第六章-穩(wěn)恒磁場

奧斯特在較長時期里，磁學(xué)與電學(xué)是各自獨立發(fā)展的。1819年，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流對小磁針的作用：ISNSN靜電場電學(xué)磁學(xué)電磁學(xué)1電流磁性物質(zhì)磁場按場論的觀點：奧斯特實驗意味著2奧斯特實驗一公布，法國物理學(xué)家阿拉果、安培、畢奧、薩伐爾、拉普拉斯迅速行動，展開了一系列的研究。這期間，安培著重研究了電流對電流的作用。他的想法是：如果電流能激發(fā)磁場作用于磁性物質(zhì)，那么它也應(yīng)能作用于電流。從奧斯特注意到磁針的一跳到對磁現(xiàn)象的系統(tǒng)認(rèn)識只用了半年時間！科學(xué)家們鍥而不舍的精神值得我們每一位后來人敬仰。3電流與電流之間的相互作用II4S+磁場對運動電荷的作用電子束N5III更深入的問題：磁鐵究竟是什么？如果磁場是由電荷運動激發(fā)的，那么來自一塊磁鐵的磁場是否也可能是由于電流的效果呢？安培用通電螺線管很好地模擬了一個磁針：II

一塊磁鐵，如同一個永恒的環(huán)形電流。6安培分子環(huán)流假說天然磁性的產(chǎn)生也是由于磁體內(nèi)部有電流流動。電荷的運動是一切磁現(xiàn)象的根源。等效環(huán)形電流假說：一切磁現(xiàn)象都起源于電流。在磁性物質(zhì)分子中，存在著回路電流，稱分子電流，它相當(dāng)于一個基元磁鐵。若將這些分子電流定向地排列起來，宏觀上顯示出N、S極來。分子電流：原子、分子等微觀粒子內(nèi)電子繞核運動和自旋運動形成了分子電流。7所有磁現(xiàn)象可歸納為：運動電荷

AA的磁場B的磁場產(chǎn)生作于用產(chǎn)生作于用運動電荷

B+8靜電荷運動電荷穩(wěn)恒電流靜電場穩(wěn)恒磁場電場磁場

學(xué)習(xí)方法：類比法9第六章穩(wěn)恒磁場本章研究真空中穩(wěn)恒電流所激發(fā)的恒定磁場的物理性質(zhì)穩(wěn)恒電流在真空中的磁場磁感應(yīng)強度的定義畢奧---薩伐爾定律磁場的高斯定理安培環(huán)路定理磁場對電流和運動電荷的作用

磁介質(zhì)中的磁場主要內(nèi)容10從場的觀點討論導(dǎo)體中電流的形成，以及電流密度、電動勢的表達(dá)形式。一電流強度電荷的有規(guī)則的定向移動形成電流電流運動電流帶電體機械運動形成的電流傳導(dǎo)電流電子或離子定向運動形成的電流.電流強度I:(簡稱電流)單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電量.6-1穩(wěn)恒電流產(chǎn)生電流的條件可以自由運動的帶電粒子有電場存在11單位:安培(A)恒定電流:電流I不隨時間而變化.電流I是標(biāo)量，但有方向通常所說的電流方向只是指“正電荷移動的方向”。二.電流密度dS大小通過某點與該點場強方向垂直的單位截面積的電流強度方向

與該點的場強方向一致12對通過導(dǎo)體任一截面S的電流為三電動勢要產(chǎn)生穩(wěn)恒電流，必須維持導(dǎo)體兩端恒定的電勢差電容器放電的過程－在靜電力的作用下，兩極板間電勢差逐漸減小－無法獲得穩(wěn)定的電勢差需要一種能提供非靜電力的裝置（電源）－能夠不斷分離正負(fù)電荷補充極板減少的電荷－維持恒定的電勢差13或說在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生或維持電勢差的裝置.或說把其它形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.電源:提供非靜電力的裝置.++++----電源

+q電源外部靠靜電力作用使電荷運動.（正電荷由正極流出）電源內(nèi)部靠非靜電力作用使電荷運動.（正電荷從負(fù)極經(jīng)過電源內(nèi)部流到正極）電動勢:描述非靜電力的物理量.EEk非靜電場:單位正電荷受的非靜電力14電源的電動勢：單位正電荷繞閉合回路一周時，電源所做的功（電源中非靜電力所做的功）在含一個電池的閉合回路中，非靜電力只存在于電池的正負(fù)極之間（電源內(nèi)部），則電動勢的表達(dá)式為非靜電力的本質(zhì)各不相同，做功有正負(fù)，單位與電勢（電壓）相同156-2磁場磁感強度公元前六、七世紀(jì)就已有了關(guān)于天然磁石的記載。公元前250年左右，出現(xiàn)司南勺的記載。

