物理下第十章稳恒磁场

前情回顾?磁场电流运动电荷电流运动电荷六、磁场对载流线圈的作用矩形线圈abcd，已知l1、l2、B，如图所示、分析受力及运动情况⊙⊙4、磁感应强度的定义结果分析：1、稳定平衡状态2、非稳定平衡状态3、最大磁力矩⊙⊙⊙例题：计算半径为R、电流强度为I的载流圆线圈在均匀磁场B中所受的最大磁力矩解：利用安培定律用积分的方法计算§10－6

磁力的功二、载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功

一、载流导线在磁场中运动时磁力所做的功.....................+..例：一半径为R的半圆形闭合线圈，通有电流I，线圈放在均匀外磁场B中，B的方向与线圈平面成300角，如右图，设线圈有N匝，问：（1）线圈的磁矩是多少？（2）此时线圈所受力矩的大小和方向？（3）图示位置转至平衡位置时，磁力矩作功是多少？解：（1）线圈的磁矩pm的方向与B成600夹角可见，磁力矩作正功（转动方向与力矩方向相同）

磁力矩的方向由确定，为垂直于B的方向向上。线圈电流是逆时针方向（2）此时线圈所受力矩的大小为（3）线圈旋转时，磁力矩作功为§10－7磁介质一、磁介质及其分类1、磁介质2、磁介质的分类：⑴、顺磁质（加强）⑵、抗磁质（减弱）⑶、铁磁质(极大加强)⑷、超导体（完全消除）能对磁场产生影响，改变空间磁场分布的物质二、磁介质与磁场的相互作用1、磁介质对磁场的影响过程2、定性解释分子磁矩的概念⑴顺磁质加入外磁场后，分子磁矩发生转向，使得分子磁矩⑵抗磁质电子绕核的轨道运动电子本身自旋、核磁矩总与外磁场方向相反外磁场作用下产生附加磁矩电子的附加磁矩总是削弱外磁场的作用⑶铁磁质铁磁质由“磁畴”组成

根据现代理论，铁磁质相邻原子的电子之间存在很强的“交换耦合作用”，使得在无外磁场作用时，电子自旋磁矩能在小区域内自发地平行排列，形成自发磁化达到饱和状态的磁性较强的微小区域。这些区域称为“磁畴”多晶磁畴结构示意图每一个“磁畴”的磁矩在外磁场作用下，与外场方向相同的“磁畴”逐渐增大，反向的渐小至消失，B大增显示磁畴结构的铁粉图形纯铁硅铁钴三种铁磁性物质的磁畴Si-Fe单晶(001)面的磁畴结构箭头表示磁化方向3、定量描述⑴磁化强度⑵磁场强度，三者间的关系：⑶定义相对磁导率磁导率则单位：安培/米(A/m)，，三、铁磁质的特性⑷、磁介质中的安培环路定理

在稳恒磁场中，磁场强度矢量沿任一闭合路径的线积分（即环流）等于包围在环路内各传导电流的代数和，而与磁化电流无关。1、具有很大的磁导率可以使磁场增强102

～104倍。2、磁导率μ不是常量

它的值不仅决定于原线圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。

B

和H

不是线性关系。3.

有剩磁、磁饱和及磁滞现象。初始磁化曲线矫顽力饱和磁感应强度铁磁质的磁滞回线剩磁

每种铁磁介质当温度升高到一定程度时，高磁导率、磁滞、磁致伸缩等一系列特殊状态全部消失，而变为顺磁性。4、温度升高时，所有铁磁质都会变成顺磁质使铁磁质变成顺磁质的临界温度称为居里点不同铁磁质具有不同的居里点如：铁为1040K，钴为

1390K，镍为

630K四、铁磁质的分类及其用途1、分类

按照饱和磁感应强度Bs、矫顽力(Hc)的大小，磁滞回线的形状等分类：(1)软磁材料(2)硬磁材料(3)矩磁材料(1)软磁材料r大，易磁化、易退磁（起始磁化率大）。饱和磁感应强度大，矫顽力(Hc)小，磁滞回线的面积窄而长，损耗小。

软磁材料可用作变压器、继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒等等。

常见的软磁材料有纯铁，硅钢、坡莫合金(Fe，Ni)，铁氧体等。(2)硬磁材料

矫顽力(Hc)大（>102A/m)，剩磁Br大，磁滞回线的面积大，损耗大。

常用的硬磁材料有钨钢，碳钢，铝镍钴合金等等

用于磁电式电表中的永磁铁。耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。(3)矩磁材料锰镁铁氧体，锂锰铁氧体Br=BS

，Hc不大，磁滞回线是矩形。用于记忆元件，当+脉冲产生H>HC，使磁芯呈+B态；当–脉冲产生H<–HC，使磁芯呈–B态；该性质对应算法语言中二进制的0和1，成为算法语言的物质基础。电介质中的高斯定理磁介质中的安培环路定理电介质与磁介质的规律的比较

称为相对电容率或相对介电常量之间的关系之间的关系称为相对磁导率磁导率解：根据介质中的安培环路定理例题分析：例1

一环形螺线管，管内充满磁导率为μ，相对磁导率为μr的顺磁质。环的横截面半径远小于环的半径。单位长度上的导线匝数为n。

求：环内的磁场强度和