08.磁学基础知识
引言
?无论是电子技术、电力技术、通信技术、还是空间技术、计算技术、生物技术，乃至家用电器，磁学和磁性材料都是不可缺少的重要部分。
?从1902年P.塞曼和H.A.洛伦兹获得诺贝尔奖，到1998年华裔的崔琦先生获诺贝尔物理学奖，至少有24次诺贝尔奖得主在磁学领域作出了杰出的贡献；
?公元前2500年我国已有磁性指南——司南的记载，其开创了人类对磁学和磁性材料研究的先河；
?以磁科学进行研究的创始者当数吉尔伯特，后经安培、奥斯特、法拉第等人开创性的发现和发明，初步奠定了磁学科学的基础。
?从1900年到1930年，先后确立了金属电子论、顺磁性理论、分子磁场、磁畴概念、X射线衍射分析、原子磁矩、电子自旋、波动力学、铁磁性体理论、金属电子量子论、电子显微镜等相关的的理论。从而形成了完整的磁学科学体系。在此后的20~30年间，出现了种类繁多的磁性材料。
?我国的磁学前辈当数叶企孙（1924年从美国哈佛大学获博士学位回国）、施汝为先生（1931年在国内发表了第一篇磁学研究论文），现我国已有十余所高校、十几个研究所及几百个生产企业从事磁学研究、教学和生产。
磁性材料是电子功能材料中极其重要的一类，已成为现代工业和科学技术的支撑性材料之一；
广泛应用于通信、自动化、电机、仪器仪表、广播电视、计算机、家用电器以及医疗卫生等领域，如各类变压器、电感器、滤波器、磁头和磁盘、各类磁体、换能器以及微波器件等；
这类材料按其导电性差异，可分为金属和铁氧体磁性材料两大类；按其磁性能差异，又可分为软磁、永磁、旋磁、压磁以及磁光材料等类别。
?应用：精密的仪器仪表；电讯、电声器件；工业设备；控制器件；其它器件。?作用原理
利用永磁材料在给定
的空间产生一定的磁
场强度；
利用永磁合金的磁滞
特性产生转动矩，使
电能转化为机械能。?特点
充磁后，去掉外磁场
后仍可保留磁性。
?磁性材料是功能材料的重要分支；
?磁性元器件具有转换、传递、处理信息、存储能量、节约能源等功能,
?应用于能源、电信、自动控制、通讯、家用电器、生物、医疗卫生、轻工、选矿、物理探矿、军工等领域,尤其在信息技术领域已成为不可缺少的组成部分。
?信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能、数字化、智能化方向发展;要求磁性材料制造的元器件不仅大容量、小型化、高速度,而且具有可靠性、耐久性、抗振动和低成本的特点。
我国磁性材料的生产在国际上占有重要的地位.其中,永磁铁氧体的产量达1.1×105ｔ,居世界首位;软磁铁氧体产量4×104ｔ,居世界前列;稀土永磁产量4300ｔ,居世界第二.
根据中国工程院的专项调查和预测,我国2008年磁性材料的需求量:永磁铁氧体15×104ｔ,软磁铁氧体6×104ｔ,稀土永磁8000—10000ｔ.但是,目前我国生产的磁性材料基本上是低性能水平的材料,与世界先进水平存在较大的
磁性材料的研究和发展将主要集中在以下几个方面:
(1)加强磁性材料的基础研究和应用基础研究.
(2)改造和完善现有的磁性材料,提高其磁性能,优化制备工艺,降低生产成本.
(3)发展新型的磁性材料,特别是纳米磁性材料纳米磁性材料是纳米材料中最早进入工业化生产的功能材料,应用广泛,性能优异,特别是在信息存储、处理与传输中占据重要地位,其基础研究和应用开发正方兴未艾.
(4)加强研究、生产、应用三方面的结合,不断开拓磁性材料新的应用领域并促使其发展.
