强磁场范文10篇

时间:2023-04-01 12:31:38

强磁场范文篇1

关键词强磁场技术与应用产业化

六十年现了实用超导材料,八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料,使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场,发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变,磁流体发电等大型科技计划推动下,整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业,可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强,各种磁场形态,大体积的可长期可靠运行的强磁场装置,积极推进着强磁场在各方面的应用。

1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置(LHD)是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13.5m,高8.8m,总重约1600t,其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3.9m,平均小半径0.975m,绕环10圈的螺旋线圈,三对内径分别为3.2、5.4和10.8m的极向场螺管线圈,中心磁场前期为3特斯拉(4.2K),后期为4特斯拉(1.8K),磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行,从使用出发,努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进,一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用,它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行,不需专人维护,使应用范围大大扩大。

我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力,奠立了良好基础,研制成多台实用磁体系统,有些已在使用,具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统(中心磁场4特斯拉,室温孔径0.44m,磁场长1m,磁场储能8.8兆焦耳)和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体(中心磁场0.13特斯拉,孔径1.lm,高0.8m)代表着我国当今的技术水平,无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。

随着超导与永磁强磁场技术的成熟,强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展,与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品,做为磁场应用技术的核磁共振技术,磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用,形成了一些新型产品与样机,磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。

医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业,全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用,我国也有永磁装置在小批量生产,研制成功了几台0.6—1.0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用猓谂赜τ么懦上褡爸糜诠ひ瞪碳嗖庥胧称费≡瘢罱毡窘辛擞糜诩觳馕鞴咸呛坑肟昭坝糜诒姹餝almon鱼雌雄性的实验,取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行,磁拉硅单晶生长炉也已开始使用,但尚未形成规模,中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机,试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统,为产品的形成奠定了基础。

总起来说,超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强,形态的大体积强磁场装置,开始形成了相应的高技术产业,但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用,特别是可能形成大规模市场产品的开拓,根据不完全的了解,目前主要进行的工作有:

1在材料科学方面

(1)热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0~15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究,并作其力学性能和磁场的关系的定量分析,应用前景十分看好。

(2)功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展,某些材料纤维的电导率经强磁场处理后,可达铜电导率的1/10,是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。

(3)强磁场下金属凝固理论与技术研究。

(4)NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中,采用4~5特斯拉强磁场取向,可大大提高性能,国外已开始实际应用。

2在生物工程与医疗应用方面

(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化;血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。

(2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。

(3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。

3在工业应用方面

除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外,近年来,国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用;研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用;研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用;通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性;通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。

4在农业应用方面

强磁场范文篇2

关键词强磁场技术与应用产业化

六十年现了实用超导材料,八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料,使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场,发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变,磁流体发电等大型科技计划推动下,整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业,可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强,各种磁场形态,大体积的可长期可靠运行的强磁场装置,积极推进着强磁场在各方面的应用。

1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置(LHD)是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13.5m,高8.8m,总重约1600t,其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3.9m,平均小半径0.975m,绕环10圈的螺旋线圈,三对内径分别为3.2、5.4和10.8m的极向场螺管线圈,中心磁场前期为3特斯拉(4.2K),后期为4特斯拉(1.8K),磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行,从使用出发,努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进,一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用,它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行,不需专人维护,使应用范围大大扩大。

我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力,奠立了良好基础,研制成多台实用磁体系统,有些已在使用,具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统(中心磁场4特斯拉,室温孔径0.44m,磁场长1m,磁场储能8.8兆焦耳)和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体(中心磁场0.13特斯拉,孔径1.lm,高0.8m)代表着我国当今的技术水平,无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。

随着超导与永磁强磁场技术的成熟,强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展,与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品,做为磁场应用技术的核磁共振技术,磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用,形成了一些新型产品与样机,磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。

