磁场和磁感应强度课件

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磁場和磁感應強度一、磁現象(magneticphenomenon)磁現象的發現比電現象早很多。我國東漢王充發明的“司南勺”，北宋沈括發明的指南針——“四大發明”之一。同號磁極互相排斥，異號磁極互相吸引。磁極周圍存在磁場，處於磁場中的其他磁極或運動電荷，都要受到磁場的作用力，此作用力稱為磁場力或磁力。磁場力是通過磁場這種特殊物質傳遞的。

磁鐵磁性最強區域稱為磁極。磁鐵指向北方的磁極為磁北極或N極；指向南方的為磁南極或S極。*

1820年奧斯特發現電流的磁效應後，人們才認識到磁與電的密切聯繫。

1820年安培發現了磁體對電流的作用和電流之間的相互作用，提出一切磁現象都起源於電流，一切物質的磁性都起源於構成物質的分子中存在的環形電流。這種環形電流稱為分子電流。安培分子電流假說與近代關於原子和分子結構的認識相吻合。原子是由原子核和核外電子組成的，電子的繞核運動就形成了經典概念的電流。*物質磁性起源不能完全用經典理論來描述。量子理論表明，核外電子對磁性有一定貢獻，但物質磁性的主要來源是電子的自旋磁矩，鐵磁物質的強烈磁性則與相鄰原子的電子自旋磁矩之間的交換作用有關，但都不能用經典概念予以描述。磁現象與電現象有很多類似，在自然界有獨立存在的電荷，卻至今沒找到獨立存在的磁荷，即所謂“磁單極子”。尋找“磁單極子”是當今科學界面臨的重大課題之一。*二、磁感應強度(magneticinduction)1.任一點P的磁感應強度的方向當試探電荷q0以一定的速度沿某特定直線通過磁場中的點P時，作用於它的洛倫茲力總等於零，與試探電荷的電量和運動速率無關。這條特定直線是點P的磁場自身的屬性，稱為零力線。

把這條直線規定為點P的磁感應強度的方向。+q

–用磁感應強度描述磁場，以向量

表示。運動電荷在磁場中所受的磁場力稱為洛倫茲力。*2.點P的磁感應強度的大小

電荷速度的方向與該特定方向垂直時受到的磁力最大。點P磁感應強度的大小正試探電荷所受洛倫茲力大小為F=q0vBsin

θ單位是T(特斯拉)，或N

s

C-1

m-1，V

s

m-2，N

A-1

m-1。3.點P的磁感應強度的方向

，

，

滿足右螺旋關係：*三、磁感應線和磁通量磁場中某點磁場方向是確定的，磁感線不會相交。載流導線周圍磁感線都是圍繞電流的閉合曲線，沒有起點，也沒有終點。

磁感應線(magneticinductionline)形象表示磁場分佈狀況：曲線上每點切線方向與該點磁感應強度

方向一致；在與磁場垂直的單位面積上穿過曲線的條數，與該處

的大小成正比，即疏密程度反映出

的大小。一簇磁感應線圍成的管狀區域稱為磁感應管。

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長直電流周圍的磁感應線，在垂直於電流的平面內磁感應線是一系列同心圓，圓心在電流與平面的交點上。磁感線和電流滿足右手螺旋法則。圓電流周圍的磁感應線，在與圓面正交並過其直徑的平面內，磁感應線是兩簇環繞電流的曲線。為描述磁場的強弱，規定磁場中某點處垂直於向量的單位面積上通過的磁感線數目(磁感線密度)，等於該點

的數值。*在國際單位制中，磁通量的單位是T

m2(特斯拉

米2)，也稱為Wb(韋伯)。任意曲面S的磁通量(magneticflux)

定義為：曲面上任意一點的磁感應強度

與該處面元的標積

在整個曲面S上的代數和，即*

對閉合曲面，規定正法線方向垂直於曲面向外。當磁感線從曲面內穿出時，磁通量為正，而當磁感線從曲面外穿入時，磁通量為負。Bnθθ在不均勻磁場中，通過任意面積元的磁通量在均勻磁場中通過面積S的磁通量為*H.C.Oersted,1777—1851，丹麥物理學家，17歲以優異的成績考取了哥本哈根大學的免費生。他一邊當家庭教師，一邊在學校學習藥物學、天文、數學、物理、化學等。1806年任哥本哈根大學物理學教授，1821年被選為英國皇家學會會員，1