第一章磁学基础知识
1.1 静磁现象
1.2 材料的磁化
1.3 磁性和磁性材料分类
1.1.1 磁矩a.磁铁（永磁体）：
方向性：N 、S 极
不可分离性：
磁力线：磁力线切线方向为磁场方向
正磁极负磁极
b.定义：磁体无限小时，体系定义为磁偶极子
其磁偶极矩：方向：-m 指向+m 单位：Wb ?m l j m m +m
-m l
1.1 静磁现象
1.磁偶极子
2.磁矩
用环形电流描述磁偶极子：
其磁矩：单位：A ?m 2结论：a 二者的物理意义相同：表征磁偶极子磁性强弱与方向；但单位不同，公式有差异A μ i m =1
70m
H 104-??==－πμμo m
m μj c .电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回
路，必有一个磁矩，但自旋不能用电流回路
解释，因此，最好将自旋磁矩视为基本粒子
的固有磁矩。
m μ i
（电流）A
b.方向：右手螺旋法则决定
1.1.2 磁化强度M 磁极化强度)(2
-??=∑m Wb V m
j J 磁化强度)m (A 1-??=∑V m
μ M M
J j 0m 0m μμ=∴=μemu/g
1kg m A 1emu/g(CGS)
(SI)kg m A /11-21-2=???????=??=∑d Vd M m μσ比饱和磁化强度
均为描述空间任意一点的磁场参量（矢量）
1、H ：静磁学定义H 为单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。
32141,,πμ=???==k r r m m k F m F H 其中 1.1.3 磁场强度H 与与磁感应强度B
实际应用中，往往用电流产生磁场，并规定H 的单位在SI 制中，用1A 的电流通过直导线，在距离导线r =（1/2π）米处，磁场强度即为1A ?m －1。
常见的几种电流产生磁场的形式为：
（1）、无限长载流直导线：
方向是切于与导线垂直的且以导线为轴的圆周（2）、直流环形线圈圆心：r 为环形圆圈半径，方向由右手螺旋法则确定。
（3）、无限长直流螺线管：
n ：单位长度的线圈匝数，方向沿螺线管的轴线方向
r
I H π=2r I H 2=nI H =
2磁感应强度B
往往确定磁场效应采用磁感应强度B ，而非H
SI 制中，J
H B H B M J B M H M H B +=+===+=+=000000,)(μμμμμμi i 则：令B 与H 平行，磁体内部，B 与H 不一定平行，J
H B +=0μ单位：B ：T 或Wb ?m －2；H ：A/m ；
M ：A/m ；J ：Wb ?m －2
真空中，M ＝0 当H ＝107/4πA ?m －1时，B ＝1T
H
B 0μ=
磁学量的单位制：
使用Gauss 单位制时，此时，B 的单位为Gs ，H 的单位为Oe ，μ0=1G / O e 式中M 为磁极密度单位为Gs ，4πM 为磁通线的密度。SI 制与Gauss 制间的转换
B ：1G=10-4T
H ：103A ? m -1＝4π Oe ，
103/4π A ? m -1=79.577A ? m -1=1 O e
M
H B π4+=i
B H B +=0μ和
磁矩：
在Gauss 单位制中μ0=1G / O e ，则磁偶极矩与磁矩无差别，通称为磁矩，单位为电磁单位（e.m.u ）
1e.m.u(磁偶极矩)＝4π ×10－10Wb ?m
1e.m.u(磁矩)＝10－3A ? m 2
磁化强度：
Gauss 单位制中，磁极化强度（J ）与磁化强度
（M ）相同，单位：G
134
A 10G 1T
104G 1--?=?=m ：：M J π
1.1.4 磁化率与磁导率
磁体置于外磁场中磁化强度M 将发生磁化。
H
M H M ==χχ，χ称为磁体的磁化率，是单位磁场在磁体内感
生的磁化强度，表征磁体磁化难易程度
()H
H H B M)
H B 0001)((μχχμμ+=?+=∴+= 令：μ＝（1＋χ)＝B/μ0H (相对磁导率)
表征磁体磁性、导磁性及磁化难易程度。
单位：T ?m/A 或H/m
SI 制中,绝对磁导率：μ绝对＝B/H ∴μ＝μ绝对/ μ0
注意：只有B 、H 、M 相互平行时，χμ为标量，否则为张量。
电磁学基础知识
电磁学基础知识 电场 一、场强E （矢量，与q 无关） 1．定义：E ＝ 单位：N/C 或V/m 方向：与＋q 所受电场力方向 电场线表示E 的大小和方向 2．点电荷电场：E ＝ 静电力恒量 k ＝ Nm 2/C 2 匀强电场：E ＝ d 为两点在电场线方向上的距离 3．E 的叠加——平行四边形定则 4．电场力（与q 有关） F ＝ 库仑定律：F ＝ （适用条件：真空、点电荷） 5．电荷守恒定律（注意：两个相同带电小球接触后，q 相等） 二、电势φ（标量，与q 无关） 1．定义：φA ＝ ＝ ＝ 单位：V 说明：φ＝单位正电荷由某点移到φ＝0处的W ⑴沿电场线，电势降低 ⑵等势面⊥电场线；等势面的疏密反映E 的强弱 2．电势叠加——代数和 3．电势差：U AB ＝ ＝ 4．电场力做功：W AB ＝ 与路径无关 5．电势能的变化：Δε＝W 电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能 需要解决的问题： ①如何判电势的高低以及正负（由电场线判断） ②如何判电场力做功的正负（由F 、v 方向判） ③如何判电势能的变化（由W 的正负判） 三、电场中的导体 1．静电平衡：远端同号，近端异号 2．静电平衡特点 ⑴E 内＝0；⑵E 表面 ⊥表面；⑶等势体（内部及表面电势相等）；⑷净电荷分布在外表面 四、电容器 1．定义：C ＝ （C 与Q 、U 无关） 单位：1 F ＝106 μF ＝1012 pF 2．平行板电容器： C ＝ 3．两类问题：①充电后与电源断开， 不变；②始终与电源相连， 不变 五、带电粒子在电场中的运动 1．加速：qU ＝ 2．偏转：v ⊥E 时，做类平抛运动 位移：L ＝ ； y ＝ ＝ ＝ 速度：v y ＝ ＝ ； v ＝ ； tan θ＝ 六、实验：描绘等势线 1．器材： 2．纸顺序：从上向下
电磁学基本知识