医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业,全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用,我国也有永磁装置在小批量生产,研制成功了几台0.6—1.0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用外,正在努力开拓应用磁成像装置于工业生产过程监测与食品选择,最近,日本进行了用于检测西瓜糖含量与空穴及用于辨别Salmon鱼雌雄性的实验,取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行,磁拉硅单晶生长炉也已开始使用,但尚未形成规模,中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机,试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统,为产品的形成奠定了基础。

总起来说,超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强,形态的大体积强磁场装置,开始形成了相应的高技术产业,但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用,特别是可能形成大规模市场产品的开拓,根据不完全的了解,目前主要进行的工作有:

1在材料科学方面

(1)热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0~15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究,并作其力学性能和磁场的关系的定量分析,应用前景十分看好。

(2)功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展,某些材料纤维的电导率经强磁场处理后,可达铜电导率的1/10,是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。

(3)强磁场下金属凝固理论与技术研究。

(4)NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中,采用4~5特斯拉强磁场取向,可大大提高性能,国外已开始实际应用。

2在生物工程与医疗应用方面

(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化;血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。

(2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。

(3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。

3在工业应用方面

除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外,近年来,国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用;研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用;研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用;通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性;通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。

4在农业应用方面

强磁场范文篇3

关键词强磁场技术与应用产业化

六十年现了实用超导材料,八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料,使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场,发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变,磁流体发电等大型科技计划推动下,整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业,可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强,各种磁场形态,大体积的可长期可靠运行的强磁场装置,积极推进着强磁场在各方面的应用。

1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置(LHD)是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13.5m,高8.8m,总重约1600t,其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3.9m,平均小半径0.975m,绕环10圈的螺旋线圈,三对内径分别为3.2、5.4和10.8m的极向场螺管线圈,中心磁场前期为3特斯拉(4.2K),后期为4特斯拉(1.8K),磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行,从使用出发,努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进,一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用,它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行,不需专人维护,使应用范围大大扩大。

我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力,奠立了良好基础,研制成多台实用磁体系统,有些已在使用,具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统(中心磁场4特斯拉,室温孔径0.44m,磁场长1m,磁场储能8.8兆焦耳)和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体(中心磁场0.13特斯拉,孔径1.lm,高0.8m)代表着我国当今的技术水平,无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。

随着超导与永磁强磁场技术的成熟,强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展,与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品,做为磁场应用技术的核磁共振技术,磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用,形成了一些新型产品与样机,磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。

医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业,全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用,我国也有永磁装置在小批量生产,研制成功了几台0.6—1.0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用猓谂赜τ么懦上褡爸糜诠ひ瞪碳嗖庥胧称费≡瘢罱毡窘辛擞糜诩觳馕鞴咸呛坑肟昭坝糜诒姹餝almon鱼雌雄性的实验,取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行,磁拉硅单晶生长炉也已开始使用,但尚未形成规模,中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机,试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统,为产品的形成奠定了基础。

总起来说,超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强,形态的大体积强磁场装置,开始形成了相应的高技术产业,但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用,特别是可能形成大规模市场产品的开拓,根据不完全的了解,目前主要进行的工作有:

1在材料科学方面

(1)热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0~15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究,并作其力学性能和磁场的关系的定量分析,应用前景十分看好。

(2)功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展,某些材料纤维的电导率经强磁场处理后,可达铜电导率的1/10,是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。

(3)强磁场下金属凝固理论与技术研究。

(4)NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中,采用4~5特斯拉强磁场取向,可大大提高性能,国外已开始实际应用。

2在生物工程与医疗应用方面

(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化;血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。

(2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。

(3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。

3在工业应用方面

除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外,近年来,国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用;研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用;研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用;通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性;通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。

4在农业应用方面

强磁场范文篇4

关键词强磁场技术与应用产业化

六十年现了实用超导材料,八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料,使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场,发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变,磁流体发电等大型科技计划推动下,整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业,可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强,各种磁场形态,大体积的可长期可靠运行的强磁场装置,积极推进着强磁场在各方面的应用。