公元11世紀(jì)（北宋）沈括創(chuàng)制了航海用的指南針。1819年，奧斯特發(fā)現(xiàn)，放在載流導(dǎo)線周圍的磁針會受到磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

1820年，安培發(fā)現(xiàn)放在磁鐵附近的載流導(dǎo)線或線圈也會受到磁力作用而發(fā)生運動，而后又發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)線之間也會發(fā)生相互作用。－磁性起源于電荷的運動

1822年，安培提出了物質(zhì)磁性本質(zhì)的假說，即一切磁現(xiàn)象的根源是電流，構(gòu)成物質(zhì)的分子中都存在有回路電流―分子電流。16一磁場運動電荷或電流1運動電荷或電流2磁場運動電荷在周圍空間激發(fā)磁場，電流或運動電荷之間相互作用的磁力是通過磁場而作用的,磁場是物質(zhì)存在的一種形式。二磁感強度（描述磁場的性質(zhì)）磁場與電場一樣，既有強弱也有方向，因此我們也引入了試探電荷－－運動點電荷17定義磁感應(yīng)強度B－主要以實驗結(jié)果為基礎(chǔ)1電荷沿著磁場方向運動時，不受磁場力作用，F(xiàn)=02電荷垂直磁場方向運動時，所受磁場力最大，F(xiàn)max方向：運動試探電荷通過某點時不受磁力的方向為該點的磁場方向。大小：當(dāng)運動電荷在某點P沿與磁場方向垂直的方向運動時，最大磁力Fｍ正比于運動電荷的電荷量ｑ，也正比于電荷的運動速率ｖ，但在該點P具有確定的量值而與運動電荷的ｑｖ值無關(guān)。18磁感應(yīng)強度B的單位：N·ｓ/（C·ｍ），稱為特斯拉T，

1T＝104Gｓ（高斯）方向：該點磁場的方向也可以用右手螺旋法則的方向19脈沖星：表面磁場約為108T；某些原子核附近：104T超導(dǎo)磁體：可激發(fā)高達(dá)25T的磁場；大型磁鐵：可激發(fā)大于2T的恒定磁場；地球磁場：大約10－4T；室內(nèi)：10-7~10-6T;人體心臟：激發(fā)的磁場約為3×10－10T.常見磁場的磁感應(yīng)強度大小20一、畢奧－薩法爾定律二、畢奧－薩法爾定律的應(yīng)用 1.載流直導(dǎo)線的磁場 2.圓形電流的磁場 3.載流直螺線管內(nèi)部的磁場三、運動電荷的磁場6-3畢奧－薩法爾定律21真空中載流導(dǎo)線的磁場與載流導(dǎo)線的關(guān)系.一畢奧－薩法爾定律載流導(dǎo)線電流元IP.aIIdBra對一段載流導(dǎo)線22二、畢奧---沙伐爾定律的應(yīng)用解題步驟1.選取合適的坐標(biāo)系——要根據(jù)電流的分布與磁場分布的的特點來選取坐標(biāo)系，其目的是要使數(shù)學(xué)運算簡單；2.選取合適的電流元——根據(jù)已知電流的分布與待求場點的位置；3.寫出電流元產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度——根據(jù)畢奧－薩伐爾定律；4.計算磁感應(yīng)強度的分布——疊加原理；5.一般說來，需要將磁感應(yīng)強度的矢量積分變?yōu)闃?biāo)量積分，并選取合適的積分變量，來統(tǒng)一積分變量。23XYaP1.載流直導(dǎo)線的磁場已知：真空中建立坐標(biāo)系OXY任取電流元寫出分量式dlla大小方向+24統(tǒng)一積分變量+adlPalXY25+aP無限長載流直導(dǎo)線討論26無限長載流直導(dǎo)線+aP討論半無限長載流直導(dǎo)線27無限長載流直導(dǎo)線半無限長載流直導(dǎo)線+aP討論直導(dǎo)線延長線上28無限長載流直導(dǎo)線半無限長載流直導(dǎo)線直導(dǎo)線延長線上+討論29無限長載流直導(dǎo)線半無限長載流直導(dǎo)線直導(dǎo)線延長線上+討論30作業(yè)P1976-1,3,531畢奧－薩伐爾定律方向:與磁場方向相同單位:T(特斯拉)(高斯)大小:磁感應(yīng)強度電流元IP.

