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磁场

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第三章磁场综合复习题

1、由磁感线强度的定义式B=

IL

F

可知( ) A 、通电导线L 所在处受到磁场力F 为零,该处的磁感应强度B 也一定为零 B 、磁感应强度B 的方向与F 的方向一致 C 、该定义式只适用于匀强磁场

D 、只要满足L 很短、I 很小的条件,该定义式对任何磁场都适用

2.如图所示,通电导线均置于匀强磁场中,其中导线受安培力作用的是( )

3、如图所示是磁感受应强度B 、负电荷运动速度v 和磁场对运动电荷的作用力f 三者方向的相互关系图,其中正确的是(B 、f 和v 两两垂直)( )

4.如图所示,一水平导线通以电流I ,导线下方有一电子,初速度方向与电流平行,关于电子的运动情况,下述说法中,正确的是

( )

A .沿路径a 运动,其轨道半径越来越大

B .沿路径a 运动,其轨道半径越来越小

C .沿路径b 运动,其轨道半径越来越小

D .沿路径b 运动,其轨道半径越来越大

5.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电,让它们从匀

强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直纸面向里,以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是

( )

6.(2009·山东淄博模拟)如图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E 和匀强磁场B ,

有一个带正电的小球(电荷量为+q ,质量为m )从电磁复合场上方的某一高度处自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的电磁复合场是

( )

7、有一个带电量为+q ,重为G 的小球,从两竖直的带电平行板上方h 处自由落下,两极板间匀强磁场的磁感应强度为B ,则带电小球通过有电场和磁场的空间时( ) A 、一定做曲线运动 B 、不可能做曲线运动 C 、有可能做匀速运动 D 、有可能做匀加速直线运动

8、三个质量相同的质点a 、b 、c ,带有等量的正电荷,它们从静止开始,同时从相同高度落下,下落过程中a 、b 、c 分别进入如图所地的匀强电场、匀强磁场和真空区域中,设它们都将落到同一水平地面上,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )

A 、落地时a 的动能最大

B 、落地时a 、b 的动能一样大

C 、b 的落地时间最短

D 、b 的落地时间最长

9、如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率v=E/B 那么( ) A .带正电粒子必须沿ab 方向从左侧进入场区,才能沿直线通过 B .带负电粒子必须沿ba 方向从右侧进入场区,才能沿直线通过 C .不论粒子电性如何,沿ab 方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 D .不论粒子电性如何,沿ba 方向从右侧进入场区,都能沿直线通过

10、如图所示,a 和b 是从A 点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹,已知r a =2r b ,则由此可知

( )

A .两粒子均带正电,质量比m a /m b =4

B .两粒子均带负电,质量比m a /m b =4

C .两粒子均带正电,质量比m a /m b =1/4

D .两粒子均带负电,质量比m a /m b =1/4

第9题

第10题

11.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是

A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用

B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的

C.只有电场能对带电粒子起加速作用

D.磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动

三.论述·计算题

12.在倾角为α的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L,质量为m的导体棒,如图所示,

试问:(1)欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向.

(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方

向.

13.如图所示,导轨间的距离L=0.5 m,B=2 T,ab棒的质量m=1 kg,物块重G=3

N,ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,电源的电动势E=10 V,r=0.1 Ω,导轨的

电阻不计,ab棒电阻也不计,问R的取值范围怎样时棒处于静止状态?(g取10 m/s2)

14 如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以

与MN成30°角的同样速度v射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?

15.如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy

平面并指向纸里,磁感应强度为B.一带负电的粒子(质量为m、电荷

量为q)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正

向的夹角为θ.求:

(1)该粒子射出磁场的位置;

(2)该粒子在磁场中运动的时间.(粒子所受重力不计)16.质量为m,带电量为q的液滴以速度v沿与水平成45?角斜向上进入正交的匀强电场

和匀强磁场叠加区域,电场强度方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,如图11-4-20

所示.液滴带正电荷,在重力、电场力及磁场力共同作用下在场区做匀速直线运动.试

求:

(1)电场强度E和磁感应强度B各多大?

(2)当液滴运动到某一点A时,电场方向突然变为竖直向上,大小不改变,不考

虑因电场变化而产生的磁场的影响,此时液滴加速度多少?说明此后液滴的

运动情况.

17. 在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电荷的粒子从y轴正半轴上的M点以速度0

v

垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成?

=60

θ角射入磁场,最后

从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力。求:

(1)M、N两点间的电势差MN

U

(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;

(3)粒子从M点运动到P点的总时间t。

18.如图11-4-28所示,在直角坐标xoy的第一象限中分布着指向-y轴方向的匀强电场,在第四象限中分布着垂直纸面向里方向的匀强磁场,一个质量为m、带电+q的粒子(不计重力)在A点(0,3)以初速v0=120m/s 平行x轴射入电场区域,然后从电场区域进入磁场,又从磁场进入电场,并且只通过x轴上的P点(6,0)和Q点(8,0)各一次,已知该粒子的荷质比为q/m=108C/kg.

(1)画出带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹.

(2)求磁感强度B的大小.

