高二物理磁现象和磁场的知识点详解

　　高中物理是一门联系很广泛的学科，在高二的物理学习中会学习到很多知识点，下面学习啦的小编将为大家带来关于磁现象和磁场的知识点的介绍，希望能够帮助到大家。

　　高二物理磁现象和磁场的知识点

　　1、磁现象

　　2、磁场：一种特殊物质，对放入其中的磁体具的力的作用，

　　3、磁感线：为了方便研究磁场假想的曲线

　　1)磁感线是闭合的曲线，在磁体外部由N极指向S极，内部则相反

　　2)曲线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向

　　3)在磁场中任一点小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场方向

　　4)曲线的疏密程度表示该点磁场的强弱(矢量)，越密越强，所以磁感线不能相交

　　4、电流周围的磁场：电流周围存在磁场，其方向由安培定则判定

　　安培定则：1)通电直导线：右手握住导线，大姆指指向电流的方向，四指的指向就是周围磁场的方向

　　2)通电螺线管：右手握住线圈，四指指向电流的方向，大姆指的指向就是磁场的方向

　　附：地磁场的NS极和地理NS极方向相反

　　磁现象简介：

　　磁场　 磁铁吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。磁铁两端磁性强的区域称为磁极，一端为北极(N极)，一端为南极(S极)。实验证明，同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。

　　什么是磁性?简单说来，磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁力方向和强度，来确定物质磁性的强弱。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。

　　在磁极周围的空间中真正存在的不是磁力线，而是一种场，我们称之为磁场。磁性物质的相互吸引等就是通过磁场进行的。我们知道，物质之间存在万有引力，它是一种引力场。磁场与之类似，是一种布满磁极周围空间的场。磁场的强弱可以用假想的磁力线数量来表示，磁力线密的地方磁场强，磁力线疏的地方磁场弱。单位截面上穿过的磁力线数目称为磁通量密度。

　　运动的带电粒子在磁场中会受到一种称为洛仑兹(Lorentz)力作用。由同样带电粒子在不同磁场中所受到洛仑磁力的大小来确定磁场强度的高低。特斯拉是磁通密度的国际单位制单位。磁通密度是描述磁场的基本物理量，而磁场强度是描述磁场的辅助量。特斯拉(Tesla，N)(1886~1943)是克罗地亚裔美国电机工程师，曾发明变压器和交流电动机。

　　物质的磁性不但是普遍存在的，而且是多种多样的，并因此得到广泛的研究和应用。近自我们的身体和周边的物质，远至各种星体和星际中的物质，微观世界的原子、原子核和基本粒子，宏观世界的各种材料，都具有这样或那样的磁性。

　　种类

　　世界上的物质究竟有多少种磁性呢?一般说来，物质的磁性可以分为弱磁性和强磁性，再根据磁性的不同特点，弱磁性又分为抗磁性、顺磁性和反铁磁性，强磁性又分为铁磁性和亚铁磁性。这些都是宏观物质的原子中的电子产生的磁性，原子中的原子核也具有磁性，称为核磁性。但是核磁性只有电子磁性的约千分之一或更低，故一般讲物质磁性和原子磁性都主要考虑原子中的电子磁性。原子核的磁性很低是由于原子核的质量远高于电子的质量，而且原子核磁性在一定条件下仍有着重要的应用，例如现在医学上应用的核磁共振成像(也常称磁共振CT，CT是计算机化层析成像的英文名词的缩写)，便是应用氢原子核的磁性。

　　磁性材料可分为软磁性材料如铁和硬 磁性材料 如钢。

　　磁现象的本质

　　其实就是核外的电子作绕核运动时，形成了环绕原子核的电流圈，这个电流圈产生了磁场，原子就具有了磁性。组成物质的每个原子都是一个小磁体。一般的物体内部无数个相当于小磁体的原子的排列是杂乱无章的，它们的磁性都互相抵消了，所以整个物体不具有磁性。当物体内部的小磁体(原子)的N、S极首尾相接整齐排列时，物体的两端就形成了N极和S极，就具有了磁性。物体磁化的过程就是使物质内部的原子按一定方向排列的过程。