1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置(LHD)是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13.5m,高8.8m,总重约1600t,其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3.9m,平均小半径0.975m,绕环10圈的螺旋线圈,三对内径分别为3.2、5.4和10.8m的极向场螺管线圈,中心磁场前期为3特斯拉(4.2K),后期为4特斯拉(1.8K),磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行,从使用出发,努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进,一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用,它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行,不需专人维护,使应用范围大大扩大。

我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力,奠立了良好基础,研制成多台实用磁体系统,有些已在使用,具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统(中心磁场4特斯拉,室温孔径0.44m,磁场长1m,磁场储能8.8兆焦耳)和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体(中心磁场0.13特斯拉,孔径1.lm,高0.8m)代表着我国当今的技术水平,无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。

随着超导与永磁强磁场技术的成熟,强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展,与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品,做为磁场应用技术的核磁共振技术,磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用,形成了一些新型产品与样机,磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。

医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业,全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用,我国也有永磁装置在小批量生产,研制成功了几台0.6—1.0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用猓谂赜τ么懦上褡爸糜诠ひ瞪碳嗖庥胧称费≡瘢罱毡窘辛擞糜诩觳馕鞴咸呛坑肟昭坝糜诒姹餝almon鱼雌雄性的实验,取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行,磁拉硅单晶生长炉也已开始使用,但尚未形成规模,中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机,试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统,为产品的形成奠定了基础。

总起来说,超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强,形态的大体积强磁场装置,开始形成了相应的高技术产业,但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用,特别是可能形成大规模市场产品的开拓,根据不完全的了解,目前主要进行的工作有:

1在材料科学方面

(1)热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0~15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究,并作其力学性能和磁场的关系的定量分析,应用前景十分看好。

(2)功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展,某些材料纤维的电导率经强磁场处理后,可达铜电导率的1/10,是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。

(3)强磁场下金属凝固理论与技术研究。

(4)NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中,采用4~5特斯拉强磁场取向,可大大提高性能,国外已开始实际应用。

2在生物工程与医疗应用方面

(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化;血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。

(2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。

(3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。

3在工业应用方面

除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外,近年来,国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用;研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用;研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用;通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性;通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。

4在农业应用方面

强磁场范文篇5

关键词强磁场技术与应用产业化

六十年现了实用超导材料,八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料,使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场,发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变,磁流体发电等大型科技计划推动下,整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业,可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强,各种磁场形态,大体积的可长期可靠运行的强磁场装置,积极推进着强磁场在各方面的应用。

1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置(LHD)是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13.5m,高8.8m,总重约1600t,其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3.9m,平均小半径0.975m,绕环10圈的螺旋线圈,三对内径分别为3.2、5.4和10.8m的极向场螺管线圈,中心磁场前期为3特斯拉(4.2K),后期为4特斯拉(1.8K),磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行,从使用出发,努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进,一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用,它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行,不需专人维护,使应用范围大大扩大。

我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力,奠立了良好基础,研制成多台实用磁体系统,有些已在使用,具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统(中心磁场4特斯拉,室温孔径0.44m,磁场长1m,磁场储能8.8兆焦耳)和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体(中心磁场0.13特斯拉,孔径1.lm,高0.8m)代表着我国当今的技术水平,无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。随着超导与永磁强磁场技术的成熟,强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展,与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品,做为磁场应用技术的核磁共振技术,磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用,形成了一些新型产品与样机,磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。

医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业,全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用,我国也有永磁装置在小批量生产,研制成功了几台0.6—1.0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用猓谂赜τ么懦上褡爸糜诠ひ瞪碳嗖庥胧称费≡瘢罱毡窘辛擞糜诩觳馕鞴咸呛坑肟昭坝糜诒姹餝almon鱼雌雄性的实验,取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行,磁拉硅单晶生长炉也已开始使用,但尚未形成规模,中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机,试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统,为产品的形成奠定了基础。