方向判斷：的方向垂直于電流元與組成的平面，和及三矢量滿足矢量叉乘關(guān)系。

——右手定則32pR2.圓形電流的磁場已知:真空中R、I求軸線上P點的建立坐標(biāo)系OXY任取電流元分析對稱性、寫出分量式大小方向33統(tǒng)一積分變量結(jié)論方向：右手螺旋法則大小：xpR34R討論若載流線圈有N匝，則方向：右手螺旋法則大?。浩毡楫?dāng)353.載流直螺線管內(nèi)部的磁場真空中，半徑為R，載流密繞螺線管，電流為I，單位長度的匝數(shù)為n，求管內(nèi)軸線上一點的磁感強度Slμ解：每匝線圈近似為閉合的圓形電流。設(shè)定坐標(biāo)系，取dl長的一小段，匝數(shù)為ndl36................p磁場方向與電流滿足右手螺旋法則37若螺線管為無限長若P點處于半無限長載流螺線管的一端管內(nèi)中部軸線附近近似為勻強磁場。在管端口處，磁場等于中心處的一半。xBO38對一段載流導(dǎo)線比奧-薩伐爾定律1載流直導(dǎo)線的磁場2圓形電流的磁場3載流直螺線管內(nèi)部的磁場39概念定律方法結(jié)論電場磁場類比40三運動電荷的磁場IS電流電荷定向運動根據(jù)畢奧薩法爾定律，電流元載流子總數(shù)其中電荷密度速率截面積運動電荷產(chǎn)生的磁場每一個以速度v運動的電荷所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小為：41思考題：設(shè)想把一電荷放在飛行著的飛機上，是否會產(chǎn)生磁場?答：這要看觀察者與電荷有無相對運動。如果觀察者與電荷相對靜止，這時只有靜電場，沒有磁場。如果觀察者與電荷有相對運動，這時既有電場又有磁場。參見電磁相對性（p193）426-4磁場中的高斯定理一磁感線（對比電場線）磁力線或線曲線上任一點的切線方向與該點的磁感應(yīng)強度方向一致根據(jù)前面計算的不同載流導(dǎo)體的磁場的分布（磁感應(yīng)強度的大小），幾種不同形狀的電流產(chǎn)生的磁感線如圖總結(jié)磁感線的特征43I直線電流的磁力線圓電流的磁力線I通電螺線管的磁力線1、每一條磁力線都是環(huán)繞電流的閉合曲線，都與閉合電路互相套合，因此磁場是渦旋場。磁力線是無頭無尾的閉合回線。2、任意兩條磁力線在空間不相交。3、磁力線的環(huán)繞方向與電流方向之間可以分別用右手定則表示。44二磁通量——穿過磁場中任一曲面的磁力線的條數(shù)45三、磁場中的高斯定理穿過任意閉合曲面的磁通量為零靜電場是有源場磁場是無源場46例題6-1兩平行載流直導(dǎo)線過圖中矩形的磁通量求兩線中點l解：I1、I2在A點的磁場方向47l如圖取面積元方向48作業(yè)P1976---8,949一、安培環(huán)路定理靜電場Irl1、圓形積分回路6-5磁場的安培環(huán)路定理改變電流方向磁場502、任意積分回路.3、閉合回路不環(huán)繞電流.51安培環(huán)路定理說明：電流取正時與環(huán)路成右旋關(guān)系如圖在真空中的穩(wěn)恒電流磁場中，磁感應(yīng)強度沿任意閉合曲線的線積分（也稱的環(huán)流），等于穿過該閉合曲線的所有電流強度（即穿過以閉合曲線為邊界的任意曲面的電流強度）的代數(shù)和的倍。即：52環(huán)路所包圍的電流由環(huán)路內(nèi)外電流產(chǎn)生由環(huán)路內(nèi)電流決定穿過的電流，對和均有貢獻不穿過的電流，對上各點有貢獻，對無貢獻53位置移動不變不變改變54靜電場穩(wěn)恒磁場磁場沒有保守性，它是非保守場，或無勢場電場有保守性，它是保守場，或有勢場電力線起于正電荷、止于負(fù)電荷。靜電場是有源場磁力線閉合、無自由磁荷磁場是無源場55IR二、安培環(huán)路定理的應(yīng)用當(dāng)場源分布具有高度對稱性時，利用安培環(huán)路定理計算磁感應(yīng)強度1.無限長載流圓柱導(dǎo)體的磁場分布分析對稱性電流分布——軸對稱磁場分布——軸對稱已知：I、R電流沿軸向，在截面上均勻分布56IR作積分環(huán)路并計算環(huán)流如圖利用安培環(huán)路定理求57作積分環(huán)路并計算環(huán)流如圖利用安培環(huán)路定理求IR58