　　一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。许多物质容易磁化。机械表磁化后，走时不准;彩电显像管磁化后，色彩失真，等等。信用卡，银行卡也带有磁性。

　　高二物理漫谈热力学第二定律的知识点

　　一、热力学第二定律建立的历史过程

　　19世纪初，巴本、纽可门等发明的蒸汽机经过许多人特别是瓦特的重大改进，已广泛应用于工厂、矿山、交通运输，但当时人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。热力学第二定律就是在研究如何提高热机效率问题的推动下，逐步被发现的，并用于解决与热现象有关的过程进行方向的问题。

　　1824年，法国陆军工程师卡诺在他发表的论文论火的动力中提出了著名的卡诺定理，找到了提高热机效率的根本途径。但卡诺在当时是采用热质说的错误观点来研究问题的。从1840年到1847年间，在迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的努力下，热力学第一定律以及更普遍的能量守恒定律建立起来了。热动说的正确观点也普遍为人们所接受。1848年，开尔文爵士(威廉汤姆生)根据卡诺定理，建立了热力学温标(绝对温标)。它完全不依赖于任何特殊物质的物理特性，从理论上解决了各种经验温标不相一致的缺点。这些为热力学第二定律的建立准备了条件。

　　1850年，克劳修斯从热动说出发重新审查了卡诺的工作，考虑到热传导总是自发地将热量从高温物体传给低温物体这一事实，得出了热力学第二定律的初次表述。后来历经多次简练和修改，逐渐演变为现行物理教科书中公认的克劳修斯表述。与此同时，开尔文也独立地从卡诺的工作中得出了热力学第二定律的另一种表述，后来演变为更精炼的现行物理教科书中公认的开尔文表述。

　　上述对热力学第二定律的两种表述是等价的，由一种表述的正确性完全可以推导出另一种表述的正确性。

　　二、热力学第二定律的实质

　　1.可逆过程与不可逆过程

　　一个热力学系统，从某一状态出发，经过某一过程达到另一状态。若存在另一过程，能使系统与外界完全复原(即系统回到原来的状态，同时消除了原来过程对外界的一切影响)，则原来的过程称为可逆过程。反之，如果用任何方法都不可能使系统和外界完全复原，则称之为不可逆过程。

　　可逆过程是一种理想化的抽象，严格来讲现实中并不存在(但它在理论上、计算上有着重要意义)。大量事实告诉我们：与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。

　　2.对于开氏与克氏的两种表述的分析

　　克氏表述指出：热传导过程是不可逆的。开氏表述指出：功变热(确切地说，是机械能转化为内能)的过程是不可逆的。

　　两种表述其实质就是分别挑选了一种典型的不可逆过程，指出它所产生的效果不论用什么方法也不可能使系统完全恢复原状，而不引起其他变化。

　　请注意加着重号的语句：而不引起其他变化。比如，制冷机(如电冰箱)可以将热量Q由低温T2处(冰箱内)向高温T1处(冰箱外的外界)传递，但此时外界对制冷机做了电功W而引起了变化，并且高温物体也多吸收了热量Q(这是电能转化而来的)。这与克氏表述并不矛盾。

　　3.不可逆过程的几个典型例子

　　例1(理想气体向真空自由膨胀) 如图1所示，容器被中间的隔板分为体积相等的两部分：A部分盛有理想气体，B部分为真空。现抽掉隔板，则气体就会自由膨胀而充满整个容器。

　　例2(两种理想气体的扩散混合) 如图2所示，两种理想气体C和D被隔板隔开，具有相同的温度和压强。当中间的隔板抽去后，两种气体发生扩散而混合。

　　例3 焦耳的热功当量实验。

　　这是一个不可逆过程。在实验中，重物下降带动叶片转动而对水做功，使水的内能增加。但是，我们不可能造出这样一个机器：在其循环动作中把一重物升高而同时使水冷却而不引起外界变化。由此即可得热力学第二定律的普朗克表述。