总起来说,超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强,形态的大体积强磁场装置,开始形成了相应的高技术产业,但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用,特别是可能形成大规模市场产品的开拓,根据不完全的了解,目前主要进行的工作有:

1在材料科学方面

(1)热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0~15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究,并作其力学性能和磁场的关系的定量分析,应用前景十分看好。

(2)功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展,某些材料纤维的电导率经强磁场处理后,可达铜电导率的1/10,是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。

(3)强磁场下金属凝固理论与技术研究。

(4)NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中,采用4~5特斯拉强磁场取向,可大大提高性能,国外已开始实际应用。

2在生物工程与医疗应用方面

(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化;血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。

(2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。

(3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。

3在工业应用方面

除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外,近年来,国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用;研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用;研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用;通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性;通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。

4在农业应用方面

强磁场范文篇6

关键词强磁场技术与应用产业化

六十年现了实用超导材料,八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料,使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场,发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变,磁流体发电等大型科技计划推动下,整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业,可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强,各种磁场形态,大体积的可长期可靠运行的强磁场装置,积极推进着强磁场在各方面的应用。

1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置(LHD)是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13.5m,高8.8m,总重约1600t,其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3.9m,平均小半径0.975m,绕环10圈的螺旋线圈,三对内径分别为3.2、5.4和10.8m的极向场螺管线圈,中心磁场前期为3特斯拉(4.2K),后期为4特斯拉(1.8K),磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行,从使用出发,努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进,一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用,它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行,不需专人维护,使应用范围大大扩大。

我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力,奠立了良好基础,研制成多台实用磁体系统,有些已在使用,具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统(中心磁场4特斯拉,室温孔径0.44m,磁场长1m,磁场储能8.8兆焦耳)和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体(中心磁场0.13特斯拉,孔径1.lm,高0.8m)代表着我国当今的技术水平,无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。

随着超导与永磁强磁场技术的成熟,强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展,与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品,做为磁场应用技术的核磁共振技术,磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用,形成了一些新型产品与样机,磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。

医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业,全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用,我国也有永磁装置在小批量生产,研制成功了几台0.6—1.0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用猓谂赜τ么懦上褡爸糜诠ひ瞪碳嗖庥胧称费≡瘢罱毡窘辛擞糜诩觳馕鞴咸呛坑肟昭坝糜诒姹餝almon鱼雌雄性的实验,取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行,磁拉硅单晶生长炉也已开始使用,但尚未形成规模,中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机,试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统,为产品的形成奠定了基础。

总起来说,超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强,形态的大体积强磁场装置,开始形成了相应的高技术产业,但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用,特别是可能形成大规模市场产品的开拓,根据不完全的了解,目前主要进行的工作有:

1在材料科学方面

(1)热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0~15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究,并作其力学性能和磁场的关系的定量分析,应用前景十分看好。

(2)功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展,某些材料纤维的电导率经强磁场处理后,可达铜电导率的1/10,是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。

(3)强磁场下金属凝固理论与技术研究。

(4)NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中,采用4~5特斯拉强磁场取向,可大大提高性能,国外已开始实际应用。

2在生物工程与医疗应用方面

(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化;血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。

(2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。

(3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。

3在工业应用方面

除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外,近年来,国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用;研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用;研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用;通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性;通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。

4在农业应用方面

强磁场范文篇7

知识目标

1.理解磁感应强度B的定义及单位.

2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.

3.知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.

4.知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.

5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向.

能力目标

1.通过演示磁场对电流作用的实验,培养学生总结归纳物理规律的能力.

2.通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力.

情感目标

通过对安培定则的学习,使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力,还需要严谨细密的科学态度.

