中国地磁场数据的规律性研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/b916871281.html,

中国地磁场数据的规律性研究

作者：李标

来源：《科技创新导报》2015年第30期

摘要：该文研究了中国科学院空间科学数据库中的地磁场数据，包括1979—1993年北京、成都、兰州、广州、喀什、大连、拉萨、满洲里、乾陵、琼中、泉州、长春、佘山、泰安、通州、乌鲁木齐和武汉等17个地点磁感应强度的水平和垂直分量。该文分析了这些地点地磁场水平和垂直分量的主磁场（和）部分随着地理位置的分布情况，发现和随纬度呈良好线性变化。该文运用本福特定律分析了这些地点地磁场水平和垂直分量的扰动部分（和），并指出各个地点和的首位非零数字分布与本福特定律的差异是由于数据的不完备所导致的。

关键词：地磁场 ;磁感应强度 ;规律性

中图分类号：U666.1 ; ; ; ; 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（c）-0251-02

地磁场具有复杂的空间结构和时间演化过程，是重要的地球物理场之一[1]。地磁场的研

究广泛应用于能源和矿产资源探查、导航、通讯、航天环境监测、气候变化及自然灾害预报等许多领域[2-3]。例如：在自然灾害预报方面人们通过磁场的微弱变化来预测地震[2];在资源探测方面人们通过观测地磁场各分量的变化研究了中国金矿的分布规律[3]。

本福特（Benford）定律是一个广泛应用于生活和经济学中的数字统计定律。例如：在金融行业、科学计算和数字分析中人们运用其评价和验证数据的合理性和真伪性;在物理学中人们发现脉冲星的功率和动能、统计物理的3个重要分布（Boltzmann-Gibbs分布，Bose-Einstein 分布，Fermi-Dirac分布）等均基本满足本福特定律。本福特定律表明：首位非零数字越小的数，其出现的几率越大。以十进制为例：数字，以它们作为首位数字的数出现的几率分别为30.1%、17.6%、12.5%、9.7%、7.9%、6.7%、5.8%、5.1%和4.6%。

该文的目的是研究中国科学院空间科学数据库中我国地磁场数据的规律性，包括1979—1993年北京、成都、兰州、广州、喀什、大连、拉萨、满洲里、乾陵、琼中、泉州、长春、

佘山、泰安、通州、乌鲁木齐和武汉等17个地点磁感应强度的水平和垂直分量。该文首先分析了这些地点地磁场水平分量和垂直分量的主磁场（和）随着地理位置的分布情况，发现和随纬度呈良好线性变化。该文接着运用本福特定律分析了这些地点地磁场水平和垂直分量的扰动部分（和），并指出各个地点和的首位非零数字分布与本福特定律的差异是由于数据的不完备所导致的。该文的研究对于进一步认识和分析我国地磁场的变化规律、预防和研究地质灾害成因等具有一定的帮助。

1 结果与讨论

2020年人教版九年级物理全一册第20单元：电与磁-地磁场 练习

2020年人教版九年级物理全一册第20单元：电与磁 地磁场精选题带答案 一．选择题（共13小题） 1．若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（） A．B． C．D． 2．地球是一个巨大的球体，下列图中有关地磁体的示意图正确的是（）A．B． C．D． 3．如图是我国早期的指南针﹣﹣司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指

南”。“柢”指的是司南长柄，下列说法中正确的是（） ①司南指南北是由于它受到地磁场的作用 ②司南长柄指的是地磁场的北极 ③地磁场的南极在地球地理的南极附近 ④司南长柄一端是磁石的北极。 A．只有①②正确B．只有①④正确C．只有②③正确D．只有③④正确4．玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，船头最后静止时的指向是（） A．向东B．向南C．向西D．向北 5．我国古代四大发明之一指南针之所以能指南北是因为地球周围存在着地磁场，但地理的两极和地磁场的两极并不重合略有偏离，世界上最早发现这一现象的人是（）A．法拉第B．张衡C．奥斯特D．沈括 6．下列说法正确的是（） A．地磁南极就是地理南极

B．磁感线在磁体周围真实存在 C．奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场 D．电动机是利用电磁感应现象制成的 7．关于地磁场，下列说法正确的是（） A．地磁场的N极在地球的地理北极附近 B．地球周围的磁感线从地球地理北极附近出发，回到地球地理南极附近 C．仅在地磁场的作用下，可自由转动的小磁针静止时，N极指向地理的南极附近D．宋代科学家沈括最早发现了地磁场的两极与地理的两极并不完全重合 8．如图所示，关于指南针，下列说法中正确的是（） A．有的指南针只有一个磁极 B．自由转动的指南针，其静止时指南北是由于地磁场的作用 C．指南针的指向不会受到附近磁铁的干扰 D．指南针周围不存在磁场 9．在探究磁现象的活动中下列说法正确的是（） A．在条形磁体周围撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来 B．用磁铁能吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管 C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方 D．把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极