第一章 电机中的电磁学基本知识 1.1 磁路的基本知识 1.1.1 电路与磁路 对于电路系统来说，在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。 在磁路系统中，也有一个磁动势F （类似于电路中的电势），在F 的作用下产生一个Φ（类似于电路中的电流），磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路（类似于电路中的导体）到S 极，这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而σΦ比Φ小的多，σΦ常常被称为漏磁通，Φ称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。 1.1.2 电机电器中的磁路 磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。 图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。图中实（或虚）线表示磁通的路径。 (a) (b) (c) 图1—1 几种常用电器的典型磁路 (a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路 1.1.3 电气设备中磁动势的产生 为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电流产生磁场的方法是：把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通入电流i ，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁通通过铁心，称为主磁通Φ；小部分围绕线圈，称为漏磁通σΦ，如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的N 匝线圈称为励磁线圈，励磁
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题及解析
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题及解析 一、选择题 1．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（） A．M带正电，N带负电 B．M的速度率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间等于N的运行时间 2．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则() A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1 C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶1 3．在探索微观世界中，同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没，1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（） A．该束粒子带负电 B．速度选择器的P1极板带负电 C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q m 越小
4．对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（） A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比 B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向 C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关 D．磁感线越密，磁感应强度越大 5．如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为φ1、 φ2。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。那么 A． 12IB enb ?? -=B． 12IB enb ?? -=- C． 12 IB ena ?? -=D． 12 IB ena ?? -=- 6．如图，一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。已知电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。粒子圆周运动的半径为R，若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2，假设粒子质量和电量都恰好均分，粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，半径变为3R，下列说法正确的是（） A．粒子带正电荷 B．粒子分裂前运动速度大小为REB g C．粒子2也做匀速圆周运动，且沿逆时针方向 D．粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R 7．如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平 面（未画出）。一群比荷为q m 的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同 方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧足够大荧光屏上，离子重力不计。则下列说法正确的是（）
电磁学基础知识
电磁学基础知识 一、学习目的 1．掌握电场和磁场的相关基础知识 2．熟练解决带电粒子在电场、磁场及复合场运动的相关问题 3．熟练运用闭合电路欧姆定律解决电路问题 4．能够运用法拉第电磁感应定律解决电磁感应的相关问题 二、活动内容： 活动一、回忆电场和磁场的相关内容，完成下列题目 例1．如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD ，对角线AC 与两点电荷连线重合，两对角线交点O 恰为电荷连线的中点。下列说法中正确的是（ ） A ．A 点的电场强度大于B 点的电场强度且两点电场强度方向不同 B ．B 、D 两点的电场强度及电势均相同 C ．一电子由B 点沿B→C→ D 路径移至D 点，电势能先减小后增大 D ．一质子由C 点沿C→O→A 路径移至A 点，电场力对其先做负功后做正功 例2．将两个分别带有电荷量-2Q 和+5Q 的相同金属小球 A 、 B 分别固定在相距为r 的两处（均可视为点电荷），它们间库仑力的大小为 F ．现将第三个与 A 、 B 两小球完全相同的不带电小球 C 先后与A 、 B 相互接触后拿走， A 、 B 间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为（ ） A ．F B ．51 F C ．F 109 D ．F 41 例3．质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是 （ ） 小结： + — O A B C D