教材分析

关于安培力这一重要的内容,需要强调:

1.安培力的使用条件:磁场均匀,电流方向与磁场方向垂直。

2.电流方向与磁场方向平行时,安培力具有最小值。电流方向与磁场方向垂直时,安培力具有最大值。

教法建议

由于前面我们已经学习过电场的有关知识,讲解时可以将磁场和电场进行类比,以加深学生对磁场的有关知识的理解。例如:电场和磁场相互对比,电场线与磁感线相互对比,磁感应强度与电场强度进行对比等等。

在上一节的基础上,启发学生回忆电场强度的定义,对比说明引入磁场强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。为了让学生更好的理解磁场,可以在实验现象的基础上引导学生进行讨论。

教学设计方案安培力磁感应强度

一素质教育目标

(一)知识教学点

1.理解磁感应强度B的定义及单位.

2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.

3.知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.

4.知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.

5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向.

(二)能力训练点

1.通过演示磁场对电流的作用的实验,培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.

2.通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想像能力.

(三)德育渗透点

通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应,说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,刻苦勤奋地学习和工作,善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要,鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为国家做贡献.

(四)美育渗透点

通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志,让学生感受物理学家们的人格美、情操美.

二学法引导

1.教师通过演示实验法直观教学,决定安培力大小的因素,通过启发讲解,帮助学生归纳总结公式

及B的定义式.结合练习法使学生掌握左手定则使用.

2.学生认真观察实验,在教师启发的指导下总结规律,积极动手动脑理解公式,掌握左手定则的应用.

三重点、难点、疑点及解决办法

1.重点

(1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为:

(2)掌握左手定则.

2.难点

对左手定则的理解.

3.疑点

磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.

4.解决办法

以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.

四课时安排

1课时

五教具学具准备

铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线.

六师生互动活动设计

教师先通过实验,学生观察分析、讨论、总结出安培力.

公式

,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解

公式的意义,借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间,理解掌握左手定同.

七教学步骤

(一)明确目标

(略)

(二)整体感知

本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱性质,根据磁场力的性质用定义法定义描述磁场的强弱,用磁感线形象地反映磁场的强弱,同时利用定义式来计算安培力的大小,

再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向.

(三)重点、难点的学习与目标完成过程

1.磁场对电流的作用

用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力──安培力来研究磁场的强弱.

2.决定安培力大小的因素有哪些?

利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关

(1)与电流的大小有关.

保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小.

请学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小.

实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小.

(2)与通电导线在磁场中的长度有关.

保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小.

实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小.

(3)与导线在磁场中的放置方向有关.

保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0°时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90°的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于

和最大值之间.

3.磁感应强度

总结归纳以上实验现象,用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL

用B表示这一比值,有

.B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变.表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱.因而我们可以用比值

来表示磁场的强弱.把它叫做磁感应强度.

定义:磁感应强度

单位:特斯拉,符号为T

常见的地磁场磁感应强度大约是

,永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是

用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向,磁感线越密处,磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同,称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点,请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布.

在非匀强磁场中,用

量度磁感应强度时,导线长L应很短,电流近似处在匀强磁扬中.

4.安培力的大小和方向.

根据磁感应强度的定义式,可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为:

举例计算安培力的大小.

安培力的方向如何呢?还过前面的演示实验现象可知,通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系.人们通过大量的实验研究,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律──左手定则.

左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.

应该注意的是:若电流方向和磁场方向垂直,则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直;若电流方向和磁场方向不垂直,则磁场力的方向仍垂直于电流方向,也同时垂直于磁场方向.

(四)总结、扩展

本节课我们学习了磁场对电流的作用──安培力,通过研究安培力的大小,我们定义了反映磁场强弱的物理量──磁感应强度

,同时,我们可以据此求解安培力的大小,安培力的方向用左手定则来确定.

如果磁场方向不与电流方向垂直,安培力的大小

,方向仍可用左手定则判定.

八布置作业

九板书设计

第三节安培力磁感应强度

1.磁场对电流有力的作用

2.决定安培力大小的因素

(1)与电流大小有关.

(2)与导线在磁场中的长度有关.

(3)与导线在磁场中的放置方向有关.