高三物理复习专题--有关地磁场类问题集锦

有关地磁场类问题集锦 1.十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是( ) A.由西向东垂直磁子午线 B.由东向西垂直磁子午线； C.由南向北沿磁子午线方向 D.由赤道向两极沿磁子午线方向 注：磁子午线是地球磁场N 极与S 极在地球表面的连线 2.20世纪50时年代，科学家提出了地磁场的“电磁感应学说”，认为当太阳强烈活动影响地球而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流，此电流产生了地磁场。连续的磁暴作用可维持地磁场。则外地核中的电流方向为（地磁场N 极与S 极在地球表面的连线称为磁子午线）（ ） A.垂直磁子午线由西向东 B 垂直磁子午线由东向西 C.沿磁子午线由南向北 D 沿磁子午线由北向南 ３.根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该（ ） A.带负电 Ｂ带正电 C.不带电 Ｄ无法确定 4.一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由下落的过程中，导线上各点的电势（ ） A.东端最高 B.西端最高 C.中点最高 D.各点一样高 5.在赤道附近有一竖直向下的匀强电场，在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒，由水平位置自静止落下，不计空气阻力，则导体棒两端落地的先后关系是（ ） Ａ.东端先落地 Ｂ.西端先落地 Ｃ.两端同时落地 Ｄ.无法确定 6.在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5Ｔ.如果赤 道上有一条沿东西方向的直导线，长40ｍ，载有20Ａ的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是 （ ） Ａ.4×10－8Ｎ Ｂ.2.5×10－5Ｎ Ｃ.9×10－4Ｎ Ｄ.4×10－2Ｎ 7.关于磁通量的说法中，正确的是（ ） A.穿过一个面的磁通量等于磁感强度和该面面积的乘积 B.在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 C.穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线条数 D.地磁场穿过地球表面的磁通量为零。 8.为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势 来测量海水的流速。假设海洋某处地磁场竖直分量为B=0.5×10－4 T ，水流是南北 流向，如图1所示，将两电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水 流方向。若两电极相距L=20m ，与两电极相连的灵敏电压表读数为U=0.2mV ，则 海水的流速大小为（ ） A.10m/s B.0.2m/s C.5m/s D.2m/s 9.指南针静止时，其N 极指向如图2中虚线所示。若在其上方放置水平方向的导线，并通以直流电，则指南针转向图中实线位置。据此可知（ ） A.导线南北放置，通有向北的电流 B.导线南北放置，通有向南的电流 C.导线东西放置，通有向西的电流 D.导线东西放置，通有向东的电流 10.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系 时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势 代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是：在地磁场作 用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直 导线， 当该导 图1 西 东

北京大学物理实验报告：霍尔效应测量磁场(pdf版)

霍尔效应测量磁场 【实验目的】 (1) 了解霍尔效应的基本原理 (2) 学习用霍尔效应测量磁场 【仪器用具】 仪器名参数 电阻箱? 霍尔元件? 导线? SXG-1B毫特斯拉仪±(1% +0.2mT) PF66B型数字多用表200 mV档±(0.03%+2) DH1718D-2型双路跟踪稳压稳流电源0~32V 0~2A Fluke 15B数字万用表电流档±(1.5%+3) Victor VC9806+数字万用表200 mA档±(0.5%+4) 【实验原理】 (1)霍尔效应法测量磁场原理 若将通有电流的导体至于磁场B之中，磁场B(沿着z轴)垂直于电流I S(沿着x轴)的方向，如图1所示则在导体中垂直于B和I S方向将出现一个横向电位差U H，这个现象称之为霍尔效应。 图 1 霍尔效应示意图 若在x方向通以电流I S，在z方向加磁场B，则在y方向A、A′两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场.当载流子所受的横向电场力F E洛伦兹力F B相等时： q(v×B)=qE 此时电荷在样品中不再偏转，霍尔电势差就有这个电场建立起来。 N型样品和P型样品中建立起的电场相反，如图1所示，所以霍尔电势差有不同的符号，由此可以判断霍尔元件的导电类型。

设P型样品的载流子浓度为p，宽度为w，厚度为的d。通过样品电流I S=pqvwd，则空穴速率v=I S/pqwd，有 U H=Ew=I H B =R H I H B =K H I H B 其中R H=1/pq称为霍尔系数，K H=R H/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度。(2)霍尔元件的副效应及其消除方法 在实际测量过程中，会伴随一些热磁副效应，这些热磁效应有： 埃廷斯豪森效应：由于霍尔片两端的温度差形成的温差电动势U E 能斯特效应：热流通过霍尔片在其端会产生电动势U N 里吉—勒迪克效应：热流通过霍尔片时两侧会有温度差产生，从而又产生温差电动势U R 除此之外还有由于电极不在同一等势面上引起的不等位电势差U0 为了消除副效应，在操作时我们需要分别改变IH和B的方向，记录4组电势差的数据 当I H正向，B正向时：U1=U H+U0+U E+U N+U R 当I H负向，B正向时：U2=?U H?U0?U E+U N+U R 当I H负向，B负向时：U3=U H?U0+U E?U N?U R 当I H正向，B负向时：U4=?U H+U0?U E?U N?U R 取平均值有 1 (U1?U2+U3?U4)=U H+U E≈U H (3)测量电路 图 2 霍尔效应测量磁场电路图 霍尔效应的实验电路图如图所示。I M是励磁电流，由直流稳流电源E1提供电流，用数字万用表安培档测量I M。I S是霍尔电流，由直流稳压电源E2提供电流，用数字万用表毫安档测量I S，为了保证I S的稳定，电路中加入电阻箱R进行微调。U H是要测的霍尔电压，接入高精度的数字多用表进行测量。 根据原理(2)的说明，在实验中需要消除副效应。实际操作中，依次将I S、 I M的开关K1、K2置于(+,+)、(?,+)、(?,?)、(+,?)状态并记录U i即可，其 中+表示正向接入，?表示反向接入。