活动二、回顾带电粒子在电场、磁场及重力场中的运动情况，综合解决带电粒子在复合场中的运动，完成下列题目 例4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分 是两个D 形金属盒，两盒相距很近，接高频交流电源，两盒间的窄缝中 形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面．带电粒子 在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆 周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核 （31H ）和α粒子（42He ），比较它们所需加的高频交流电源的周期和获得 的最大动能的大小，有 （ ） A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大 例5．如图所示，质量为m 、电荷量为e 的质子以某一初速度从坐标原点O 沿x 轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y 轴向上的匀强电场时，质子通过P （d ，d ）点时的动能为k E 5；若场区仅存在垂直于xoy 平面的匀强磁场时，质子也能通过P 点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为E 、匀强磁场的磁感应强度大小为B ，则 下列说法中正确的是（ ） A. ed E E k 3= B. ed E E k 5= C. ed mE B k = D. ed mE B k 2= 小结： 活动三、回忆闭合电路欧姆定律，分析电路，完成下列题目 例6．如图所示，L 1、L 2、L 3为三个相同的灯泡。在变阻器R 的滑片P 向上移动过程中，下列判断中正确的是（ ） A ．L 1变亮，L 3变暗 B ．L 2变暗，L 3变亮 C ．L 1中电流变化量大于L 3中电流变化量 D ．L 1中电流变化量小于L 2中电流变化量 L 3 L 1 L 2 R P E r
(完整)初中物理----磁学基础试题
磁学试题 一、选择题 1、关于磁感线，以下说法正确的是（） A．磁感线是磁场中客观存在的曲线B．磁感线起始于磁铁的N极，终于磁铁的S极 C．磁感线上每一点的切线方向就是放在该处的小磁针静止时N极的指向 D．磁感线都是曲线，没有直线 2、条形磁铁的中间部分叫做磁性中性区，关于磁中性区的磁性情况，正确的说法是（） A．磁性最弱B．没有磁性 C．磁性比两极弱D。磁性比S极强，比N极弱 3、图1所示的小磁针N极（黑色的那一端）的指向，其中错误的是（） A.a B.b C.c D.d 4、如图 2 所示，小磁针牌静止状态，由此判断a、b两磁极的磁性是（） A.a为N极，b为S极 B.a 为S极，b为N极 C.a为N极，b为N极 D.a为S极，b为S极 5、在下列设备中，主要不是利用电磁铁工作的是（） A．发电机 B.电铃 C.电磁继电器 D.电磁起重机 6、英国科学家法拉第的重大发现是（） A．导体中有电流通过时，导体都要发热，即电流的热效应 B．通电导体的周围和磁体一样，存在磁场 C．通电导体在磁场中要受到磁场力的作用D．电磁感应现象 7、图3中“O”表示垂直于纸面的一根导线，这是闭合电路的一部分，它在磁场中的运动方向如图所示，不可能产生 感应电流的是（） 8、直流电动机中转子的线圈通过换向器、电刷和直流电源相连接，这里换向器与电刷的作用是（） A．不断改变电流的方向，使线圈能够完成正、反转动 B．适时地自动改变电流的方向使线圈始终向一个方向转动 C．不断地改变磁场的方向以改变线圈转动的方向 D．不断地改变磁场的方向，使线圈始终朝一个方向转动 9、电磁铁的铁芯（） A．采用钢棒，因为钢棒比铁棒硬B．采用铁棒，因为铁棒的磁性不能保留下来 C．采用铁棒，因为铁棒价格较低D．采用钢棒，因为钢棒的磁性能够保留下来 10、下列四种用电器中，主要应用电流磁效应的是（） A．电灯B电饭锅C电炉D电铃 11、下列说法正确的是（） A、在地磁场的作用下，指南针的N极始终指向南方 B、为了在电流过大时能自动切断电路，保险丝应串联在电路中图4
第一章 电路基础知识
第一章 电路基础知识 §1-1电流和电压 一、填空题 1．_ ___流通的路径称为电路，通常电路是由__ __、__ __、__ __和__ __组成。 2．习惯上规定__ __电荷移动的方向为电流的方向，因此，电流的方向实际上与电子移动的方向___ _。 3．金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向__ __。 4．电流分__ __和 两大类，凡____ ___ _的电流称为_ ___，简称 ；凡 的电流称为 ，简称 。． 5．若3 min 通过导体横截面的电荷量是1.8 C ，则导体中的电流是 A 。 6．测量电流时，应将电流表__ __接在电路中，使被测电流从电流表的__ __接线柱流进，从__ __接线柱流出；每个电流表都有一定的测量范围，称为电流表的__ __。 7．电压是衡量__ __做功能力的物理量；电动势表示电源____ __的能力。 8．电路中某点与__ __的电压即为该点的电位，若电路中a 、b 两点的电位分别为 a U 、 b U ， 则a 、b 两点间的电压ab U =__ __；ba U = 。 9．参考点的电位为__ __，高于参考点的电位取__ __值，低于参考点的电位取_ ___值。 10.电动势的方向规定为在电源内部由__ __极指向 极。 11．测量电压时，应将电压表和被测电路__ __联，使电压表接线柱的正负和被测两点的电位__ __。 12.如图1-1所示，电压表的a 应接电阻的_ __端，b 应接电阻的__ __端。电流表的a 应接电阻的__ __端。 一、判断题 ( )1．导体中的电流由电子流形成，故电子流动的方向就是电流的方向。 ( )2．电源电动势的大小由电源本身性质所决定，与外电路无关。 ( )3．电压和电位都随参考点的变化而变化。 图1-1