3.磁感应强度

定义:

单位:特斯拉(T)

4.安培力的大小

强磁场范文篇8

知识目标

1.理解磁感应强度B的定义及单位.

2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.

3.知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.

4.知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.

5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向.

能力目标

1.通过演示磁场对电流作用的实验,培养学生总结归纳物理规律的能力.

2.通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力.

情感目标

通过对安培定则的学习,使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力,还需要严谨细密的科学态度.

教材分析

关于安培力这一重要的内容,需要强调:

1.安培力的使用条件:磁场均匀,电流方向与磁场方向垂直。

2.电流方向与磁场方向平行时,安培力具有最小值。电流方向与磁场方向垂直时,安培力具有最大值。

教法建议

由于前面我们已经学习过电场的有关知识,讲解时可以将磁场和电场进行类比,以加深学生对磁场的有关知识的理解。例如:电场和磁场相互对比,电场线与磁感线相互对比,磁感应强度与电场强度进行对比等等。

在上一节的基础上,启发学生回忆电场强度的定义,对比说明引入磁场强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。为了让学生更好的理解磁场,可以在实验现象的基础上引导学生进行讨论。

教学设计方案安培力磁感应强度

一素质教育目标

(一)知识教学点

1.理解磁感应强度B的定义及单位.

2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.

3.知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.

4.知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.

5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向.

(二)能力训练点

1.通过演示磁场对电流的作用的实验,培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.

2.通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想像能力.

(三)德育渗透点

通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应,说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,刻苦勤奋地学习和工作,善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要,鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为国家做贡献.

(四)美育渗透点

通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志,让学生感受物理学家们的人格美、情操美.

二学法引导

1.教师通过演示实验法直观教学,决定安培力大小的因素,通过启发讲解,帮助学生归纳总结公式

及B的定义式.结合练习法使学生掌握左手定则使用.

2.学生认真观察实验,在教师启发的指导下总结规律,积极动手动脑理解公式,掌握左手定则的应用.

三重点、难点、疑点及解决办法

1.重点

(1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为:

(2)掌握左手定则.

2.难点

对左手定则的理解.

3.疑点

磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.

4.解决办法

以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.

四课时安排

1课时

五教具学具准备

铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线.

六师生互动活动设计

教师先通过实验,学生观察分析、讨论、总结出安培力.

公式

,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解

公式的意义,借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间,理解掌握左手定同.

七教学步骤

(一)明确目标

(略)

(二)整体感知

本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱性质,根据磁场力的性质用定义法定义描述磁场的强弱,用磁感线形象地反映磁场的强弱,同时利用定义式来计算安培力的大小,

再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向.

(三)重点、难点的学习与目标完成过程

1.磁场对电流的作用

用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力──安培力来研究磁场的强弱.

2.决定安培力大小的因素有哪些?

利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关

(1)与电流的大小有关.

保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小.

请学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小.

实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小.

(2)与通电导线在磁场中的长度有关.

保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小.

实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小.

(3)与导线在磁场中的放置方向有关.

保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0°时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90°的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于

和最大值之间.

3.磁感应强度

总结归纳以上实验现象,用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL

用B表示这一比值,有

.B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变.表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱.因而我们可以用比值

来表示磁场的强弱.把它叫做磁感应强度.

定义:磁感应强度

单位:特斯拉,符号为T

常见的地磁场磁感应强度大约是

,永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是

用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向,磁感线越密处,磁感应强度大、磁场强.若磁感应强度大小和方向处处相同,称为匀强磁场.根据匀强磁场的特点,请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布.

在非匀强磁场中,用

量度磁感应强度时,导线长L应很短,电流近似处在匀强磁扬中.

4.安培力的大小和方向.

根据磁感应强度的定义式,可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为:

举例计算安培力的大小.

安培力的方向如何呢?还过前面的演示实验现象可知,通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系.人们通过大量的实验研究,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律──左手定则.

左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.