图11-4-20

M

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。

两种磁场的本质和特征

两种磁场的本质和特征 电场有两种,即库仑电场和感生电场,库仑电场的数学形式是:E=Kq/rr;感生电场的数学形式是:E=BV。感生电场的数学公式中含有速度V这个物理量,而且该速度是相对观测者(所在系)的,也就是说,在运动的磁场可以产生(感生)电场,但在磁场系(或在随磁铁同速前进的观测者看来),该(感生)电场的强度永远是零。 上述观点是毋庸置疑的,而且也与事实完全相符,比如,(感生)电场的强度只能用检测电荷来测量,而当电荷与磁铁同速前进(即相对静止)时,该电荷和磁铁之间永远不可能存在力的作用!也就是说,在磁铁系,感生电场的测量值永远是零。 我们不得不考虑另一个问题,电荷自身的电场(或称之为库仑电场)的强度与参照系的选择有关系吗?在电磁学中的库仑电场的数学形式为:E=Kq/rr,其中没有速度V这个物理量,是否可以认为,电荷自身的电场与参照系无关呢?不能这样简单处理,而且电磁学自身也将该公式归类于“静电学”之中。 一旦电荷运动起来,其周围的电场会是什么样子?只要我们翻开任何一本《经典电动力学》就可以找到答案和相应的公式。该公式中出现了速度这个物理量!静止电荷周围的库仑电场是“球对称”的。但在《经典电动力学》中,运动电荷周围的电场不再“球对称”了!在运动电荷的速度方向上的电力线密度会随着速度的增大而减小,而在于运动电荷的速度垂直的方向上的电力线的密度会随着速度的增大而增大! 在《相对论》中,也有运动电荷周围电场强度的公式,其数学形式与《经典电动力学》中的数学形式几乎一模一样!但这两个体系中的“同一个公式”却有着本质区别!《经典电动力学》中公式里的速度是相对“绝对静止系”(或绝对空间)的,而《相对论》中公式里的速度是相对观测者(所在系)的。即相对论认为:在(运动速度)不同的观测者看来,同一个电荷周围的电场强度是不同的!而如此荒唐的结论在《经典电动力学》中是不会出现的。但是,各种寻找“绝对静止系”实验的失败使经典电动力学受到重创。 既然《经典电动力学》和《相对论》都认为运动电荷周围的电场和静止电荷周围的电场不同,而且它们给出的“运动电荷周围的电场”的数学公式又一样,这似乎也说明,公式本身是毋庸置疑的。运动电荷周围的电场为什么会改变(与静止时比)?道理很简单!因为匀速运动的“匀强”电场会产生“恒定的”磁场,而电荷周围的(库仑)电场并非“匀强电场”,因此,匀速运动的电荷必然要产生“变化的”磁场,而该“变化的”磁场必然要产生“感生电场”,而该“感生电场”和电荷周围的“库仑电场”叠加后,正好就是上述公式中的“运动电荷周围的电场”!关键问题是,该公式中的速度V是电荷相对何参照系的速度?该速度V即非相对“绝对静止系”的也非相对“观测者”的,而应该是相对地球的! 下面我们开始研究磁场。 磁场也有两种,即运动电荷产生的“感生磁场”和磁铁周围的磁场。磁铁的磁场从本质上讲也是“感生磁场”,是由磁铁内部的“环形分子电流”产生的。我们可以用电磁铁(模型)来代替磁铁。

高等电磁场理论

高等电磁场理论 教学目的:光学、电子科学与技术和信息与通讯工程等专业研究生的理论基础课。内容提要: 第一章电磁场理论基本方程 第一节麦克斯韦方程 第二节物质的电磁特性 第三节边界条件与辐射条件 第四节波动方程 第五节辅助位函数极其方程 第六节赫兹矢量 第七节电磁能量和能流 第二章基本原理和定理 第一节亥姆霍兹定理 第二节唯一性定理 第三节镜像原理 第四节等效原理 第五节感应原理 第六节巴比涅原理 第七节互易原理 第三章基本波函数 第一节标量波函数 第二节平面波、柱面波和球面波用标量基本波函数展开 第三节理想导电圆柱对平面波的散射 第四节理想导电圆柱对柱面波的散射 第五节理想导电劈对柱面波的散射 第六节理想导电圆筒上的孔隙辐射 第七节理想导电圆球对平面波的散射 第八节理想导电圆球对柱面波的散射 第九节分层介质中的波 第十节矢量波函数

第四章波动方程的积分解 第一节非齐次标量亥姆霍兹方程的积分解第二节非齐次矢量亥姆霍兹方程的积分解第三节辐射场与辐射矢量 第四节口径辐射场 第五节电场与磁场积分方程 第五章格林函数 第一节标量格林函数 第二节用镜像法标量格林函数 第三节标量格林函数的本征函数展开法 第四节标量格林函数的傅里叶变换解法 第五节并矢与并矢函数 第六节自由空间的并矢格林函数 第七节有界空间的并矢格林函数 第八节用镜像法建立半空间的并矢格林函数第九节并矢格林函数的本征函数展开 第六章导行电磁波 第一节规则波导中的场和参量 第二节模式的正交性 第三节规则波导中的能量和功率 第四节常用规则波导举例 第五节规则波导的一般分析 第六节波导的损耗 第七节波导的激励 第八节纵截面电模和磁模 第九节部分介质填充的矩形波导 第十节微带传输线 第十一节耦合微带线 第十二节介质波导 第十三节波导和微带不连续性的近似分析第十四节其它微波毫米波传输线简介

