铁块受到磁场的吸引力的大小,这个力是什么力

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/25 08:29:55
铁块受到磁场的吸引力的大小,这个力是什么力
若一块钕铁硼稀土永磁材料规格是50mm*50mm*25mm,磁能积400kJ/M3,一块铁块是1cm边长的立方体,两者紧吸是多大的力能把他们分开.(条件如果不够,帮忙据实添一下)

计算的公式是什么,详细介绍一下,在初中会学到吗

应该是只能近似计算吧。

我回去细想了一下,这个实在很难。你就别指望初中能学到啦,我大学就是物理专业的,水平中上,都没法精确的计算,更何况初中呢?我推导出一个相当近似的大约在上限范围的公式(之所以说它相当近似,是因为其中要涉及许多复杂的微积分运算,我没去算,而是用大略相当的常数来代替运算的结果),而且其中仍有两项是待定的。
已知:磁能密度w=4*10^5(J/m^3),铁块与磁铁的接触面积S=10^-4(m^2)。
设:磁场强度为H,铁块的磁场感应强度为B,钕铁硼稀土永磁材料的磁场感应强度为B',铁块的相对磁导率为u,钕铁硼稀土永磁材料的相对磁导率为u',真空的绝对磁导率为U,形成铁块磁场的分子电流用一单匝线圈来等效,其中的电流为I,其半径为r,磁场线在接触面上与接触面的法线的夹角为A,铁块与磁铁间的力为F。
w=HB'/2,B'=u'UH,B=uUH,B=(U/2)(I/r)(这个公式中有简化近似的成分,本来这还与铁块的高度有关,但影响不太大,而计算又很困难),F=sinA*B'I(2πr)。
联立以上四式可得:F=sinA*B'(2rB/U)(2πr)=(4πrr)sinA(B'B/U)=(4S)sinA(B'uUH/U)=(4S)sinA(u*2w)=8uwSsinA。
不同的铁质材料u是不同的,并且磁化程度的不同,u也有很大的不同,一般它在几十到几百之间,这是一个很大的不确定因素,如果有详细的关于这种铁块的磁化曲线(常称为磁滞回线)的资料,那么这个u还是可以定得很准的,但这种曲线没有,就算有,相关的推算也比较麻烦。为了能进行估算,就取u=100。
角度A很小,且各处都不相同(越靠近磁极的中间,它越小;越边缘越大,由此还导致磁力在边缘处不仅有垂直于接触面的分量,还有平行于接触面的指向中间的分量),磁铁的形状尺寸(就是你说的那个规格)以及内部的磁化情况决定了这个角度的分布,但相关的计算又是十分困难!这是另一个很大的不确定因素,我就凭经验取A≈1°,相应的sinA≈0.02。
如此,把已知数据代入F=8uwSsinA,可算得F≈560N,相当于