真空中的稳恒磁场.doc

7 真空中的稳恒磁场一、基本概念及规律1、 磁感应强度 是描述磁场性质的物理量。它可由运动电荷在磁场中某点所受到的磁力来定义，的大小定义为 式中，q为正电荷的电量，v为正电荷的运动速度，为该电荷在该点所受到的最大磁力。的方向为的方向。在国际单位制中，的单位为特斯拉，简称为特。2、毕奥- 萨伐尔- 拉普拉斯定律 电流元在空间某点激发的磁感应强度 （为真空磁导率） 表示从电流元到该点的距离，表示从电流元到该点的单位矢量。3、安培环路定律 在真空中的磁场中，沿任何闭合曲线的磁感应强度的环流，等于这闭合曲线所围绕的电流代数和的倍。即 4、磁力线、磁通量、磁场中的高斯定律 为形象描绘磁场，在磁场中画一些曲线，使曲线上任意一点的切线方向和该点的磁感应强度的方向一致，这些曲线就叫磁力线或线，而通过一给定曲面的总磁力线数，称为通过该曲面的磁通量，用表示，则 由于磁力线都是闭合曲线，通过一个闭合曲面的磁通量必为零，数学表达式为 这就是磁场的高斯定律，它反映了磁场是无源场、涡旋场。5、运动电荷的磁场 由毕-萨- 拉定律可导出运动电荷所产生的磁感应强度为 的方向由的方向与的正负决定。磁铁与电流的周围存在磁场，但从本质上看，也都是由于运动的电荷所产生，所以可以说一切磁现象起源于电荷运动。6、典型载流导线所产生的磁感应强度无限长载流直导线 圆开电流轴线上一点 圆心处（上式） 载流长直螺线管 载流细螺绕环 7、安培定律 电流元在外磁场中受安培力为 8、载流线圈在磁场中受力矩为 式中，为线圈磁矩，其数值为，为线圈所围面积，如线圈为匝时，。磁矩的方向为线圈平面的正法线方向，即四指指电流，大姆指表示磁矩方向的右手螺旋法则所确定的方向。9、洛伦兹力 运动电荷 在外磁场中所受洛伦兹力 洛伦兹力的方向由的方向和的正负决定，当为正时，洛伦兹力的方向与的方向相同；当为负时，洛伦兹力的方向与的方向相反。10、霍耳效应 载流导体在外磁场中产生的横向电势差 式中，为单位体积中载流子数，为电子电量，为导体板厚度，叫霍耳系数。稳恒磁场中的介质1、磁介质 能影响磁场的物质叫做磁介质。从广义的角度来说，一切物质都可称为磁介质。按照磁介质在磁场中产生的效果不同，可将磁介质分为顺磁质、抗磁质和铁磁质三大类。在顺磁质中，介质磁化后产生的附加磁场与原磁场方向相同，合磁场大于；抗磁质中，介质磁化产生的附加磁场与方向相反，合磁场小于；而铁磁质能在外磁场中产生很强的并与同方向的附加磁场，故。 2、磁化强度 磁化强度是描述介质磁化程度的物理量。定义为介质中某点处单位体积内分子磁矩的矢量和。 单位为。在顺磁质中与外磁场同向；在抗磁质中与反向。如果磁介质中各点的磁化强度为一恒矢量，称介质被均匀磁化。在真空中。3、磁化强度与磁化电流的关系 以长直载流螺线管为例，其内部充满均匀磁介质，磁介质在均匀磁场中被均匀磁化，仅在介质表面出现磁化电流（称安培表面电流或分子面电流），设为圆柱形磁介质表面上每单位长度的分子面电流。4、磁感应强度 为描述磁场强弱的物理量。在介质中，它是由传导电流产生的磁场与介质磁化产生的附加磁场迭加而成，即。它所遵守的规律高斯定律仍为 安培环路定律中的电流为传导电流（自由电流）与磁化电流的代数和。即 5、磁场强度 为简化公式，使安培