《磁场》教学设计

《磁场》教学设计 教学目标 知识与技能: 1、知道磁体周围存在磁场。知道磁的应用。 2、知道磁感线可以用来形象地描述磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的。 3、知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极。 过程与方法 1、观察磁体之间的相互作用,感知磁场的存在。 2、经历实验观察、总结类比的过程。学习从物理现象和实验中归纳规律,初步 认识科学研究方法的重要性。 情感态度与价值观 1、使学生经历分析、观察的过程中体会到学习探究的乐趣。 2、通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就,增强学生的民族自豪感,进一步提高学习物理的兴趣。 教材分析 磁场这个概念,是本章学习内容的基础,是初中物理教学的难点。磁感线是人类设计的用来描述磁场的,磁场的基本元素都用它表述出来了,这是本章后续学习的基础。因此,磁场的存在,用磁感线描述磁场的分布是本节的教学重点,如何认识磁场的存在,明确引入磁感线的实际意义是本节的教学难点。 学情分析 学生对于磁场的认识,仅仅停留在磁铁能吸引铁,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引这些看得见、摸得着的现象上。学生从看得见、摸得着的声、光、热想象的学习,过渡到直接看不见、摸不着的电磁现象的学习,是要有一个适应过程的。学生对于转换法,建立物理模型的科学研究方法还很不熟悉,真正理解也需要一个过程。因此,本节内容学生学习的最大困难:一是利用转换法,通过对放入磁场中的多个小磁针的受力情况来认识磁场;二是通过建立物理模型,利用磁感线来描述磁场。 教学策略设计 由于学生最擅长的是形象思维,但是,对于物理概念和基本规律的归纳总结,又需要严密的逻辑推理和抽象思维过程。为了很好的帮学生将这两个思维过程进行衔接过渡,特采用以下教学策略: 1、对学生已经熟悉的知识进行回顾:空气流动形成的风使小树弯腰,电流通过白炽灯灯丝使其发光,让学生理解转换法的实质:是把看不见摸不着的物质,通过它对其它物质产生的效应,转化为看得见摸得着的现象,来间接的认识该种物质的科学研究方法。对磁场这种看不见摸不着的物质,同样也可以用这种方法来认识它。 2、创设情景:磁铁使小磁针的指向发生变化,不同位置的指向不同。引导学生利用转换法来认识磁场的客观存在和磁场是有方向的。 3、对光线这种物理模型进行分析:用带箭头的射线来描述光源发出的光线,以常见的点光源白炽灯为例,在黑板上画出白炽灯周围的光线分布情况,向四周发散,向学生说明箭头的指向表示光的传播方向,射线的疏密表示出了光的强弱,离白炽灯越远,射线越稀疏,光越弱,白炽灯周围本来没有带箭头的射线,这是为了研究光的性质,让人类的知识能够通过纸质的文字图片传承下去,根据光的现象和性质进行抽象,而人为的画上去的,这就是建立物理模型——光线。同样

(word完整版)高三磁场复习(经典)

突破点(一) 对磁感应强度的理解 1.理解磁感应强度的三点注意事项 (1)磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式B =F IL 认为B 与F 成正比,与IL 成反比。 (2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入,如果平行磁场放入,则所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零。 (3)磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针N 极的受力方向,也是自由转动的小磁针静止时N 极的指向。 2.磁感应强度B 与电场强度E 的比较 磁感应强度B 电场强度E 物理意义 描述磁场强弱的物理量 描述电场强弱的物理量 定义式 B =F IL (L 与B 垂直) E = F q 方向 磁感线切线方向,小磁针N 极受力方向(静止时N 极所指方向) 电场线切线方向,正电荷受力方向 大小决定因素 由磁场决定,与电流元无关 由电场决定,与检验电荷无关 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 合电场强度等于各电场的电场强度的矢量和 (1)在地理两极附近磁场最强,赤道处磁场最弱。 (2)地磁场的N 极在地理南极附近,地磁场的S 极在地理北极附近。 (3)在赤道平面(地磁场的中性面)附近,距离地球表面相等的各点,地磁场的强弱程度相同,且方向水平。 突破点(二) 安培定则的应用与磁场的叠加 1.常见磁体的磁感线

2.电流的磁场及安培定则 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 安培定则 立体图 横截面图 特点 无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱 两侧是N 极和S 极,与条形磁体的磁场类似,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场 两侧是N 极和S 极,圆环内侧,离导线越近,磁场越强;圆环外侧离圆环越远,磁场越弱 在运用安培定则时应分清“因”和“果”,电流是“因”,磁场是“果”,既可以由“因”判断“果”,也可以由“果”追溯“因”。 原因(电流方向) 结果(磁场方向) 直线电流的磁场 大拇指 四指 环形电流的磁场 四指 大拇指 4磁感应强度为矢量,合成与分解遵循平行四边形定则。 突破点(三) 判定安培力作用下导体的运动 1.判定导体运动情况的基本思路 判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况,进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。 2.五种常用判定方法 电流元法 分割为电流元――→左手定则 安培力方向―→整段导体所受合力方向―→运动方向 特殊位置法 在特殊位置―→安培力方向―→运动方向