物理初三(话说地磁场)

物理初三(话说地磁场) 地球是个巨大的磁体，它周围空间存在的磁场叫地磁场。从我国古人发明指南针以来，人们就差不多明白地球存在着南北极对称的磁场。几千年来，人们对那个磁场的存在习以为常，特别少有人对此现象做过深入的研究。最近日本的一个研究小组利用超级电子计算机成功地摸拟出地磁场。然而，观测说明，从19世纪以来，地球磁场强度减少了约一成。因此有人认为，1000年以后地磁场将消逝。也有人认为近年来地磁场强度的减小是临时的，特别快将转为强度增加。因此众说纷起，那么地磁场到底是怎么样的？对地球上的生物有什么作用呢？ 【一】地磁场的两极位置 依照科学家的研究，地磁极的大概位置是：地磁南极在东经140°、南纬67°的南极洲威尔克斯附近；地磁北极在西经100°、北纬76°的北美洲帕里群岛附近。因此地磁南北极和地理的南北极并不重合。科学家还发明，地磁南北极的地理位置不是固定不变，而是在缓慢变化着的。 【二】地磁场的起源 地球存在磁场的缘故还不为人所知，普遍认为是由地核内液态铁的流动引起的。最具代表性的假说是“发电机理论”。1945年，物理学家埃尔萨塞依照磁流体发电机的原理，认为当液态的外地核在最初的微弱磁场中运动，像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场又使原来的弱磁场增强，如此外地核物质与磁场相互作用，使原来的弱磁场不断加强。由于摩擦生热的消耗，磁场增加到一定程度就稳定下来，形成了现在的地磁场。 还有一种假说认为：铁磁质在770℃〔居里温度〕的高温中磁性会完全消逝。在地层深处的高温状态下，铁会达到并超过自身的熔点呈现液态，决可不能形成地球磁场。而应用“磁现象的电本质”来做解释，认为按照物理学研究的结果，高温、高压中的物质，其原子的核外电子会被加速而向外逃逸。因此，地核在6000K的高温柔360万个大气压的环境中会有大量的电子逃逸出来，地幔间会形成负电层。按照麦克斯韦的电磁理论：电动生磁，磁动生电。因此，要形成地球南北极式的磁场，必定需要形成旋转的电场，而地球自转必定会造成地幔负电层旋转，即旋转的负电场，磁场由此而生。 【三】地磁场对生物活动的妨碍 像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北，每年可旅行几千公里，中途往往还要通过汪洋大海，然而还能测定精确的位置。科学家们发明，海龟能通过地球磁场和太阳及其他星体的位置来辨别方向。但关于迁徙中的海龟来说，仅有“方向感”是不够的，它们可能还有一张“地图”，用于明确自己的地理位置，最终到达某个特定的目的地。美国北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校的肯洛曼研究小组发明，绿海龟对不同地理位置间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感”，它们能通过地磁场为自己绘制一张地图。 信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向，也是由于地磁的关心。 【四】地磁场对地球生物的保护 地磁场并不强，但关于地球上的各种生命来说，却显得特别重要。如在地球南北极附近或高纬度地区，有时在晚上会看到一种神奇的灿烂漂亮的彩色光带──极光。当太阳辐射出的带电粒子进入地磁场后，在地磁场的作用下，有害带电粒子沿地磁场的磁感线做螺旋线运动，最终会落到地球两极上空的大气层中，使大气层中的分子电离发光，形成极光。

实验五 地磁场测定

实验五 地磁场测定 一．概述 地磁场作为一种天然磁源，在军事、航空、航海、工业、医学、探矿等科研中有着重要用途。本仪器采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场的重要参量，通过实验可以掌握磁阻传感器定标以及测量地磁场水平分量和磁倾角的方法，了解测量弱磁场的一种重要手段和实验方法，本仪器与其他地磁场实验仪(如正切电流计测地磁场实验仪)相比具有以下优点： 1．实验转盘经过精心设计，可自由转动，方便地调节水平和铅直。内转盘相隔ο180，具有两组游标，这样既提高了测量精度，又消除了偏心差。 2．新型磁阻传感器的灵敏度高达50V/T ，分辨率可达8710~10--T ，稳定性好。用本仪器做实验，便于学生掌握新型传感器定标，及用磁阻传感器测量弱磁场的方法，测量地磁场参量准确度高； 3．本仪器不仅可测地磁场水平分量，而且能测出地磁场的大小与方向，这是正切电流计等地磁场实验仪所不能达到的。 本仪器可用于高校、中专的基础物理实验、综合性设计性物理实验及演示实验。 二．仪器技术要求 1．磁阻传感器 工作电压 6V ，灵敏度50V/T 2．亥姆霍兹线圈 单只线圈匝数N=500匝，半径10cm. 3．直流恒流源 输出电流0—200.0mA 连续可调 4．直流电压表 量程0—19.99mV ，分辨率0.01mV

