作用是因为在晶体中不同格点上电子的波函数在空间上有交 叠而产生的相互作用。由于电子式全同费米子,多电子系统的总波函数必须是反 对称的,这样可能有两种模式。比如,对于两个电子的情况:一是空间部分波函 数为对称的,则自旋部分波函数为反对称的单态;二是空间部分波函数为反对称 的,在自旋部分波函数为对称的三重态。如果由空间部分波函数决定的交换作用 常数大于零,此时自旋三重态情况能量更低,视为铁磁;如果交换作用常数小于 零,此时自旋单态情况能量更低视为反铁磁。
答:平衡态是涡旋自旋构形,涡旋中心位于系统的几何中心,且中心处的自旋向 垂直于薄膜平面方向翘起。 理由:在交换相互作用和偶极相互作用的竞争下,平衡态是交换作用能和偶极相 互交换作用能之和为极小的状态,涡旋状自旋构形中,既能保证近邻自旋夹角尽 可能小使交换能尽可能小,同时又能保证自旋磁矩总和接近于零,从而是能量极 小的平衡态。涡旋自旋中心处,由于涡旋不再能让近邻自旋夹角很小,导致该处 自旋往垂直膜面方向翘起以减小其交换作用能。
6.简述外斯分子场理论的成就与不足之处。 答:外斯分子场理论的成功之处主要有:唯象解释了自发磁化,成功得到第二类 顺磁的居里—外斯定律和铁磁/顺磁相变的居里温度表达式等。 不足之处主要有:(1)低温下自发磁化与温度的关系与自旋波理论的结果差别很
大,后者与实验符合较好; (2)在居里温度附近,自发磁化随温度变化的临界指数,分子场