电磁场课程设计

1. 课程设计的目的与作用 1.1 设计目的: 电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂,将Maxwell 软件引入教学中,通过对典型电磁产品的仿真设计,并模拟电磁场的特性,将理论与实践有效结合,强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用,提高教学质量。 1.2 设计作用: 通过电磁场与电磁波课程设计,让同学了解求解电磁场常用的工具和解题技巧。和熟悉电磁场领域常用软件ANSoF建模过程,熟练掌握MAXWEL方程的建立,通过对典型电磁产品的仿真设计,并模拟电磁场的特性,将理论与实践有效结合。 2. 设计任务及所用Maxwell 软件环境介绍 2.1 设计任务: 总体要求:熟练使用Ansoft Maxwell 仿真软件,对电场、磁场进行分析,了解所做题目的原理。利用AnSoft MaXWeIl软件仿真简单的电场及磁场分布,画出电场矢量E线图、磁感应强度 B 线图,并对仿真结果进行分析、总结。 2.2MaXWell 软件环境: AnSoft MaXWell 软件特点:AnSoft MaXWell 是低频电磁场有限元仿真软件,在工程电磁领域有广泛的应用。它基于麦克斯韦微分方程,采用有限元离散形式,将工 程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解,使用领域遍及电器、机械、石油化工、汽 车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、等众多行业,为各领域的科学研究和工程应用作出了巨大的贡献。

3电磁模型的建立 3.1 :建模(MOdeI) PrOjeCt > In Sert MaXWeIl 3D DeSig n File>Save as> Dipole antenna (工程命名为“ Dipole antenna ”)选择求解器类型:MaXWeIl > Solution Type> Eddy CUrre nt 设置几何尺寸单位: Modeler > Units > SeIeCt Units: m (meters) 创建线圈 Draw>Torus 中心点:(0,0,0) 输入线圈的内径:(0.0095,0,0) 输入线圈的外径:(0.001,0,0)

超高磁场(1GHz)高解析度固态 NMR.

超高磁場(1GHz)高解析度固態NMR 諸柏仁 國立中央大學化學系 摘要:超高磁場的不穩及不均勻性限制高解析度NMR的進展。本文淺論幾可能的解決方法,並以零量子 光譜方法解除磁場不穩及不均勻的限制加以說明。最末提出幾個可能在超高磁場下能獲益的磁共振研究 課題。 諸柏仁 1980年台灣大學化學系畢業,1987年獲美國愛荷華州立大學物理化學博士,於 1988年進入德州農工大學化學系任教,1991年至飛利普石油公司任職研究 Metallocene高分子,1993年回國立中央大學執教。研究興趣在固態核磁共振方法 的開發應用,以及新型光電性能高分子的合成及物性研究。NMR最主要的貢獻是 由不同磁自旋作用力由譜線型分析瞭解材料內的電子能態和原子分子動力行為。 在光電性能高分子的研究上發現超高離子導體及高度光學效能的環狀聚烯 (COC)。目前有11項中、美及世界專利,超過50篇文獻發表在國際知名期刊上。 E-mail:pjchu@https://www.wendangku.net/doc/4f4118394.html,.tw 背景 高磁場下的磁共振光譜,展現高解析、高敏度及高化學位移分辨等優點。這對於研究複雜的分子系統的結構和分子動力NMR將作出諸多重大的貢獻。此外頗多的物理現象只能在強磁場下觀察,闢如磁場誘導的分子排列,相轉變等。四極矩原子核作用在高磁場下的微擾減少使光譜更具指標性。近年來由於新的超導材料的開發,上臨界場(H C2)逐漸提高1。目前商用核磁共振儀的最高磁場強為21Testa(質子頻率900MHz)。預估在短期內欲獲得超過23T的穩定超導體磁場,在磁場的構 建技術上必須使用創新的超導材料配合新的磁場的設CHEMISTRY (THE CHINESE CHEM. SOC., TAIPEI) Mar. 2001 Vol. 59, No.1, pp. 123~126