　　再如焦耳-汤姆生(开尔文)多孔塞实验中的节流过程和各种爆炸过程等都是不可逆过程。

　　4.热力学第二定律的实质

　　对上面所列举的不可逆过程以及自然界中其他不可逆过程，我们完全能够由某一过程的不可逆性证明出另一过程的不可逆性，即自然界中的各种不可逆过程都是互相关联的。我们可以选取任一个不可逆过程作为表述热力学第二定律的基础。因此，热力学第二定律就可以有多种不同的表达方式。

　　但不论具体的表达方式如何，热力学第二定律的实质在于指出：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，并指出这些过程自发进行的方向。

　　三、热力学第二定律的统计意义

　　热现象是与大量分子无规则热运动相联系的。我们以上述不可逆过程(如例1中理想气体的真空自由膨胀)为例，来简单说明热力学第二定律的统计意义。

　　如图1所示，拉开隔板后，A部分的理想气体将进入B(原为真空)中，从而充满A、B整个空间。这个过程是不可逆的，我们从没有见过这种现象：气体自动地由整个容器收缩到A部分，而使B部分成为真空。这是为什么呢?

　　设容器中有1个分子，它退回到A部分的几率为1/2;设容器中有2个分子，它们全部退回到A部分的几率为1/22=1/4;设容器中有3个分子，它们全部退回A部分的几率为1/23=1/8;设容器中有1mol某种理想气体(约6.021023个分子)。打一个有

　　趣的比喻：假若从动物园中逃出一只黑猩猩，溜进了计算机室，用爪子在键盘上乱按。而将打印出的纸张按顺序装订，恰巧是一部数百万字的巨著大英百科全书。上述几率比这个笑话的几率还要小得不可比拟。

　　通过对上述简单例子的分析，事实上是有一般意义的，即热力学第二定律的统计意义是：一个不受外界影响的孤立系统，其内部发生的过程，总是由几率小的状态向几率大的状态进行，由包含微观状态数目少的宏观状态向包含微观状态数目多的宏观状态进行。

　　四、热力学第二定律的适用范围

　　(1)热力学第二定律是宏观规律，对少量分子组成的微观系统是不适用的。

　　(2)热力学第二定律适用于绝热系统或孤立系统，对于生命体(开放系统)是不适用的。早在1851年开尔文在叙述热力学第二定律时，就曾特别指明动物体并不像一架热机一样工作，热力学第二定律只适用于无生命物质。

　　(3)热力学第二定律是建筑在有限的空间和时间所观察到的现象上，不能被外推应用于整个宇宙。19世纪后半期，有些科学家错误地把热力学第二定律应用到无限的、开放的宇宙，提出了所谓热寂说。他们声称：将来总有一天，全宇宙都是要达到热平衡，一切变化都将停止，从而宇宙也将死亡。要使宇宙从平衡状态重新活动起来，只有靠外力的推动才行。这就会为上帝创造世界等唯心主义提供了所谓科学依据。

　　热寂说的荒谬，在于把无限的、开放的宇宙当做热力学中所说的孤立系统。热力学中的孤立系统与无所不包、完全没有外界存在的整个宇宙是根本不同的。事实上，科学后来的发展已经提供了许多事实，证明宇宙演变的过程不遵守热力学第二定律。正如恩格斯在《自然辩证法》中指出了热寂说的谬误。他根据物质运动不灭的原理，深刻地指出：放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径指明这一途径，将是以后自然科学的课题转变为另一运动形式，在这种运动形式中，它能重新集结和活动起来。热力学第二定律和热力学第一定律一样，是实践经验的总结，它的正确性是由它的一切推论都为实践所证实而得到肯定的。