結(jié)論：無限長載流圓柱導(dǎo)體。已知：I、R59已知：I、n(單位長度導(dǎo)線匝數(shù))分析對稱性管內(nèi)磁力線平行于管軸管外靠近管壁處磁場為零...............2.長直載流螺線管的磁場分布60計算環(huán)流利用安培環(huán)路定理求...............616-6洛侖茲力公式一、洛侖茲力公式運動電荷在磁場中所受的磁場力根據(jù)磁感應(yīng)強度的定義，電量為q的電荷，在磁場中垂直于磁場以v運動時，所受磁力為62大小方向力與速度方向垂直。粒子在同時存在電場和磁場的空間運動時，其受的合力：電場力磁場力——洛侖茲公式1、當(dāng)q為負(fù)時方向相反2、洛侖茲力永遠(yuǎn)不做功，即洛侖茲力只能改變速度的方向，而不能改變速度的大小。

63洛侖茲(HendrikAntoonLorentz,1853-1928)

1895年，洛侖茲根據(jù)物質(zhì)電結(jié)構(gòu)的假說，創(chuàng)立了經(jīng)典電子論。洛侖茲的電磁場理論研究成果，在現(xiàn)代物理中占有重要地位。洛侖茲力是洛侖茲在研究電子在磁場中所受的力的實驗中確立起來的。洛侖茲還預(yù)言了正常的塞曼效益，即磁場中的光源所發(fā)出的各譜線，受磁場的影響而分裂成多條的現(xiàn)象中的某種特殊現(xiàn)象。洛侖茲的理論是從經(jīng)典物理到相對論物理的重要橋梁，他的理論構(gòu)成了相對論的重要基礎(chǔ)。洛侖茲對統(tǒng)計物理學(xué)也有貢獻。荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，因研究磁場對輻射現(xiàn)象的影響取得重要成果，與塞曼共獲1902年諾貝爾物理學(xué)獎金。64二、帶電粒子在均勻磁場中的運動粒子做勻速直線運動粒子做勻速圓周運動××××××××××××××××××××××××××××××只改變速度方向不改變速度大小65qR螺距h

：66R67R68R69R70R71R72R73R74R75R76R77R78R79R80R81R82R83洛侖茲公式（運動電荷在均勻磁場中所受的磁力）粒子做直線運動粒子做勻速圓周運動粒子做螺旋運動洛侖茲力84作業(yè)P1996—14,1685質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀是用物理方法分析同位素的儀器，由英國物理學(xué)家與化學(xué)家阿斯頓于1919年創(chuàng)造，當(dāng)年發(fā)現(xiàn)了氯與汞的同位素，以后幾年又發(fā)現(xiàn)了許多同位素，特別是一些非放射性的同位素，為此，阿斯頓于1922年獲諾貝爾化學(xué)獎。速度選擇器：從離子源出來的離子經(jīng)過S1、S2加速進入電場和磁場空間，若粒子帶正電荷+q，則電荷所受的力有：洛侖茲力：qvB電場力：qE若粒子能進入下面的磁場qvB=qE原理圖86若每個離子所帶電量相等，由譜線的位置可以確定同位素的質(zhì)量。由感光片上譜線的黑度，可以確定同位素的相對含量。質(zhì)譜分析：帶電粒子經(jīng)過速度選擇器后，進入磁場B0中做圓周運動：鍺的質(zhì)譜871、電子荷質(zhì)比（e/m）的測定電子的電量和質(zhì)量是電子基本屬性，對電子的電量、質(zhì)量和兩者的比值(即荷質(zhì)比)的測定有重要的意義。1897年J.J.Thomson在卡文迪許實驗室測量電子荷質(zhì)比，為此1906年獲Nobel物理獎。原理加速電子經(jīng)過電場與磁場區(qū)域發(fā)生偏轉(zhuǎn)y結(jié)論對于速度不太大的電子三、帶電粒子在電場和磁場中的運動舉例882、回旋加速器(cyclotron)美國物理學(xué)家勞倫斯于1934年研制成功第一臺加速器，為此于1939年獲諾貝爾物理學(xué)獎。勞倫斯貝克利實驗室里的一臺回旋加速器（1939年）。