5．测量地磁场水平分量不确定度小于3% 6．测量磁倾角不确定度小于3% 7．仪器的工作电压AC 220±10V 三．仪器外型

FD-HMC-2型 磁阻传感器与地磁场实验仪 (以下实验讲义和实验结果由复旦大学物理实验教学中心提供) 一．简介 地磁场的数值比较小，约510-T 量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。由于磁阻传感器体积小，灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。 二．实验原理 物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。 HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图1所示。薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式 θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1） 其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。当沿着铁镍合金带的

全国各地区地磁场强度表

磁场： 磁场，物理概念，是指传递实物间磁力作用的场。磁场是一种看不见、摸不着的特殊的场。磁场不是由原子或分子组成的，但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的，所以两磁体不用在物理层面接触就能发生作用。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。 用现代物理的观点来考察，物质中能够形成电荷的终极成分只有电子（带单位负电荷）和质子（带单位正电荷），因此负电荷就是带有过剩电子的点物体，正电荷就是带有过剩质子的点物体。运动电荷产生磁场的真正场源是运动电子或运动质子所产生的磁场。例如电流所产生的磁场就是在导线中运动的电子所产生的磁场。 地磁场： 地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极（magnetic dipole），其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引力。地球磁圈对地球而言有屏障太阳风所挟带的带电粒子的作用。地球磁圈在白昼区(向日面)受到带电粒子的力影响而被挤压，在地球黑夜区（背日面）则向外伸出。 概述：

地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于固体地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于固体地球外部，相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。 行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时，远距离通讯将受到严重影响，甚至中断。假如没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流（通常叫太阳风），就不会受到地磁场的作用发生偏转，而是直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成份可能不是现在的样子，生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。 地磁场强度大约是0.5-0.6高斯，也就是5-6*E-5特斯拉（50-60μT）。

用霍尔效应测量螺线管磁场 物理实验报告

华南师范大学实验报告 学生姓名 学 号 专 业 化学 年级、班级 课程名称 物理实验 实验项目 用霍尔效应测量螺线管磁场 实验类型 □验证 □设计 □综合 实验时间 2012 年 3 月 07 实验指导老师 实验评分 一、 实验目的： 1．了解霍尔效应现象，掌握其测量磁场的原理。 2．学会用霍尔效应测量长直通电螺线管轴向磁场分布的方法。 二、 实验原理： 根据电磁学毕奥－萨伐尔定律，通电长直螺线管线上中心点的磁感应强度为: 2 2 M D L I N B +??μ= 中心 （1） 理论计算可得，长直螺线管轴线上两个端面上的磁感应强度为内腔中部磁 感应强度的1/2： 2 2M D L I N 21B 21B +??μ? ==中心端面 （2） 式中，μ为磁介质的磁导率，真空中的磁导率μ0=4π×10-7 (T ·m/A)，N 为螺线管的总匝数，I M 为螺线管的励磁电流，L 为螺线管的长度，D 为螺线管的平均直径。 三、 实验仪器： 1．FB510型霍尔效应实验仪 2．FB510型霍尔效应组合实验仪（螺线管） 四、 实验内容和步骤： 1. 把FB510型霍尔效应实验仪与FB510型霍尔效应组合实验仪（螺线管）正确连接。把励磁电流接到螺线 管I M 输入端。把测量探头调节到螺线管轴线中心，即刻度尺读数为13.0cm 处，调节恒流源2,使I s =4.00mA ，按下(V H /V s )（即测V H ），依次调节励磁电流为I M =0~±500mA ，每次改变±50mA, 依此测量相应的霍尔电压，并通过作图证明霍尔电势差与螺线管内磁感应强度成正比。 2. 放置测量探头于螺线管轴线中心，即1 3.0cm 刻度处，固定励磁电流±500mA ，调节霍尔工作电流为：I s =0~ ±4.00mA ，每次改变±0.50mA ，测量对应的霍尔电压V H ，通过作图证明霍尔电势差与霍尔电流成正比。 3. 调节励磁电流为500mA ，调节霍尔电流为 4.00mA ，测量螺线管轴线上刻度为X =0.0cm~13.0cm ，每次移动 1cm ，测各位置对应的霍尔电势差。(注意,根据仪器设计,这时候对应的二维尺水平移动刻度读数为：13.0cm 处为螺线管轴线中心，0.0cm 处为螺线管轴线的端面，找出霍尔电势差为螺线管中央一半的数值的刻度位置。与理论值比较，计算相对误差。按给出的霍尔灵敏度作磁场分布B ~X 图。) 五、 注意事项： 图1