08.磁学基础知识
引言 ?无论是电子技术、电力技术、通信技术、还是空间技术、计算技术、生物技术，乃至家用电器，磁学和磁性材料都是不可缺少的重要部分。 ?从1902年P.塞曼和H.A.洛伦兹获得诺贝尔奖，到1998年华裔的崔琦先生获诺贝尔物理学奖，至少有24次诺贝尔奖得主在磁学领域作出了杰出的贡献； ?公元前2500年我国已有磁性指南——司南的记载，其开创了人类对磁学和磁性材料研究的先河； ?以磁科学进行研究的创始者当数吉尔伯特，后经安培、奥斯特、法拉第等人开创性的发现和发明，初步奠定了磁学科学的基础。 ?从1900年到1930年，先后确立了金属电子论、顺磁性理论、分子磁场、磁畴概念、X射线衍射分析、原子磁矩、电子自旋、波动力学、铁磁性体理论、金属电子量子论、电子显微镜等相关的的理论。从而形成了完整的磁学科学体系。在此后的20~30年间，出现了种类繁多的磁性材料。 ?我国的磁学前辈当数叶企孙（1924年从美国哈佛大学获博士学位回国）、施汝为先生（1931年在国内发表了第一篇磁学研究论文），现我国已有十余所高校、十几个研究所及几百个生产企业从事磁学研究、教学和生产。
磁性材料是电子功能材料中极其重要的一类，已成为现代工业和科学技术的支撑性材料之一； 广泛应用于通信、自动化、电机、仪器仪表、广播电视、计算机、家用电器以及医疗卫生等领域，如各类变压器、电感器、滤波器、磁头和磁盘、各类磁体、换能器以及微波器件等； 这类材料按其导电性差异，可分为金属和铁氧体磁性材料两大类；按其磁性能差异，又可分为软磁、永磁、旋磁、压磁以及磁光材料等类别。
?应用：精密的仪器仪表；电讯、电声器件；工业设备；控制器件；其它器件。?作用原理 利用永磁材料在给定 的空间产生一定的磁 场强度； 利用永磁合金的磁滞 特性产生转动矩，使 电能转化为机械能。?特点 充磁后，去掉外磁场 后仍可保留磁性。
磁学基本参数
磁学中的基本物理量 公式： HL=IN （全电流定律）H磁化强度；L磁路长度；I电流；N匝数 μ=B/H B磁感应强度；H磁化强度（也叫磁场强度） Ф=B*S=L*I S横截面积；L电感量；I电流 U=dФ/dt=L*di/dt Ф磁通量；t时间；L电感量； 一、电流引出的物理量 电子在导体中的定向移动，称为电流 磁场是电流产生的，电流总是被磁场包围 有了电流，如果周围有某种导磁材料存在，则电流产生的磁场就会对导磁材料产生一个影响力，即在材料中产生一个力。这个力就是磁场强度（也叫磁化强度），用H表示 导磁材料受到H的作用，会在内部产生磁力线（形象化表示），就是B，叫做磁感应强度 相同的外加磁化强度对不同的导磁材料产生作用时，产生的B是不一样的，这就引出表征不同材料特性的物理量，磁导率μ，它表征了一种材料的导磁能力，导磁能力越强，在相同的磁化强度下，磁力线产生的越多，真空磁导率μ0=4∏×10-7H/m 空气磁导率与导磁材料磁导率有很大差别，即它们之间的导磁能力不一样，也就是它们对磁的阻碍能力不一样，也即磁阻不一样 磁通跟电流有相同的特性，总是喜欢走比较容易走的路，这就是磁芯会把电流产生的磁通限制在磁芯内的原因，当然肯定会有漏磁通 从这点可以看出，磁导率越大，漏磁通会越小。 磁导率与单匝感量之间的关系：AL=Ф/i=B*S/I=μS/L L平均磁路长度 B实际可以看做一个密度值，即磁力线的密度，因此它又叫磁通密度，相当于电学中的电流密 度，磁力线的总量可以用B在面积上的积分来计算即：Ф= s Bds=BS 这个磁力线的总量就是磁通量Ф 它的变化速度决定了线圈产生反电势的大小 电感量：单位电流产生的总磁通链，用L表示 ψ=NФ=Li L=ψ/i 另外，电感计算一般通过单匝感量乘以匝数的平方，L=AL*N2
磁学基础
3.15 磁学基础 C.A. Ross, 麻省理工大学，材料科学与工程系 参考文献：Jiles，Introduction to Magnetism and Magnetic Materials 磁物理量及单位 H＝磁场，A/m －表示能量梯度，或偶极子扭矩 B＝磁通量密度，T或Wb/m2 －单位面积的磁力线数目 M＝磁化量，A/m －磁矩，材料对磁场的响应 H 来自电流： 电流i在半径r处产生切线磁场H = i/2πr，磁场也可从磁性材料中产生。 B依赖于H： 在自由空间：B＝μ0H μ0 ＝4π 10-7 Henry/m 然而在材料内部：B＝μ0 (H+M) 或者：B＝μ0 μr H μr = 相对磁导率 或者：M＝H(μr -1) 或者：M＝χH χ＝(μr -1) ＝磁敏感强度 M和B都表明了材料是如何对磁场H做出响应的。B的磁力线是连续的。 注意以cgs单位表示的相同的表达式： B (Oersted)＝H (Gauss)＋4πM (emu/cc) 这里1Oe ＝ (1000/4π) A/m ＝79.6 A/m 1G = 10-4 T 1 emu/cc = 1 kA/m 不同类型材料 抗磁体：原子没有净磁矩，但是磁场会感应一个与磁场方向相反的小磁矩。磁化率为负值（μr <1）。 顺磁体：原子有净磁矩，但是其自旋方向是任意排列的。外加磁场可以轻微地改善排列，因此得到一个随1/T变化的小磁化率（μr >1）。 铁磁体具有自发磁化，其大的磁化率与样品的历史有关。表现出非线性和回线行为。
磁行为的起源 由于运动电荷的原因，电子的角动量产生磁化现象。 磁化现象来自：1）电子自旋，2）电子轨道运动。 成对电子的贡献互相抵消，因此经常在非成对电子的材料中发现强的磁化效应。 一个电子具有的磁矩为1 μB（波尔磁子）＝ 9.27×10-24 Am2 Stern-Gerlach和Zeeman实验表明了原子中磁化现象的量子化。 我们期望在过渡族金属（3d轨道未被填满）和稀土元素（4f轨道未被填满）中发现大的磁化效应，因为它们可能具有大的净自旋量。 例如：Fe3+离子有3d5轨道：每个原子具有5 μB（忽略轨道的贡献） Fe原子有3d8轨道：每个原子具有2 μB 由于交换耦合作用，铁磁体在相邻原子中发生自旋的自发有序化。如果自旋角为θ，则：交换能＝A(1-cosθ) 这里A为交换常量，例如，Fe的值为1.4×10-20 J 负的A值表示反平行排列：材料是反铁磁的或者亚铁磁的。 在居里温度以上，自旋是无序的，因此有kT~A（Fe的居里温度为770o C）。 自旋的定向排列通常形成具有不同取向的畴，整个样品不会表现出净磁矩。然而，这些畴可通过一个相对小的磁场实现定向排列（也就是说，畴壁可被移动），并引起大的净磁矩，因此其磁敏感强度会很高。M-H曲线为回线形状；重要的回线参数包括： －曲线围成的面积（磁场来回循环时消耗的能量） －饱和磁化强度（大磁场下的磁化强度） －剩余磁化强度（零磁场下的剩余磁化量） －矫顽场强（将磁化量变为零所需要的磁场强度） 各向异性与畴 磁能量包括以下各项： －交换能（所有的自旋平行排列以达到最小化） －静磁能（各畴具有不同取向，对外不显示磁场，从而达到最小化） －塞曼能（由于外加磁场E＝MH而形成的势能） －磁晶能（如果磁化沿一定的晶体学方向取向，例如Co中的c轴，则会降低能量） 形成畴结构可以降低能量。畴的典型尺寸为微米量级或者更大；畴壁宽度约为100 nm。 磁晶各向异性表示将磁化方向从取向轴（容易形成）“拉”回所需的能量。