磁体与磁场-练习

《磁体与磁场》专项练习 1.磁体上 叫做磁极,一个磁体具有 个磁极,它们分别是 极和 极。 2.把条形磁铁从中间断为两段,那么这两个断面再靠近时, 将 ;如图将喇叭上的圆形磁铁截断后,再让原 断处相对,两半磁铁之间将 (选填“相互吸引” 或“相互排斥”或“不发生相互作用”)。 3.具有软磁性、硬磁性或其它电磁特性的材料统称为磁性材料,磁性材料在现代生活 和科学技术中得到广泛应用,请你举两个例子(1) (2) 。 4.如图所示,磁铁吸住两根铁钉的一端, 那么这两根铁钉的另一端将 ( ) A .互相吸引,如图甲 B .互相排斥,如图乙 C .既不吸引也不排斥,如图丙 D .以上三种情况都有可能 5.两根缝衣针甲和乙,当把甲针用细线悬挂后,再用乙针尖端接近甲针尖端时,发现 甲针尖端向乙针尖端靠拢,由这个现象可以判断 ( ) A .甲针有磁性 B .乙针有磁性 C .两针都有磁性 D .两针中至少有一针有磁性 6.甲、乙两个磁极之间有一个小磁针,小磁针静止时的指向如图所示。那么( ) A .甲、乙都是N 极 B .甲、乙都是S 极 C .甲是N 极,乙是S 极 D .甲是S 极,乙是N 极 7.小明用水平放置的一根条形磁针的一端吸起一根较小的铁钉,如图所示,若他用一 根同样的条形磁铁的S 极与原来的磁铁N 极靠近合并时,将看到的现象是 ( ) A .铁钉的尖端被吸向右端磁铁 B .铁钉将落下 C .铁钉的尖端被向左端磁铁 D .铁钉被吸得更牢 8.如图,在弹簧测力计下端吊一块条形磁铁,将弹簧测力计 水平向右移动时,弹簧测力计的示数将 ( ) A .逐渐变大 B .逐渐变小 C .先变小后变大 D .先变大后变小 9.有一条形铁块,上面的标记已模糊不清,你能用两种方法判断它是否具有磁性吗试 试看。 甲 乙 甲 乙

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:

高中磁场知识点及规律总结

高中磁场知识点及规律总结 一、磁现象和磁场 1、磁场:磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质.它的基本特性是:对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用. 2、磁现象的电本质:运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用, 所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用. 3.磁场的方向:规定:在磁场中任意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那一点的磁场方向。 二、磁感应强度 1、 表示磁场强弱的物理量.是矢量. 2、 大小:B=F/Il (电流方向与磁感线垂直时的公式). 3、 方向:左手定则:是磁感线的切线方向;是小磁针N 极受力方向;是小磁针静止时N 极的指向.不是导线受力方向;不是正电荷受力方向;也不是电流方向. 4、 单位:牛/安米,也叫特斯拉,国际单位制单位符号T . 5、 点定B 定:就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值. 6、 匀强磁场的磁感应强度处处相等. 7、 磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强 度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则. 三、几种常见的磁场 (一)、 磁感线 ⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。 ⒉磁感线是闭合曲线???→→极极磁体的内部极 极磁体的外部N S S N ⒊磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强。

⒋磁感线不相交也不想切。 5.匀强磁场的磁感线平行且距离相等.没有画出磁感线的地方不一定没有磁场. 6.磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。 7.(环形电流磁场)安培定则: a.用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的的就是磁感线环绕的向; b.其磁感线是内密外疏的同心圆。 8.(通电螺线管)安培定则: a.让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是螺线管内部磁场的磁感线方向; b.通电螺线管的磁场相当于条形磁铁的磁场 9. 熟记常用的几种磁场的磁感线: (二)、匀强磁场 1、磁感线的方向反映了磁感强度的方向,磁感线的疏密反映了磁感强度的大小。 2、磁感应强度的大小和方向处处相同的区域,叫匀强磁场。其磁感线平行且等距。 例:长的通电螺线管内部的磁场、两个靠得很近的异名磁极间的磁场都是匀强磁场。 3、如用B=F/(I·L)测定非匀强磁场的磁感应强度时,所取导线应足够短,以能反映该位 置的磁场为匀强。 (三)、磁通量(Φ) 1.磁通量Φ:穿过某一面积磁力线条数,是标量. 2.磁通密度B:垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数,即磁感应强度,是矢量. 3.二者关系:B=Φ/S(当B与面垂直时),Φ=BScosθ,Scosθ为面积垂直于B方向上的投影,θ是B与S法线的夹角.

磁体磁场知识点

磁体磁场知识点 一、认识磁体 1.磁性:物体具有吸引_____、_____、______等物质的性质,就说此物体具有磁性 2.磁体:有磁性的物体叫做________。 磁体可分为____ ___磁体和__ ___磁体。 3.磁极:磁体上___________的部分叫做磁极。 注:任何磁体都有个磁极,一个叫______,也叫极;一个叫_______,也叫极。磁体具有指向_________的性质。__________就是根据磁体的指向性原理工作的。 南极(S极):。北极(N极):。 4.磁极之间的作用规律:同名磁极互相_______,异名磁极相互________. 5.磁化:______________________________________________________________. 磁化后不能保留磁性的物质叫做_______磁性物质,磁化后能够保留磁性的物质叫做___磁性物质。我们常用_____制造永磁体。 二、用小磁针探究磁体周围的磁场 1.磁场:是一种______、_______的特殊物质,它是_____存在的。 磁体间的相互作用是通过传递的。 磁场的基本性质 ....就是对放入其中的磁体产生磁的作用。 2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的______会产生______的作用。 磁场具有方向性,物理学中规定,小磁针静止后,小磁针极的指向为点的磁场方向。 3.磁场的方向:规定小磁针______时,_____极的指向就是该点的磁场方向。 ▲活动:用小磁针探究磁体周围的磁场 现象:在磁体周围不同的位置放上很多小磁针,不同位置小磁针的指向不同 说明:磁场中不同位置的磁场方向是________(填“相同”或“不同”) 【我们怎样知道磁体周围更多点的磁场方向?】 ▲活动:用铁屑探究磁体周围的磁场 现象:用铁屑代替小磁针探究条形磁体(蹄形磁体、同名磁极、异名磁极间)的磁场。 归纳。引入磁感线:形象地描述空间磁场分布和方向的曲线。 1.磁感线的方向:在磁体外部,磁感线从磁体_____极出发回到磁体_____极。 2.磁场越强的地方,磁感线分布越密集,磁感线上任意一点的切线方向表示该点的____方向.活动九:用磁感线描述条形磁体、蹄形磁体、同名磁极和异名磁极间的磁场。 (三)地磁场:地球本身是一个巨大的磁体, 地球周围空间存在的磁场叫做______场. 地磁北极在地理____极附近,地理南极在地磁_____极附近 阅读:地磁两极和地理两极并不重合(磁偏角);我国宋代学者是最早发现磁偏角存在的人