地磁场测量的意义

地磁测量的重要意义 地磁场的特点 由于地球本身具有磁性，所以地球及附近的空间存在着磁场, 这个磁场就是地磁场。地磁场是地球的基本资源之一，与人类生活息息相关，它在地球科学、航空航天、资源探测、交通通讯、国防建设、地震预报等领域有着重要的应用。正是因为地磁场有如此重要应用价值，人们对地磁场的测量又迫切的需求。因此，磁场的测量已成为热点课题之一[1]。可以将地磁场近似地看作是地球中心有一个磁铁棒放，它的Ｎ极大体上对着南极，从而产生的磁场，其磁感线性状如图1.1所示。事实上，地球磁场的产生是通过电流在导电液体核中流动的发电机效应产生磁场的。 图1.1 地球磁场示意图 地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分，它们是不同的两种磁场。基本磁场是地磁场的主要组成部分，它源于地球的内部，相对来说比较稳定，变化缓慢。变化磁场起源于地球外部，并且很微弱[2]。 地磁场是一个向量场。常用的地磁参量有7个，即地磁场总强度F，地磁场的水平强度H，垂直强度Z，X和Y分别为水平强度的北向和东向分量，D和I 分别为磁偏角和磁倾角。其中以磁偏角的观测历史为最早。

在地磁场观测中，通常用三个参量来表示地磁场的方向和大小： (1)磁偏角A，即地球表面任一点的地磁场磁感应强度矢量B所在的垂直平面（地磁子午面）与地理子午面之间的夹角； (2) 磁倾角Φ，即地磁场磁感应强度矢量B与水平面之间的夹角； (3) 地磁场磁感应强度的水平分量B，即地磁场磁感应强度矢量B在水平面 上的投影[3]。 地磁场的重要应用 地磁场数值较小约0. 5 ×10- 4T，其强度与方向也随地点而异。地磁场被视 为地球的一种重要的天然磁源，它在国家科研中有着重要用途。在地球科学的研究中，作为以地球系统的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科，研究和掌握地磁场的固有特性及其变化规律是地球科学研究的重要内容。在交通运输方面，可以通过检测由于车辆干扰而引起的地磁场的变化来反应车辆本身的特点及运动情况[4]。 除此之外，地磁还可以用于石油定向斜井钻井中；在海洋中，进行地磁测量可以保证航海的安全、海洋工程建设及了解海底构造；在陆地上，人们通过大规模的地磁测量及分析地磁偏角的变化去测定强磁性铁矿床、弱磁性铁矿床以及铜、镍、铬、金刚石等各种矿石的分布；在科学研究方面，地磁测量有助于人类了解地球的成因和延边过程，掌握火山的活动规律，地震预报等[5]；在军事上，可以作为战场环境重要参数对军事斗争的前期准备、部队战斗力的发挥都具有重要意义。 目前国内外在石油开采中，大都利用地磁测量和地磁偏角进行地下储油分布及及其构造的探测。 虽然人们天天生活在地球磁场的影响下，但是我们却无法靠自身的五官来感受和估计地磁场的大小和方向。所以利用地球磁场固有特点，设计和制备应用于地磁测量的磁性传感器，这对于地球科学、航天航空、资源探测、交通运输、空间天气、测绘等诸多技术领域都拥有巨大的应用价值。

地磁场及其基本要素

第一节地磁场及其基本要素 地磁场：地球周围存在的磁场。 地磁场三要素: 磁感应强度磁偏角磁倾角 磁感应强度 为某地点的磁力大小的绝对值，（磁场强度） 是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量 一般在磁两极附近磁感应强度大（约为60μT（微特拉斯）；在磁赤道附近最小（约为30μT ） 磁偏角 是磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，即磁子午线与地理子午线之间的夹角。 磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。 我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。 磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度，1980年实测的磁北极位于北纬78.2度、西经102.9度（加拿大北部），磁南极位于南纬65.5度，东经139.4度（南极洲）。 长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。 磁倾角 是指磁针北端与水平面的交角。通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。 地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0°逐渐变为+90°；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0°变成-90°。

地球的磁场强度矢量余地磁要素 地磁倾角 （二）地磁场的组成 地磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三个部分组成。在地球中心假定的磁柱被称为磁偶极子，由它产生的偶极子磁场占地磁场成分的95%以上，是构成稳定地磁场的主体，即地球的基本磁场。基本地磁场的强度在地表附近较强，向上在空气中逐渐减弱。说明它主要为地内因素所控制。 变化磁场 表现为日变化、年变化、多年(短周期或长周期)变化以及突发性变化 主要由于来自地球外部的带电粒子的作用（非偶极磁场，叠加在基本磁场上） 太阳是这些带电粒子流的主要来源，而当它的表面出现黑子、耀斑(活动特别强烈的区域)并正对着地球时，便会把大量带电的粒子抛向地球，使迭加在基本磁场上的变化磁场突然增强，使地磁场发生大混乱，出现磁暴。地球两极常在随后出现奇异的极光，这也是太阳抛射来的带电粒子流为地磁极吸引。 地球磁层 仪器探测证实了地磁场形成一个在高层大气之外，形状类似慧星的磁性包层，这就是地球磁层。 太阳风与地磁场相持不下所形成的曲面是磁层的边界，叫做磁层顶.在朝太阳的一侧，磁层顶离地心约有5万多到7万多km远；背着太阳的一侧，可能是这些数字的100倍以上。 磁层的形成，使地球磁场拦截了太阳辐射来的带电粒子，还有来自宇宙的射线，使它们

