[发明专利]一种磁体受磁场力做功模型

说明书

所属技术领域：

用于动力领域。

背景技术

对于磁场性质(图1)，磁场不是保守场，是涡旋场。根据磁场这一性质，在磁场中找一个回路，用一个长而细的磁棒(图2)，让磁棒的一极在磁场中沿回路运动，另一极在场外不受场力作用。可以达到使磁场在一个完整地闭合回路中对磁棒做的总功大于零。

磁棒长而细具有以下意义：磁棒足够长，是指磁棒可以只有一端受到外界磁场力而另一端离磁场足够远认为不受磁场力作用。磁棒足够细，是指磁棒的磁极相对外磁场可以看成一个点，受磁场力时，可简化为只受磁场一点的力，这一点磁场大小方向为一个具体值。这样可以大大简化分析磁棒在磁场中的受力情况，并容易实施。模型简化之后，就可以分析磁棒运动过程中受磁场力的情况。用永磁体产生一个磁场，在磁场中指定一个回路(如图4)，让磁棒按照指定的回路在磁场中运动，并改变磁棒的姿态，在运动过程中磁棒会受到磁场力做功。由于磁场的非保守性质，磁棒受到的磁场力做功不为零，既然不为零，可以是正，也可以是负，那很容易让磁场做功大于零。而对外界做功。

根据电磁学知识，永磁体端头磁力最强，磁力方向从端头沿垂直磁体表面向外延伸，然后渐渐改变方向指向磁极另一端。从磁极端头向磁体中间移动磁力逐渐变小，如图3所示。根据这一性质，容易找出一个回路，使磁棒整个回路受场力做功总和大于零。

发明内容

根据磁场的非保守性质，用磁棒的一个磁极在磁场中指定的回路中运动，同时改变磁棒姿态，在一个完整回路的运动过程中磁棒受磁场力做功大于零，然后对外界做功。

本发明技术方案是：用一个细长磁棒，仅把磁棒的一个磁极放在磁场中，并按照一个指定的闭合回路在磁场中运动。由于磁场的非保守性，使磁棒在一个完整回路的运动过程中受磁场力做功，并且受磁场力做的正负功总和大于零，从而达到对外界做功的目的。

应用前景

用于动力领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对发明进一步说明。

图1是外界磁场的磁场强度分布图。

图2是在磁场中运动的磁棒的一端。

图3是磁棒受磁场力做功原理图。

图4是磁棒在实际运动过程中的状态图。

图4中1.产生静止磁场的磁体，2.磁场中运动的磁棒，3.磁棒在静止磁场中的运动路径。

具体实施方式

磁棒一个磁极沿着如图4的一个环形回路运动。

第①步，从磁场较弱的区域逆着磁场方向进入磁场，运动到产生磁场的磁体表面附近，此过程需要外界克服场力做功，磁场对磁棒做负功；

第②步，沿着磁体表面运动，由于磁体表面磁场方向垂直向外，那么磁棒就是沿垂直磁场方向运动，进入磁场较强的区域。这一步运动方向与所受场力方向垂直，所以磁场对磁棒不做功；

第③步，磁棒在磁场较强区域沿着磁场相同方向运动，与第①步运动相等距离，这一步磁场对磁棒做正功；

第④步，磁棒沿平行于第②步线路反向运动，回到第①步运动的起点。第④步过程中，磁棒近似垂直于磁场方向运动，从磁力线分布看，磁场实际对磁棒做少量正功，由于场力较小，可认为受场力做功为零。这样磁棒走过一个完整的回路过程。

第①、③步比较，运动距离相等，第①步磁棒沿磁场场力反向运动，场强较弱，磁场做负功较少；第③步磁场沿磁场场力顺向运动，磁场较强，磁场做正功较多。由于做的负功比正功少，总的做功为正。因此在一完整个闭和回路中磁场对磁棒做正功，也就是对外界做正功。