地磁磁场的基本特征及应用

地磁磁场的基本特征及应用 地球磁场:地球周围存在的磁场,包括磁层顶以下的固体地球内部和外部所有场源产生的磁场。地球磁场不是孤立的,它受到外界扰动的影响,宇宙飞船就已经探测到太阳风的存在。因为太阳风是一种等离子体,所以它也有磁场,太阳风磁场对地球磁场施加作用,好像要把地球磁场从地球上吹走似的。尽管这样,地球磁场仍有效地阻止了太阳风长驱直入。在地球磁场的反抗下,太阳风绕过地球磁场,继续向前运动,于是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域,这就是磁层。 地球磁层位于距大气层顶600~1000公里高处,磁层的外边界叫磁层顶,离地面5~7万公里。在太阳风的压缩下,地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远,形成一条长长的尾巴,称为磁尾。在磁赤道附近,有一个特殊的界面,在界面两边,磁力线突然改变方向,此界面称为中性片。中性片上的磁场强度微乎其微,厚度大约有1000公里。中性片将磁尾部分成两部分:北面的磁力线向着地球,南面的磁力线离开地球。 地磁学:是研究地磁场的时间变化、空间分布、起源及其规律的学科。固体地球物理学的一个分支。

时间范围:已可追溯到太古代(约35亿年前)——现代 空间范围:从地核至磁层边界(磁层顶),磁层离地心最近的距离: 8~ 13个地球半径组成和变化规律及应用: 磁偶极子:带等量异号磁量的两个磁荷,如果观测点距离远大于它们之间的距离,那么这两个磁荷组成的系统称为磁偶极子。 地磁场的构成 地球磁场近似于一个置于地心的同轴偶极子的磁场。这是地球磁场的基本特征。这个偶极子的磁轴和地轴斜交一个角度,。如图1.1所示,N、S 分别表示地磁北极和地磁南极。按磁性来说,地磁两极和磁针两极正好相反。同时,磁极的位置并不是固定的,每年会移动数英里,两个磁极的移动彼此之间是独立的,关于地磁极的概念有两种不同的思路和结果:理论的和实测的。理论的地磁极是从地球基本磁场中的偶极子磁场出发的。实测的地磁极是从全球地磁图(等偏角地磁图和等倾角地磁图)上找出的磁倾角为90°的两个小区域,这两个地点不在地球同一直径的两端,大约偏离2500千米。由

边界单元法全空间无解析奇点重磁场正演

Abstract The forward problem is to calculate the distribution attribute (abnormal feature and size) of the field in the observation point by the known properties of the field source (physical property and geometric size), and the inverse problem is to calculate the property of the source by the distribution attribute of the known field in the observation point. Forward is the basis of inversion, so it is essential for forward in the gravity and magnetic survey. There are two kinds of complex object forward methods in the gravity and magnetic field, which mainly are the finite element method and the boundary element method. The finite element method has its obvious advantages for the inhomogeneous physical property in the gravity and magnetic field, and the boundary element method has its obvious advantages to the homogeneous forward in the gravity and magnetic field. Because of the less external surface of the field source, compared with the finite element method, it has the characteritics of less calculation, high velocity. In the traditional analytic formula of forward, the "analytic singularity" problem exists in both the finite element method and the boundary element method. In recent years, many scholars have studied more about the forward problem without "analytic singularity" of the finite element method in the gravity and magnetic field, and have obtained the forward formula without "analytic singularity" in the point element method and the surface element method in the gravity and magnetic field. However, there is less research on the forward calculation formula without "analytic singularity" of the boundary element method in the whole space. This paper will study this problem. The basic idea of the forward of the boundary element method in the gravity and magnetic field is to convert the volume integral of complex object into surface integral by Gauss formula, and then transform the surface of the field into parallel with the coordinate plane through coordinate rotation, and use the trapezoid model to the solve surface integral directly. Finally, the whole gravity and magnetic field can be obtained by cumulative sum. By analyzing the forward formula of the traditional boundary element method in the gravity and magnetic field, this paper finds out the cause of "analytic singularity" in the boundary element method. Through the study of the value domain of the natural logarithmic function and the arc ii