全国各地区地磁场强度表

水平分量（高斯）重力分量（高斯）北京0.300.45上海0.350.35哈尔滨0.26 0.48南京0.34 0.36青岛0.30 0.40广州0.38 0.24香港0.37 0.22武汉0.34 0.36西安0.36 0.40郑州0.38 0.35厦门0.350.22椎骨0.260.42横滨0.300.33韩国首尔0.310.39阿曼0.350.24菲律宾马尼拉0.38 0.12越南胡志明市0.41 0.03缅甸仰光0.41 0.14泰国曼谷0.415 0.07马来西亚girongpo 0.40 -0.10新加坡0.40 -0.10印度尼西亚雅加达0.37 -0.24印度新德里0.350.30斯里兰卡科伦坡0.400.00巴基斯坦卡拉奇0.350.26伊朗德黑兰0.280.36土耳其伊斯坦布尔0.250.37黎巴嫩贝鲁特0.300.30伊拉克巴格达0.300.30以色列0.30 0.35科威特0.31 0.30利雅得0.34 0.22阿联酋迪拜0.34 0.22蒙古乌兰巴托0.22 0.54孟加拉国达卡0.38 0.24巴林0.31 0.30埃及开罗0.30 0.26尼日利亚拉各斯0.34 0.04利比亚的黎波里0.28 0.25阿尔及利亚阿尔及尔0.26 0.30苏丹喀土穆0.350.07塞内加莱达喀尔0.310.10加纳阿克拉0.3 10.04中国日本世界国家/地区亚洲和非洲著名国家的地磁场清单地区水平分量（Gauss）重力直接分量（Gauss）世界国家/地区清单-南非约翰内斯堡0.14 -0.28喀麦隆0.320.08迈阿密0.26 0.36锚地0.15 0.55檀香山0.29 0.22纽约0.17 0.53洛杉矶0.26 0.42旧金山0.26 0.44达拉斯，德克萨斯州0.250.44蒙特利尔0.150.54温哥华0.18 0.53墨西哥城0.30 0.32古巴哈瓦那0.270.40危地马拉0.31 28圣何塞哥斯达黎加0.31 0.24巴拿马巴拿马0.30 0.24牙买加0.27 0.31委内瑞拉加拉加0.28 0.25哥伦比亚波哥大0.30 0.20厄瓜多尔基多

高中物理“地磁场”教学要点

高中物理“地磁场”教学要点 高中物理“地磁场”教学要点 高中物理“地磁场”教学要点文/门道颖摘要：高中地磁知识是高考中经常出现的一类题目，从六个方面对高中地磁教学展开了详细的阐述。关键词：高中地理；地磁教学；关键点高中物理教材中对地磁场的描述只有一段话和一个插图，但是却是平时和高考中经常出现的一类题目，笔者认为对地磁场的教学应从以下几个方面去给学生进行讲述。一、地球磁场分布和条形磁铁外部磁场非常相近 地磁场的N极在地理南极附近，而地磁场的S极在地理北极附近。但二者有一个微小的偏角，叫磁偏角。在两极附近地磁场方向竖直方向，磁性最强。在赤道上方是水平方向，在南半球和北半球有两个分量：一个是水平分量，一个是竖直分量，磁性较弱。在地面附近的磁感应强度大约只有5×10-5T，而一般的永久磁体附近的磁感应强度可达0.4～0.7T。对地磁场形状和分布必须熟练掌握和应用。二、地磁场的起源问题人类很早就提出了地磁场的起源问题，为解释这个问题，历史上曾先后提出过许多观点。目前，较为成熟的是磁流体发电机学说。1945年，物理学家埃尔萨塞根据磁流体发电机的原理，认为当液态的外地核在最初的微弱磁场中运动，像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场又使原来的弱磁场增强，这样外地核物质与磁

场相互作用，使原来的弱磁场不断加强。由于摩擦生热的消耗，磁场增加到一定程度就稳定下来，形成了现在的地磁场。而最初的微弱磁场可能来自核内化学不均匀性形成的电磁，从而产生的弱电流。还有一种是地心的岩浆出现旋转滚动产生地磁场。由于磁流体学说能够解释较多地磁现象，受到人们重视，但地球内部构造复杂，有待进一步验证。总之，地磁起源问题目前仍处于不断发展和深入研究的阶段，此问题在20xx年新课标高考中出现了选择题。三、对宇宙射线的作用地磁场并不强，但对于地球上的各种生命来说，却显得非常重要。这个“超巨”的地磁场，对地球形成了一个“保护盾”，减少了来自太空的宇宙射线的侵袭，地球上生物才得以生存生长。如果没有了这个保护盾，外来的宇宙射线将把最初出现在地球上的生命幼苗全部杀死，根本无法在地球上生存。在地球南北极附近或高纬度地区，有时在晚上会看到一种神奇的'灿烂美丽的彩色光带——极光。直到20世纪末，人造卫星和宇宙探测器的应用使人们了解到地磁场分布的特点，才解开了极光之谜。原来当太阳辐射出的带电粒子进入地磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，带电粒子沿地磁场的磁感线做螺旋线运动，最终会落到地球两极上空的大气层中，使大气层中的分子电离发光。由于在可见光波段受激的氧原子能发出绿光和红光；电离了的氮分子发射紫色光、蓝色光以及深红色光。因此，通常肉眼看到的极光是绿色、蓝色并带有粉红色或红色的边缘。在考试中能根据带电粒子运动方向和地磁场方

