托卡馬克磁約束裝置

1、托卡馬克磁約束裝置托卡馬克磁約束裝置 一類控制熱核聚變的裝置。用特殊形態(tài)的磁場把氘、一類控制熱核聚變的裝置。用特殊形態(tài)的磁場把氘、氚等輕原子核和自由電子組成的、處于熱核反應(yīng)狀態(tài)的氚等輕原子核和自由電子組成的、處于熱核反應(yīng)狀態(tài)的超高溫等離子體約束在有限的體積內(nèi)，使它受控制地發(fā)超高溫等離子體約束在有限的體積內(nèi)，使它受控制地發(fā)生大量的原子核聚變反應(yīng)，釋放出原子核所蘊(yùn)藏的能量生大量的原子核聚變反應(yīng)，釋放出原子核所蘊(yùn)藏的能量。磁約束熱核聚變是當(dāng)前開發(fā)聚變能源中最有希望的途。磁約束熱核聚變是當(dāng)前開發(fā)聚變能源中最有希望的途徑，是等離子體物理學(xué)的一項(xiàng)重大應(yīng)用。徑，是等離子體物理學(xué)的一項(xiàng)重大應(yīng)用。 電磁爐電磁爐

2、電磁爐采用磁場感應(yīng)電流（又稱為渦流）的加熱原理，通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時(shí)，鍋具即切割交變磁力線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵分子高速無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能使器具本身自行高速發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物。 磁懸浮列車磁懸浮列車磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，排斥力使列車懸浮起來。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進(jìn)。列車頭的電磁體（N極）被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體（S極）所吸引，同

3、時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥。東漢王充在東漢王充在論衡論衡中寫道：中寫道：“司南之杓司南之杓, ,投之于地投之于地, ,其柢指南其柢指南”最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被最初發(fā)現(xiàn)的磁體是被稱為稱為“天然磁石天然磁石”的的礦物礦物, ,其中含有主要成其中含有主要成分為分為FeFe3 3OO4 4, ,能吸引其能吸引其他物體他物體, ,很像磁鐵很像磁鐵2.2.磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)磁性：能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)1.1.永磁體：天然磁石和人造磁鐵永磁體：天然磁石和人造磁鐵3.3.磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極小磁針靜止時(shí)小磁針靜止時(shí) 指南的磁極叫做指南的磁極叫做南

4、極南極, ,又叫又叫S S極極; ; 指北的磁極叫做指北的磁極叫做北極北極, ,又叫又叫N N極極4.4.磁極間的相互作用磁極間的相互作用: : 同名磁極相斥，異名磁極相吸同名磁極相斥，異名磁極相吸* *5.5.變無磁性物體為有磁性物體叫變無磁性物體為有磁性物體叫磁化磁化, , 變有磁性物體為無磁性物體叫變有磁性物體為無磁性物體叫退磁退磁思考：是否只有磁鐵周圍才存在磁場思考：是否只有磁鐵周圍才存在磁場? ?一、磁現(xiàn)象一、磁現(xiàn)象【問題】【問題】 1. 1.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似？電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何相似？ 2. 2.都是通過什么發(fā)生相互作用的呢都是通過什么發(fā)生相互作用的呢? ?電場和磁場一樣都是一

5、種物質(zhì)電場和磁場一樣都是一種物質(zhì)3.3.電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何區(qū)別？電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象有何區(qū)別？4.4.為什么丹麥物理學(xué)家奧斯特相為什么丹麥物理學(xué)家奧斯特相信電和磁之間存在關(guān)系？信電和磁之間存在關(guān)系？5.5.為什么之前的實(shí)驗(yàn)都失敗了？為什么之前的實(shí)驗(yàn)都失敗了？縱向力縱向力橫向作用橫向作用二、電流的磁效應(yīng)二、電流的磁效應(yīng)奧斯特實(shí)驗(yàn)奧斯特實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：導(dǎo)線應(yīng)沿注意事項(xiàng)：導(dǎo)線應(yīng)沿南北南北方向方向水平水平放置放置實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論: :通電導(dǎo)線周圍存在磁場通電導(dǎo)線周圍存在磁場, ,即電流可以即電流可以產(chǎn)生磁場產(chǎn)生磁場磁體磁體磁體磁體磁場磁場磁體磁體電流電流磁場磁場結(jié)論：結(jié)論： 磁體對通電導(dǎo)體有磁體對通電導(dǎo)體有力

6、的作用力的作用問題：問題： 磁體和通電導(dǎo)體之間磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過什么的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？發(fā)生的呢？磁場與電流之間的相互作用磁場與電流之間的相互作用問題：問題： 磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過磁體和通電導(dǎo)體之間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？什么發(fā)生的呢？磁體磁體電流電流磁場磁場問題：問題：電流與電流之間是否有力的作用？電流與電流之間是否有力的作用？結(jié)論結(jié)論: :同向電流相互吸引。同向電流相互吸引。結(jié)論結(jié)論: :反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。問題：問題： 電流和電流之間的相互作電流和電流之間的相互作用力是通過什么發(fā)生的呢？用力是通過什么發(fā)生的呢？電流的磁

7、效應(yīng)：電流的磁效應(yīng)： 電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場電流能在周圍空間產(chǎn)生磁場. .電流電流電流電流磁場磁場 磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)磁場對放入其中的磁體或通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生磁力作用。體會(huì)產(chǎn)生磁力作用。 （磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之（磁體之間、磁體與通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互間、通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的）作用都是通過磁場發(fā)生的）三、磁場的基本性質(zhì)三、磁場的基本性質(zhì)磁體磁體磁體磁體磁場磁場電流電流電流電流四、地磁場四、地磁場1.1.地球是一個(gè)巨大的磁體地球是一個(gè)巨大的磁體2.2.地球周圍空間存在的磁場叫地磁場地球周圍空間存在的磁場叫地磁場3.3.地磁的北極在地理的地磁的北極在地理的南極附近南極附近, ,地磁的南極在地磁的南極在地理的北極附近地理的北極附近, ,但兩者但兩者并不完全重合并不完全重合, ,它們之間它們之間的夾角稱為磁偏角的夾角稱為磁偏角4.4.磁偏角的數(shù)值在地球上磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是不同的不同地方是不同的下列關(guān)于磁場的說法中,正確的是 ( )A磁場跟電場一樣,是人為假設(shè)的B磁極或電流在自己周圍的空間會(huì)產(chǎn)生磁場C指南針指南說明地球周圍有磁場D磁極對磁極的作用、電流對電流的作用都是通過磁場發(fā)生的 下列說法中正確的是 （ ）A磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極,任何磁體都有兩個(gè)磁極B磁體與磁體間的相互作用是通過磁場