-磁场教学设计

《磁场》教学设计 【一】教材分析 1教材地位和作用 《磁场》是人教版义务教育课程标准实验教科书八年级下册第九章《电与磁》的第二节内容。磁场是电磁学里的一个基本概念,深刻认识它有利于理解“电与磁”的相互作用规律,对于初学者来说,磁场又是一个非常抽象的概念,因此本节教学内容既是本章的教学重点,又是本章的教学难点。 本节所研究的“磁场”是看不见、摸不着的,因此可以通过它对其它物体的作用来认识它,这是一种“转换法”的应用。而通过用带箭头的曲线画出每一个小磁针静止时北极的指向,来描述“磁场”则用到了“模型法”。利用表面看似无序的小磁针的指向,找到其本质——磁场有序的指向性,即磁场方向,这充分体现了“模型法”的长处。因此这一节课无论在知识学习上还是培养学生的能力上都有着十分重要的作用。 【二】学情分析 对于磁现象,学生在小学自然课中已有接触,且他们的感性体验也较丰富,学习起来不困难。但磁场的存在、用磁感线描述磁场是全新的内容,初中学生又是首次接触“场”这个概念,学习的难度较大。这些内容对学生抽象思维能力的要求比较高,因此是学习的难点。磁场既是本章内容的核心,同时又是贯穿本章内容的主要线索。 【三】教学目标 知识与技能 (1)知道磁体周围存在磁场; (2)知道磁感线可以用来形象地描述磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的;(3)知道地球周围有磁场以及地磁场的南北极。 过程与方法 (1)观察磁体之间的相互作用,感知磁场的存在; (2)通过亲历“磁场”概念和磁感线的建立过程,进一步明确“类比法”、“转换法”、“理想模型法”等科学思维方法。 情感、态度与价值观 通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就,进一步提高学习物理的兴趣。【四】重点与难点的确立 重点:磁场的概念。 难点:磁场和磁感线。 【五】教法与学法 通过亲历“磁场”概念和磁感线的建立过程,使抽象内容具体化 【六】教学器材 磁体、铁屑、立体磁感线模型、透明薄玻璃板、多媒体课件、探究卷等。【七】教学过程

磁体与磁场教案

总第课时 课题磁体与磁场(一) 教学目标: 一、知识与技能 (1)通过磁铁等磁性物质,感知物质的磁性和磁化现象。 (2)认识磁场及其方向性,初步知道磁体的磁场分布状况; (3)能探究出磁极间的相互作用。 二、过程与方法 (1)学会通过观察实验,得出科学结论的方法; (2)通过观察物理现象的过程,能简单描述观察到的物理现象的主要 特征,增强观察能力; (3)学会利用铁屑、小磁针来研究磁场,从而进一步抽象出磁感应线 描述磁场的方法。 三、情感态度与价值观 (1)培养学生养成实事求是、尊重自然规律的科学态度; (2)让学生在解决问题中增强克服困难的信心和决心; (3)激发学生民族自豪感与振兴科学的民族责任感。 教学重点: 磁极间相互作用;磁场;探究磁场分布的过程。 教学难点: 探究磁场分布的过程、磁场的理解. 教学方法: 实验探究、分析讲解、自主训练 教学器具: 玻璃水盆一只、马蹄形磁体、几张纸。 教学过程: 一、自主检查(实验) 生甲:磁体能够吸引大头针、硬币等物体。 师:能吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。 生乙:磁体的两端吸引的大头针多,说明 师:我们把磁体上磁性最强的两端称为磁极,一端叫北(N 端叫南(S)极。

生丙:把两个北(N)极或两个南(S)极靠近,发现它们相互排斥, 把一个北(N)极和一个南(S)极靠近,发现他们相互吸引。师:我们能不能用一句话来概括它们的相互作用规律呢? 生丙:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 师:用被磁体吸引过的大头针去靠近别的大头针会发现什么现象?生齐答:相吸。 师:像大头针这样原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。师:磁体对物体发生作用一定要直接接触吗? 生齐答:不要。 师:那磁体靠什么物质传递力的作用呢? 生:磁场。 师:磁场是一种存在于磁体周围,看不见也摸不着的物质,我们用什么方法可以探知它的存在、它的强弱呢? 师:请你将小磁针放在条形磁体的不同位置,观察小磁针N极的指向一致吗?有什么规律? 生:磁场中不同位置小磁针N极指向不同,说明磁场是有方向的。师:磁场的方向就用放在该处的小磁针静止时N极的指向表示 小结:怎样判断物体是否具有磁性? 二、自主检查 1.l.7万吨海南沙子用于北京奥运会沙滩排球场地。“磁选”是对沙子进行处理的工序之一,“磁选”是选走沙子中的: A.粗的沙子和小石块 B.铁钉、铁片 C.玻璃和塑料碎片 D.铜、铝碎片 2.如下图所示,一条形磁铁的周围放着能自由转动的小磁针 甲、乙、丙、丁,这四根磁针静止时磁极指向画错的是(磁针的黑端表示N极) () A.磁针甲B.磁针乙C.磁针丙D.磁针丁 3.判断两根钢条甲和乙是否有磁性时,可将它们的一端靠近小磁针的N极或S极.当钢条甲靠近时,小磁针自动远离;当钢条乙靠近时,小磁针自动接近.由此可知() A.两根钢条均有磁性B.两根钢条均无磁性

高中磁场磁聚焦(带问题详解)