应该注意的是:若电流方向和磁场方向垂直,则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直;若电流方向和磁场方向不垂直,则磁场力的方向仍垂直于电流方向,也同时垂直于磁场方向.

(四)总结、扩展

本节课我们学习了磁场对电流的作用──安培力,通过研究安培力的大小,我们定义了反映磁场强弱的物理量──磁感应强度

,同时,我们可以据此求解安培力的大小,安培力的方向用左手定则来确定.

如果磁场方向不与电流方向垂直,安培力的大小

,方向仍可用左手定则判定.

八布置作业

九板书设计

第三节安培力磁感应强度

1.磁场对电流有力的作用

2.决定安培力大小的因素

(1)与电流大小有关.

(2)与导线在磁场中的长度有关.

(3)与导线在磁场中的放置方向有关.

3.磁感应强度

定义:

单位:特斯拉(T)

4.安培力的大小

强磁场范文篇9

(一)知识与技能

1.理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。

2.能用磁感应强度的定义式进行有关计算。

(二)过程与方法

通过观察、类比(与电场强度的定义的类比)使学生理解和掌握磁感应强度的概念,为学生形成物理概念奠定了坚实的基础。

(三)情感态度与价值观

培养学生探究物理现象的兴趣,提高综合学习能力。

二、重点与难点:

磁感应强度概念的建立是本节的重点(仍至本章的重点),也是本节的难点,通过与电场强度的定义的类比和演示实验来突破难点

三、教具:蹄形磁铁,低压电源,多媒体等。

四、教学过程:

(一)复习上课时知识后引入

要点:磁场的概念。提问、引入新课:磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢?(紧接着教师提问以下问题.)1.哪个物理量来描述电场的强弱和方向?[学生答]用电场强度来描述电场的强弱和方向.2.电场强度是如何定义的?其定义式是什么?

[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的,其定义式为E=F/q过渡语:今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.

(二)新课讲解-----第二节、磁感应强度1.磁感应强度的方向

演示让小磁针处于条形磁铁产生的磁场和竖直方向通电导线产生的磁场中的各个点时,小磁针的N极所指的方向不同,来认识磁场具有方向性,明确磁感应强度的方向的规定。

板书小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向

过渡语:能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢?

2.磁感应强度的大小

演示1用不同的条形磁铁所能吸起的铁钉的个数是不同的,说明磁场有强弱。

演示2探究影响通电导线受力的因素(如图)

先介绍匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。后定性演示(控制变量法)①保持通电导线的长度不变,改变电流的大小②保持电流不变,改变通电导线的长度。让学生观察导线受力情况。

板书1精确实验表明,通电导线和磁场方向垂直时,通电导线受力(磁场力)大小

写成等式为:F=BIL①

式中B为比例系数。

注意:①B与导线的长度和电流的大小无关②在不同的磁场中B的值不同(即使同样的电流导线的受力也不样)

再用类比电场强度的定义方法,从而得出磁感应强度的定义式

板书2磁感应强度的大小(表征磁场强弱的物理量)

(1)定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的力(安培力)F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。符号:B说明:如果导线很短很短,B就是导线所在处的磁感应强度。其中,I和导线长度L的乘积IL称电流元。(2)定义式:②(3)单位:在国际单位制中是特斯特,简称特,符号T.1T=N/A·m(4)物理意义:磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量.对B的定义式的理解:

①要使学生了解比值F/IL是磁场中各点的位置函数。换句话说,在非匀强磁场中比值F/IL是因点而异的,也就是在磁场中某一确定位置处,无论怎样改变I和L,F都与IL的乘积大小成比例地变化,比值F/IL跟IL的乘积大小无关。因此,比值F/IL的大小反映了各不同位置处磁场的强弱程度,所以人们用它来定义磁场的磁感应强度。还应说明F是指通电导线电流方向跟所在处磁场方向垂直时的磁场力,此时通电导线受到的磁场力最大。