《电工基础》 第一章 电路基础知识
2019至2020 学年第一学期 教师授课教案 类别： 授课专业班级： 课程：《电工基础》第一章电路基础知识开课时间： 总课时：40学时 使用教材： 授课教师： 教研室：
主要教学步聚与内容教学过程 设计 时间 分配 一、课堂组织 二、安全理念讲解 电工必须接受安全教育、掌握电工基本的安全知识，然后方可参加电工的实际操作。凡没有参加过安全教育、不懂得电工安全知识的学员，是不允许参加电工实习操作的。 三、新课导入： 电是一种自然现象，是一种能量，自然界的闪电就是电的一种现象。 电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。 电或电荷有两种：我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸，其吸引力或排斥力遵从库仑定律。 电是个一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现象。这其中有许多很容易观察到的现象，像闪电、静电等等，还有一些比较生疏的概念，像电磁场、电磁感应等等。 第一章电路基础知识 §1-1 电流和电压 一、电路 1.电路及其组成 电路：电流流通的路径。 电路的组成：电源、开关、负载和导线。 2.电路图：用电气符号描述电路连接情况的图，称电路原理导入新课 讲授 举例 2分 3分 5分 25分
图，简称电路图。 3.电路的功能： 1）进行能量的转换、传输和分配。 电能的传输示意图 2）实现信息的传递和处理。 扩音机电路示意图 课堂讨论：电路与电路图的结构及作用 二、电流 1．电流的形成：电荷的定向移动形成电流，移动的电荷又称载流子。 2．电流的方向：习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方画图示范 讲授 10分 15分 发电机 升压 变压器 降压 变压器 用电 设备 输电线 放大器 1 放大器 2 放大器 3 话筒
电磁学基础-
《电磁学基础》课程教学大纲 课程代码：030032112 课程英文名称：Electromagnetism foundation 课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0 适用专业：电类各专业 大纲编写（修订）时间：2017.11 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程是工科电气工程类本科各专业的一门重要的技术基础课。电类各专业主要课程的核心内容都是电磁现象在特定范围和条件下的体现,分析电磁现象的定性过程和定量计算方法是电类各专业学生掌握专业知识和技能的基础之一,因而电磁场课程所涉及的内容，是合格的电类专业本科生所应具备的知识结构的必要组成部分。不仅如此，电磁场理论又是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。因此，学习这一课程不仅为学习专业课程准备了必要的基础知识，而且将对培养学生严谨的科学学风、科学方法以及抽象的思维能力、创新精神等，都起着十分重要的作用。通过本课程的学习，学生应从整体上掌握电磁场的基本概念、基本属性、基本理论和基本分析方法，了解电磁场边值问题的表述以及数值计算方法，了解电磁场的主要应用领域及其原理，训练分析问题、归纳问题的科学方法，培养用数学工具分析问题，解决问题的能力。为后续课程的学习和解决工程电磁场问题打下良好的基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 本课程在普通物理和工程数学的基础上，主要研究电磁场与电磁波的基本属性，运动规律，与物质的相互作用及其应用等，包括电磁场的数学物理基础、电磁场中的基本物理量和基本实验定律、静电场分析、静电场边值问题的解析法、稳恒磁场等部分。每个部分根据教学内容要求再分若干章节，循序渐进，便于学生学习掌握。通过本课程教学，培养学生具有运用场的观点定性分析和定量计算工程电磁场问题的初步能力，具体应达到下列要求： 1. 使学生对电磁场的基本概念、基本理论、基本分析方法和电磁场的能量和力效应等内容能够有比较全面的认识和正确的理解与掌握, 并了解物质的基本电磁性质和电磁场理论的一些应用，具有初步的应用能力；掌握电磁波在理想介质和导电媒质中传播的基本规律，并能对工程中一些基本交变电磁现象进行解释。 2. 使学生在掌握基础理论和技术技能的同时掌握本门课程的基本研究方法和科学思维方法。学会模型、抽象的思维方法，会根据具体条件，抓住主要矛盾，忽略次要因素，对研究对象作出合理的简化。 3. 学会用数学语言表述问题和使用高等数学工具去分析处理问题。在分析工程电磁场问题中能写出对应的边值总量，并能正确应用边界条件。 4．加强对学生独立获取知识能力的培养，使他们能应用已有的知识和数学手段去进一步拓宽自己的知识面，进一步学习与本门学科知识有关的其他专业知识。能独立地阅读教材、参考书及有关文献资料，并能在理解主要内容的基础上写出条理比较清楚的阅读笔记及小结。 5．注重电磁场的基本理论与工程应用的结合。 （三）实施说明 本大纲是根据教育部颁布的本科基础课教学基本要求，结合我校教学计划制定的。 本课程的特点是理论性强，思想性强，与相关基础课及专业课联系较多，教学中应注重启发引导学生掌握重要概念的背景思想，理解重要概念的思想本质，避免学生死记硬背；要善于将有
第一章直流电路基础知识