磁聚焦 当圆形磁场的半径与圆轨迹半径相等时,存在两条特殊规律; 规律一:带电粒子从圆形有界磁场边界上某点射入磁场,如果圆形磁场的半径与圆轨迹半径相等,则粒子的出射速度方向与圆形磁场上入射点的切线方向平行,如甲图所示。 规律二:平行射入圆形有界磁场的相同带电粒 子,如果圆形磁场的半径与圆轨迹半径相等,则所 有粒子都从磁场边界上的同一点射出,并且出射点 的切线与入射速度方向平行,如乙图所示。 1、在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电,电荷量为q,质量为m,速度为v的粒子,不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动以下说法正确的是() A.只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN上 B.对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线不一定过圆心 C.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,时间也越长 D.只要速度满足 qBR v m ,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上 2、如图所示,长方形abed的长ad=0.6m,宽ab=0.3m,O、e分别是ad、bc的中点,以e为圆心eb为半径的四分之一圆弧和以O为圆心Od为半径的四分之一圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、 质量m=3×10-7kg、电荷量q=+2×10-3C的带正电粒子以速度 v=5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射人磁场区域,则下列判断 正确的是() A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边 B.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边 C.从Od边射入的粒子,出射点分布在ab边 D.从ad边射人的粒子,出射点全部通过b点

磁现象-磁场教学设计

20.1 磁现象、磁场教案 景燕霞 教学目标: 知识与技能 1.理解概念磁体、磁性、磁极、磁化、磁场、磁感线、地磁场。 2.掌握磁极的存在,属性,磁极间力的作用规律。 3.掌握磁场的存在,属性,理解磁感线的概念,会用磁感线描述磁场。 过程与方法: 1.选用奇妙故事——司南应用激发学生兴趣引入磁学世界。 2.通过设问,导读,释疑,实验,练习等方法引导学生步步深入理解概念,发现规律。 情感态度和价值观: 1.通过司南运用故事激发学生热爱科学、探求真理的欲望。 2.通过设问、导读、分析、释疑、实验等方法突显老师引导,学生合作探究,理解概念,发现规律。 3.通过多种方法激发,引导学生,发现问题,分析思考,合作探究,解决问题的能力与培养合作意识。 教学重点: 1.概念:磁体、磁性、磁极、磁化、磁场、磁感线。 2.磁极间力的作用规律,磁极的命名。 3.磁场的存在、显示、属性,磁感线对磁场的描述。 教学难点: 1.磁化的概念,磁性材料的分类及区别。 2.磁场的概念,磁场的显示和描述,条形磁铁、马蹄形磁铁、地磁场的分布。 3.磁感线的分布特点,磁场的方向与强弱。 教材分析: 本节课是电磁学的开篇,电磁学在整个初中物理学中具有基础性地位,概念抽象,规律难得,面对初中学生抽象思维薄弱的特点,运用类比、经验、实验、画图等比较直观的方法,展示给学生,,以降低学生探究理解的学习难度。 学法指导: 根据设问,积极思考,自读教材,结合自己经验思考理解,在小组间交流心得,讲出疑难,共同探究。难以解决的问题,交给老师。 器材:条形磁铁、马蹄形磁体、指南针。 教学过程设计 情境引入:

公元843年,一只帆船从浙江温州出发,穿越茫茫大海,日夜兼程,没有航标,没有明确航道,聪明的中国人用司南指示方向,司南就是罗盘,现代人叫指南针。 黑板展示问题,让学生思考阅读教材。(三分钟) 一.磁现象 1.磁体: 2.磁性: 3.磁极: 4.磁化: 释疑小结:区别磁体与非磁体,看物体是否能吸引铁、钴、镍等物质。磁体上不同的点吸铁能力不同,最强的两个地方就是磁体的两极。磁化指物体利用磁铁或电流使物体获得磁性的过程。(缝衣针在磁铁上沿一个方向磨几次,就被磁化,获得磁性) 二.磁极间的相互作用 实验 1.一把小刀,放在条形磁体两端,由条形磁体两端向中央靠近,观察小刀受力大小有无差别,说明什么?小 组讨论(磁极在磁体最突出的两个尖端)。 2.小磁针静止在桌面上时,观察指针总在南北方向(规定指针指北一极叫北极N,指南一极叫南极S) 3.取一样两块条形磁铁,异名磁极间(吸引),同名磁极间(排斥)。 练习:两根外形完全相同的钢棒,其中的一根有磁性,另一根无磁性。没有别的器材,你如何把它们区分开来? 教师演示实验,学生细心观察,总结规律,得出结论。 三.磁化 1.概念:物体通过磁体或电流获得磁性的过程。 2.磁性材料:能被磁化的物质。 永磁材料:钢磁性稳定,保持时间长。 软磁材料:铁磁性不稳定,保持时间短。 应用:磁带、磁卡电磁起重机、磁悬浮列车······ 四.磁场 问题:把小磁针拿到一个磁体附近,它会发生偏转,磁针和磁体并未接触,怎么会有力的作用呢.? 1.磁场是什么?磁场有什么属性? 2. 磁场怎样反映? 3. 磁场怎样形象直观的描述? 给同学们三分钟时间阅读教材。

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