九年级物理地磁场、电流的磁场人教四年制版知识精讲

九年级物理地磁场、电流的磁场人教四年制版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 地磁场、电流的磁场 二. 重点、难点： 1. 知道地磁场。 2. 知道小磁针静止时，N极指北、S极指南的原因。 3. 知道电流周围存在着磁场。 4. 知道通电螺线管对外相当于一个条形磁体。 5. 会用安培定则（右手螺旋定则）确定通电螺线管磁极的极性和螺线管中的电流方向。 三. 知识点分析： 1. 地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫地磁场。磁针指南北，就是因为受到地磁场作用的缘故。 2. 地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。 注意区别地磁南极跟地理南极、地磁北极跟地理北极的概念：一是要注意地磁两极与地理两极的方位是相反的；二是要注意地磁北极与地理南极二者的位置稍有偏离，同样，地磁南极与地理北极二者的位置亦稍有偏离。 3. 由于地理两极与地磁两极并不重合，所以磁针所指的南北方向不是地理的正南正北方向，而是稍有些偏离。我国宋代的沈括是世界上最早准确记述这一现象的学者。 4. 奥斯特实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场；电流的磁场方向跟电流方向有关。 5. 通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。 6. 通电螺线管的极性跟电流的关系。可以用安培定则来判定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。 怎样根据安培定则判断通电螺线管的磁场？首先应该知道，安培定则表明，决定螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是螺线管的统法和电源正、负极的接法。其次，安培定则中的“电流的方向”指的是螺线管中电流的环绕方向，要让弯曲的四指所指的方向跟螺线管中电流环绕方向相一致。 具体运用时可分三步进行：①标出螺线管上电流的环绕方向；②由环绕方向确定右手的握法；③由握法确定大拇指的指向，大拇指所指的这一端就是螺线管的N极，如图所示。 【典型例题】 [例1] 在图1上标出地磁场磁感线的方向及地磁南、北极。

实验报告磁阻传感器和地磁场的测量

实验报告磁阻传感器和 地磁场的测量 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

磁阻传感器和地磁场的测量 一． 实验目的 掌握磁阻传感器的特性。 掌握地磁场的测量方法。 二．实验原理 物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。 HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图6-8-1所示。薄膜的电阻率 )(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ 其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。 HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，它能测量与管脚平行方向的磁场。传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出。传感器内部结构如图6-8-2所示，图中由于适当配置的四个磁电阻电流方向不相同，当存在外界磁场时，引起电 阻值变化有增有减。因而输出电压out U 可以用下式表示为b out V R R U ??? ? ???=

物理高考物理地磁场的经典题型

18.图为地磁场磁感线的示意图．在北半球地磁场的竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2，则( ) A．若飞机从西往东飞，U1比U2高 B．若飞机从东往西飞，U2比U1高 C．若飞机从南往北飞，U1比U2高 D．若飞机从北往南飞，U2比U1高 （1999年全国试 题） 分析与解答： 本题的解答需要有较强的空间想像能力，为了便于分析，我们可以画出如图17-1-8所示的从上向下的俯视图可帮助分析（方位按上北、下南、左西、右东的规则）． 由图17-1-8所示的情景，根据右手定则不难判断出，不论是飞机向哪个方向飞行，相对于飞行员来讲，总是其左侧的电势较高，即总是U1比U2高，所以选项A、C正确．误点点拨： 本题的解答过程要解决好如下三个问题（这也是当年考生的“前车之鉴”）： 1．由于本题是一个涉及到地理知识的实际问题，因此需要考生能将这个实际的问题根据题目给出的具体条件（在北半球地磁场的竖直分量向下）进行简化处理，飞机水平飞行也就是“一根导体棒”沿水平方向切割磁感线． 2．本题中涉及到较为复杂的空间关系，包括地球磁场的方向、飞机飞行的方向以及飞行员的左右方机翼等．要解决好这样的复杂关系，就要求有良好的分析、思考习惯，将题目给出的四个选项所涉及到的空间关系用图形的方式分析表示出来，再用右手定则进行判断．

3．飞机的切割磁感线产生感应电动势时，飞机的机翼相当于电源内部（在电源内部电流从低电势流向高电势处），所以用右手定则判断时，四指所指示的方向电势较高． 14.具有金属外壳的人造地球卫星，在环绕地球做匀速圆周运动时 A.如果卫星沿着地球的经线绕地球运动，则在通过地磁场两极上空时，卫星的表面将产生感应电流 B.如果卫星的运动轨道经过北京和昆明的上空，则它的表面不会产生感应电流 C.如果卫星在地球同步轨道上运动，它的表面不会产生感应电流 D.如果卫星表面产生了感应电流，它的机械能将减少，轨道半径减小，运行速度也减小 答案：AC 在选项A和B中，穿过卫星的磁通量都会发生变化，卫星的表面将产生感应电流。选项C中，地球同步卫星的轨道在赤道的上方，穿过卫星的磁通量不变，卫星的表面不会产生感应电流。选项D中，如果卫星的表面产生了感应电流，它的机械能转化为电能，其轨道半径逐渐减小，运行速度逐渐变大，故D项错。 12、一架飞机做环球飞行经过我国上空后再经过地球南极上空（） A．飞机经过地球南极上空时地磁场通过飞机水平截面的磁通较大 B．飞机经过我国上空时地磁场通过飞机水平截面的磁通较大 C．飞机飞行过程中地磁场通过飞机水平截面的磁通为零 D．飞机飞行过程中地磁场通过飞机水平截面的磁通不变化

