2021-2022学年高二物理竞赛课件：铁磁质.pptx

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1、铁磁质铁磁质例例 一矩磁材料用作电子计算机存储元件，其外一矩磁材料用作电子计算机存储元件，其外直径为直径为0.8mm，内径，内径0.5mm，高，高0.3mm。若磁芯。若磁芯已被磁化（如图），现需将磁芯的磁化方向全部已被磁化（如图），现需将磁芯的磁化方向全部翻转，求长直导线中脉冲电流的峰值至少多大？翻转，求长直导线中脉冲电流的峰值至少多大？（已知矫顽力（已知矫顽力 ）磁芯中的磁感线为与磁芯共轴同心圆，磁芯中的磁感线为与磁芯共轴同心圆，由安培环路定理由安培环路定理解：磁芯基本工作原理：外磁场一超解：磁芯基本工作原理：外磁场一超过矫顽力，过矫顽力，磁化方向就立即翻转。磁化方向就立即翻转。即当在即当在

2、 处的处的 定值时，磁芯的磁定值时，磁芯的磁化方向就能翻转化方向就能翻转铁磁质的磁化机制铁磁质的磁化机制（1）磁畴）磁畴由于相邻原子中的电子间很强的相互由于相邻原子中的电子间很强的相互作用而形成的作用而形成的自发磁化自发磁化小区域。小区域。显示磁畴结构的显示磁畴结构的Fe2O3粉末粉末磁畴结构示意图磁畴结构示意图无无外外磁磁场场有有外外磁磁场场（2）铁磁质的磁化）铁磁质的磁化磁质的特征和应用磁质的特征和应用（1）铁磁质的特征）铁磁质的特征 磁导率磁导率不是一个常量，它的值不仅决定于原不是一个常量，它的值不仅决定于原线圈中的电流，还决定于铁磁质样品线圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史磁化的

3、历史，B 和和H 是是非线性非线性关系；关系；有很大的磁导率有很大的磁导率 ，放入线圈中时可以使磁场，放入线圈中时可以使磁场增强增强102 104倍；倍；有有剩磁剩磁、磁饱和磁饱和及及磁滞磁滞现象；现象；温度超过温度超过居里点居里点时，磁畴瓦解，铁磁质转变为时，磁畴瓦解，铁磁质转变为顺磁质顺磁质。铁磁质特性的理论解释铁磁质特性的理论解释当外磁场增强，直至磁畴沿着外磁场方向排列，当外磁场增强，直至磁畴沿着外磁场方向排列，磁化达到饱和。磁化达到饱和。外磁场作用下，各个磁畴的磁矩趋向外磁场方向排外磁场作用下，各个磁畴的磁矩趋向外磁场方向排列产生很大的附加磁场，所以列产生很大的附加磁场，所以 ，很大。

4、很大。由于铁磁质中存在掺杂等原因，各磁畴间存在某由于铁磁质中存在掺杂等原因，各磁畴间存在某种摩擦，在外磁场撤去后，种摩擦，在外磁场撤去后，磁畴不会回到原来混乱排磁畴不会回到原来混乱排列状态，铁磁质就有剩磁现象。列状态，铁磁质就有剩磁现象。dT=Tc （居里温度），磁畴瓦解，（居里温度），磁畴瓦解，铁磁质退化成铁磁质退化成顺磁质。顺磁质。O软软磁材料磁材料O硬硬磁材料磁材料O矩矩磁铁氧体材料磁铁氧体材料易磁化，易磁化，Bmax很大，很大，但矫顽力小（电但矫顽力小（电磁铁）磁铁）剩磁强，矫剩磁强，矫顽力大顽力大（永磁（永磁铁铁“永磁王永磁王”）当外磁场当外磁场Hc时，磁化方时，磁化方向立即翻转向立

5、即翻转（计算机存（计算机存储元件）储元件）铁磁性材料分类和应用铁磁性材料分类和应用磁屏蔽磁屏蔽 把磁导把磁导率不同的两率不同的两种磁介质放种磁介质放到磁场中，到磁场中，在它们的交在它们的交界面上磁场界面上磁场要发生突变，要发生突变，引起了磁感引起了磁感应线的折射应线的折射.磁屏蔽示意图磁屏蔽示意图面电流密度面电流密度OOEx 一无限长的圆柱形导体，半径为一无限长的圆柱形导体，半径为R，通有电流，通有电流I1.计算空腔中心计算空腔中心O点的磁感应强度点的磁感应强度B；2.计算空腔内任何一点的磁感应强度计算空腔内任何一点的磁感应强度B；3.计算计算O O连线上的连线上的A点的磁感应强度点的磁感应强度B（A点正好在点正好在圆柱壁上）。圆柱壁上）。圆圆柱体内的柱体内的电电流密度：流密度：解：解：1.空腔中心空腔中心O点点的磁感的磁感应应强强度度B为实为实心心圆圆柱体在柱体在O点的点的磁感磁感应应强强度度 3.A点的磁感应强度点的磁感应强度BB2B1r2r1aOrO2.空腔内任一点磁感空腔内任一点磁感应应强强度：度：例例 求无限大平面电流的磁场求无限大平面电流的磁场 解解 面对称面对称 推广：推广：有厚度的无限大平面电流有厚度的无限大平面电流 在外部在外部 在内部在内部 x