第二部分 电工基础 第一章 直流电路基础知识 考纲引领：1、理解电位、电压、电流、电动势概念及单位的换算 2、掌握电阻定律、欧姆定律、电功、电功率和最大功率，能熟练进行计算 3、了解库仑定律，及其库仑力的计算 知识网络： 电流、电压 基本物理量 电位、电动势 电功、电功率 直流电路的基础知识 库仑定律 电阻定律 欧姆定律 最大功率输出定律 考情分析：本章主要介绍了直流电路基础知识，概念性很强，考题多数出现在单项选择题和 填空题中，所占比例不轻。因而复习时重在基础知识的理解和记忆。 最近三年本章考试题型、分值分布 一、直流电路基础知识 1、 电路 （1） 电路：用电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。 （2） 电源：把其他形式的能量转化为电能的装置。 （3） 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置。 （4） 状态：通路、开路、短路。 （5） 电路图：用规定符号表示电路连接情况的图。 2、 电流 基本定律
（1） 概念：电荷的定位移动形成电流。 （2） 形成条件 ①自由移动电荷 ②导体两端必须保持一定的电位差（电压） （3） 大小和方向 ①大小（即电流强度）：单位时间内通过导体横截面的电量（公式：t q I =） ②方向：规定正电荷定向移动方向为电流方向。在外电路中，电流方向由高电位 指向低电位；在电源内部，电流方向由电源负极到正极。 （4）单位：安塔（A ）。 1安塔＝1×103毫安＝1×106微安 3、电压、电位、电动势 电压与电位比较见表1，电压与电动势比较见表2 表1 电压与电位比较 表2 电压与电动势比较 4、 电功、电功率 （1） 电功（电能） ①电功：电场力作用下电荷定向移动形成电流所做的功 ②定义式：W ＝UI t 常用公式：Rt I t R U Pt W 22 ===（只适用于电阻电路）
磁学基础
1.3.4 安培环路定律 安培发现在电流产生的磁场中,矢量H 沿任意闭合曲线的积分等于此闭合曲线所环绕的所有电流的代数和(图1.6),即 Hdl H dl I l l ??∑==cos θ (1.4) 式中H －磁场中某点A 处的磁场强度；dl －磁场中A 点附近沿曲线微距离矢量；θ－H 与dl 之间的夹角。∑I －闭合曲线所包围的电流代数和。电流方向和磁场方向的关系符合右螺旋定则。如果闭合回线方向与电流产生的磁场方向相同，则为正。反之为负。式(1.5)称为安 培环路定律，或称为全电流定律。 图1.6(a)环路包围只有I ,所以∑I =I ,如图1.6(b)环路包围的是正的I 1和负的I 2,尽管图中有I 3存在,但它不包含在环路之内，所以∑I=I 1-I 2。 为说明安培定律的应用，以环形线圈为例(图1.7)。环内的介质是均匀的，线圈匝数为N ，取磁力线方向作为闭合回线方向，沿着以r 为半径的圆周闭合路径，应用式(1.5)，方程的左边可得到 Hdl Hl r H ?==?2π （1.5） 1.3.5 电磁感应定律 由实验可知，如果一个条形磁铁插向线圈中(图1.6)时，接在线圈两端的电流表指针将发生偏转；如果磁铁不动，则电流表指针不转动。如果将磁铁从线圈中取出，电流表指针与插入时相反方向偏转。由此可见，当通过线圈的磁通发生变化时，不论是什么原因引起的变化，在线圈两端就要产生感应电动势。而且磁通变化越快，感应电动势越大，即感应电动势的大小正比于磁通的变化率，对于1匝线圈，即 e t =?φ? 如果是一个N 匝线圈，每匝的磁通变化如果相同，则 e N t N t t ===?φ????ψ?()φ 式中ψ=N φ是各线圈匝链的总磁通，称为磁链。由上式可见，磁通单位韦伯，也就是伏秒。即单匝线圈匝链的磁通在1秒内变化1韦伯时，线圈端电压为1伏。可见，可以利用这个关系定义磁通单位(伏秒—VS )，再由磁通单位定义磁通密度B 的单位。 上式就是法拉第定律。但此定律只说明感应电动势与磁通变化量之间的关系，并没有说明感应电动势的方向。楞次阐明了变化磁通与感应电势产生的感生电流之间在方向上的关系。即在电磁感应过程中，感生电流所产生的磁通总是阻止磁通的变化。即当磁通增加时，感生电流所 (a) (b) 图1.6 安培环路定律 S N 图1.6 电磁感应
磁学基本量
磁学基本量 天津商业大学理学院物理系南俊 磁畴理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内部包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同，如图所示。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。磁矩描述载流线圈或微观粒子磁性的物理量。平面载流线圈的磁矩定义为m=iSn式中i 电流强度；S为线圈面积；n为与电流方向成右手螺旋关系的单位矢量。在均匀外磁场中，平面载流线圈不受力而受力矩，该力矩使线圈的磁矩m转向外磁场B的方向；在均匀径向分布外磁场中，平面载流线圈受力矩偏转。许多电机和电学仪表的工作原理即基于此。 在原子中，电子因绕原子核运动而具有轨道磁矩；电子还因自旋具有自旋磁矩；原子核、质子、中子以及其他基本粒子也都具有各自的自旋磁矩。这些对研究原子能级的精细结构，磁场中的塞曼效应以及磁共振等有重要意义，也表明各种基本粒子具有复杂的结构。 分子的磁矩就是电子轨道磁矩以及电子和核的自旋磁矩构成的，磁介质的磁化就是外磁场对分子磁矩作用的结果。 磁场强度和磁感应强度均为表征磁场磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度是一个基本物理量，较容易理解，就是垂直穿过单位面积的磁力线的数量。磁感应强度可通过仪器直接测量。磁感应强度也称磁通密度，或简称磁密。常用B表示。其单位是韦伯/平方米（Wb/m^2）或特斯拉（T）磁场传播需经过介质（包括真空），介质因磁化也会产生磁场，这部分磁场与源磁场叠加后产生另一磁场。或者说，一个磁场源在产生的磁场经过介质后，其磁场强弱和方向变化了。为了描述磁场源的特性，也为了方便数学推导，引入一个与介质无关的物理量H，H=B/u0-M，式中，u0为真空磁导率，M为介质磁化强度。这个物理量，就是磁场强度。磁场强度的单位是安/米（A/m）。 磁化强度magnetization 描述磁介质磁化状态的物理量。是矢量，通常用符号M表示。磁化强度定义为媒质微小体元ΔV内的全部分子磁矩矢量和与ΔV 之比，即 对于顺与抗磁介质，无外加磁场时，M恒为零;存在外加磁场时，则有 其中H是媒质中的磁场强度，B是磁感应强度,μo是真空磁导率,它等于4π×10H/m。ⅹ是磁化率，其值由媒质的性质决定。顺磁质的ⅹ为正，抗磁质的ⅹ为负。如果媒质是各向异性的，则ⅹ为一张量。对于铁磁质，M和B、H之间有复杂的非线性关系（见磁滞回线）。在外磁场作用下，磁介质磁化后出现的磁化电流要产生附加磁场，它与外
物理电磁学知识点总结