②有的学生往往单纯从数学角度出发,曲公式B=F/IL得出磁场中某点的B与F成正比,与IL成反比的错误结论。

③应强调说明对于确定的磁场中某一位置来说,B并不因探测电流和线段长短(电流元)的改变而改变,而是由磁场自身决定的;比值F/IL不变这一事实正反映了所量度位置的磁场强弱程度是一定的。

例磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流强度是2.5A,导线长1cm,它受到的安培力为5×10-2N,则这个位置的磁感应强度是多大?解答:

介绍一些磁场的磁感应强度值。(P89表3。2-1)

(三)小结:可继续类比磁场与静电场,小结出以下两个方面:

一是电场力与磁场力在方向上是有差异的。电场力的方向总是与电场强度E的方向相同或相反;而磁场力的方向恒与磁感应强度B的方向垂直。

二是E和B在引入方法上也是有差异的。在电场强度E的引入中,考虑到的是电场中检验电荷所受的力F与检验电荷所带电量q之比;而在磁感应强度B的引入中,考虑的是磁场中检验电流元所受的力F与乘积IL之比。

(四)巩固新课:(1)指导学生阅读“科学漫步”。

强磁场范文篇10

因为力矩电机的转子具有强磁场,所以要求装配场地内必须清洁,不能有灰尘、毛絮、杂物等,特别是要对力矩电机的定子和转子进行清洁防护,以保证圆环形力矩电机的装配和使用精度。装配前要对与之配合的机械零部件进行清洁,不允许残留铁屑等杂物,并将与装配无关的铁质零件和工具移出装配区域。禁止用力拖拽电缆,电缆出线端部要做好绝缘处理。操作人员需将手表、手机及金属饰品等取下,放置在安全区域内,防止由于强磁性而损坏。

2定子的装配

我公司选用的力矩电机定子外径φ2300mm,由于直径过大制造和运输比较困难,所以将整圆均匀分成9块进行组合安装。安装定子时首先将9块定子进行编号,并按顺序放置在机械部件的安装位置上,做好把合螺钉孔的装配标记。装配时要保证定子上的冷却水孔与机械部件上的冷却水孔对正,以保证能对定子进行正常的水冷却,确保力矩电机的正常工作。定子内圆面与机械部件的垂直定位面保证0.04mm的间隙,并控制每块定子之间的间隙均匀,间隙值约为0.4mm左右。在紧固定子把合螺钉前要将防水密封圈安装在定子的密封槽内,注意槽上的棱角,避免划伤密封圈,影响密封效果。紧固把合螺钉时要求使用力矩扳手,锁紧力矩约为83Nm,按40%、70%、100%分3次进行锁紧,锁紧后配作销钉孔,装入销钉。在定子的整个装配过程中必须注意装配环境的清洁,避免铁屑等杂物吸附在定子上损坏线圈,如果有铁屑等杂物已经吸附在定子上,可以使用橡皮泥将其取下。

3转子的装配

我公司选用的转子外径同样为φ2300mm,与定子一样,为了制造和运输的方便,转子也将整圆平均分成12块进行组合安装。因为转子具有强磁场,所以每块都带有N极和S极标志,并且在安装时必须N极和S极交替分布。装配时转子内圆面与机械部件的垂直定位面之间保证0.15mm间隙,这比定子间隙值要大一些,同时控制每块转子之间间隙均匀,约为0.4mm左右,这与定子要求相同。锁紧转子把合螺钉时同样要求使用力矩扳手,锁紧力矩约为83Nm,按40%,70%,100%分3次进行锁紧,锁紧后配作销钉孔,装入销钉。因为转子具有强磁场,所以在装配过程中更要注意装配环境的清洁,特别是永磁片部分更要注意保护。如果有铁屑吸附到转子上同样可以使用橡皮泥取下,如果工具吸附上用手很难直接取下,这时可以使用木楔块和锤子进行辅助,将工具与转子进行分离取下。在存放转子时注意不能叠放。

4定子和转子的组装