实验报告磁阻传感器和地磁场的测量

磁阻传感器和地磁场的测量 一．实验目的 掌握磁阻传感器的特性。 掌握地磁场的测量方法。 二．实验原理 物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。 HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图6-8-1所示。薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式 θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ 其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。

HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，它能测量与管脚平行方向的磁场。传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出。传感器内部结构如图6-8-2而输出电压out U 可以用下式表示为b out V R R U ??? ? ???= 磁阻传感器的构造示意图 磁阻传感器内的惠斯通电桥 对于一定的工作电压，如V V b 00.6=，HMC1021Z 磁阻传感器输出电压out U 与外界磁场的磁感应强度成正比关系，KB U U out +=0 上式中，K 为传感器的灵敏度，B 为待测磁感应强度。0U 为外加磁场为零时传感器的输出量。 由于亥姆霍兹线圈的特点是能在其轴线中心点附近产生较宽范围的均匀磁场区，所以常用作弱磁场的标准磁场。亥姆霍兹线圈公共轴线中心点位置的磁感应强度为：I R NI B 42 /301096.445 8 -?== μ 上式中N 为线圈匝数（500匝）；亥姆霍兹线圈的平均半径cm R 10=；真空磁导率270/104A N -?=πμ。

全国各地区地磁场强度表

全国各地区地磁场强度表 地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极（magnetic dipole），其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引力。地球磁圈对地球而言有屏障太阳风所挟带的带电粒子的作用。地球磁圈在白昼区(向日面)受到带电粒子的力影响而被挤压，在地球黑夜区（背日面）则向外伸出。 磁场强度和磁通密度的对比应该认识。 磁场强度和磁通密度两个物理量的磁特性进行了表征(即，磁场强度和方向)。因为磁场是由电流或运动电荷和磁性介质引起的(除超导磁绝缘以外的概念不存在，所以所有的材料是磁性介质)的磁化的磁场的源也的磁场影响叠加原理(场)。因此，磁场的强度可有两种表示方法: 万一充满均匀磁介质，包括磁介质，如果产生，包括由于磁化，磁感应强度 B 表示为特斯拉 T 台，是一个基本物理量。 (不包括在所述介质时的磁场的磁化)的充电电流或磁场所引起的磁场强度 H 的单一运动中表达的 A /平方米的单位，是一种辅助的物理量。 在各向同性的磁介质，B 和 H，即介质μ的绝对磁导率的比率。产品查询来自方面的操作定义中，磁通密度是完全只是考虑磁场电流元件的作用下，不管由磁场空间这种效果是否被影响。其

中所述介质，从而使磁磁通密度，同时通过磁场的磁场产生源的空间中填充有介质来决定。相反，磁场强度是完全反映磁场源的性质，存在的磁介质之间没有任何关系。 磁场的磁场强度是个体的性质，特征，无论其在介质中的磁感应强度考虑介质的影响(该引用在中会产生感应电场来理解)的电场，是一个综合。

地磁场的测定

地磁场的测定 行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时，远距离通讯将受到严重影响，甚至中断。假如没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流（通常叫太阳风），就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成份可能不是现在的样子，生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。所以我们研究小组将对地磁场进行一系列的测定。下面我先对地磁场进行一些简单的介绍： 地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球内部，相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。大量的事实和证据表明，地磁场的磁极曾经互换过。 地磁场不是毫无变化的，它的强度与地磁极位置会改变。科学家发现，地磁极会周期性地逆反定向，这过程称为地磁反转。最近一次的反转是大约78万年前的布容尼斯－松山反转（Brunhes–Matuyama reversal）。对于澳大利亚红英安岩和枕状玄武岩的古地磁学（paleomagnetism）研究发现，地磁场的存在，估计至少已有35亿年之久[1]。地磁场会在太空与太阳风和其它带电粒子群流互相作用，因而形成磁层。地球磁层并不是球状的，在面对太阳的一面，其边界离地心的距离约为七万千米（随太阳风强度的不同而变化）。 磁极的位置 特性 地表上的地磁场强度并不均匀，强度因地理位置而有所变化：从0.3高斯（南美地区和南非）到0.6高斯（加拿大的磁北极附近，澳大利亚南部和一部分西伯利亚地区）。 地磁场类似磁铁棒，但是这种相似只是粗略的。磁铁棒或是其它永久磁铁的磁场是由于铁原子中的电子有序的运动而形成的。然而，地核的温度高于居里点（铁的居里点：绝对温度1043K），铁原子的电子轨道的方向会变得随机化，这样的