物理电磁学知识点总结 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《物理电磁学知识点总结》的内容，具体内容：电磁学是物理学的一个分支，起源于近代。广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。下面是我为你整理的物理电磁学知识点，一起来看看吧。物理电...电磁学是物理学的一个分支，起源于近代。广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。下面是我为你整理的物理电磁学知识点，一起来看看吧。 物理电磁学知识点 一、磁现象 最早的指南针叫司南。 磁性：磁体能够吸收钢铁一类的物质。 磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体两端的磁性最强，中间最弱。水平面自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极(S极)，指北的磁极叫北极(N极)。 磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。 磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。 钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁
钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。 物体是否具有磁性的判断方法： ①根据磁体的吸铁性判断。 ②根据磁体的指向性判断。 ③根据磁体相互作用规律判断。 ④根据磁极的磁性最强判断。磁性材料在现代生活中已经得到广泛应用，音像磁带、计算机软盘上的磁性材料就具有硬磁性。 二、磁场 磁场：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。磁场看不见、摸不着我们可以根据它对其他物体的作用来认识它。这里使用的是转换法。(认识电流也运用了这种方法。) 磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。 磁场的方向规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是该点磁场的方向。 磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线。任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。磁感线的方向：在用磁感线描述磁场时，磁感线都是从磁体的N极出发，回到磁体的S极。 说明： ①磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场客观存在. ②磁感线是封闭的曲线。
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题含答案(1)
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题含答案(1) 一、选择题 1．三根通电长直导线a、b、c平行且垂直纸面放置，其横截面如图所示，a、b、c恰好位于直角三角形的三个顶点，∠c＝90?，∠a＝37?。a、b中通有的电流强度分别为I1、I2，c受到a、b的磁场力的合力方向与a、b连线平行。已知通电长直导线在周围某点产生的磁 场的磁感应强度 I B k r =，k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离，sin37? ＝0.6。下列说法正确的是（） A．a、b中电流反向,1I：216 I=：9 B．a、b中电流同向,1I：24 I=：3 C．a、b中电流同向,1I：216 I=：9 D．a、b中电流反向,1I：24 I=：3 2．回旋加速器是加速带电粒子的装置 .其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( ) A．减小磁场的磁感应强度 B．增大匀强电场间的加速电压 C．增大D形金属盒的半径 D．减小狭缝间的距离 3．如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场，则质子射入磁场的运动速率越大，
A．其轨迹对应的圆心角越大 B．其在磁场区域运动的路程越大 C．其射出磁场区域时速度的偏向角越大 D．其在磁场中的运动时间越长 4．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（） A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功 D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 5．如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置。其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。则下列说法正确的是 （） A．带电粒子从磁场中获得能量 B．带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关 C．带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关 D．带电粒子做圆周运动的周期随半径增大而增大 6．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，有两个质量、电荷量均相等的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角，则正、负离子在磁场中运动的过程，下列判断正确的是 A．运动的轨道半径不同 B．重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同 C．运动的时间相同 D．重新回到磁场边界的位置与O点距离不相等 7．如图所示，用一细线悬挂一根通电的直导线ab（忽略外围电路对导线的影响），放在螺线管正上方处于静止状态，与螺线管轴线平行，可以在空中自由转动，导线中的电流方向由a指向b。现给螺线管两端接通电源后（螺线管左端接正极），关于导线的受力和运动情况，下列说法正确的是（）