離子源在右邊，磁場在左邊。89結(jié)構(gòu)：密封在真空中的兩個金屬盒（D1和D2）放在電磁鐵兩極間的強大磁場中，兩盒間接有交流電源，它在縫隙里的交變電場用以加速帶電粒子。目的：用來獲得高能帶電粒子——轟擊原子核或其它粒子，觀察其中的反應(yīng)，研究原子核或其它粒子的性質(zhì)。原理：使帶電粒子在電場與磁場作用下，往復(fù)加速達(dá)到高能。90三、霍耳效應(yīng)厚度b,寬為a的導(dǎo)電薄片，沿x軸通有電流強度I，當(dāng)在y軸方向加以勻強磁場B時，在導(dǎo)電薄片兩側(cè)產(chǎn)生一電位差，這一現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)RH---霍耳系數(shù)91霍耳效應(yīng)原理帶電粒子在磁場中運動受到洛侖茲力q>0++++++++++++此時載流子將作勻速直線運動，同時兩側(cè)停止電荷的繼續(xù)堆積，從而在兩側(cè)建立一個穩(wěn)定的電勢差92++++++++++++q<0++++++++++++總結(jié)(1)q>0時，RH>0,(2)

q<0時，RH<0,93霍耳效應(yīng)的應(yīng)用2、根據(jù)霍耳系數(shù)的大小的測定，可以確定載流子的濃度n型半導(dǎo)體載流子為電子p型半導(dǎo)體載流子為帶正電的空穴1、確定半導(dǎo)體的類型霍耳效應(yīng)已在測量技術(shù)、電子技術(shù)、計算技術(shù)等各個領(lǐng)域中得到越來越普遍的應(yīng)用。946-7安培定律一、安培定律安培力：電流元在磁場中受到的磁力今在載流導(dǎo)線上取一電流元由于ｎｓｖｑ＝I安培定律載流子數(shù)ｄN＝ｎｓｄl95安培定律方向判斷

右手螺旋載流導(dǎo)線受到的磁力大小96

B×取電流元受力大小方向積分結(jié)論方向均勻磁場中載流直導(dǎo)線所受安培力9798例題6-3

無限長兩平行載流直導(dǎo)線間的相互作用力a導(dǎo)線單位長度所受磁力為99解：例題6-4

求一無限長直載流導(dǎo)線的磁場對另一直載流導(dǎo)線ab的作用力。已知：I1、I2、d、LLxdba100例6-5在勻強磁場B中，通有電流I的弓形閉合回路ABCA的平面與B垂直，求整個回路所受的安培力。101解：分成直導(dǎo)線和圓弧形導(dǎo)線兩部分，分別計算根據(jù)對稱性分析102三、磁場對載流線圈的作用線圈平面與磁場方向成任意角θ.103磁矩方向相反，在同一直線上（線圈無平動）方向相反，不在一條直線上.如果線圈為N匝104討論.（1）（2）（3）105四、磁力的功1.載流導(dǎo)線在磁場中運動時磁力所做的功.....................1062.載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時磁力矩所做的功+..

磁力做功的表達(dá)式107例6-6如圖所示，一邊長為l的正三角形線圈，載有電流I，放在均勻磁場中，B與線圈平面平行，求線圈所受的磁力矩。解：Pm的方向垂直由里向外108例6-7如圖所示，半徑為R，電流為I的圓形載流線圈，放在均勻磁場中，線圈平面與B平行。求線圈所受的力矩及在力矩作用下轉(zhuǎn)過π/2，磁力矩所做的功。Pm的方向垂直由里向外解：方向為Pm

B的方向：豎直向上109例+：一半徑為R的半圓形閉合線圈，通有電流I，線圈放在均勻外磁場B中，B的方向與線圈平面成300角，如右圖，設(shè)線圈有N匝，問：（1）線圈的磁矩是多少？（2）此時線圈所受力矩的大小和方向？（3）圖示位置轉(zhuǎn)至平衡位置時，磁力矩作功是多少？解：（1）線圈的磁矩pm的方向與B成600夾角110磁力矩的方向由確定，為垂直于B的方向向上。（2）此時線圈所受力矩的大小為（3）線圈旋轉(zhuǎn)時，磁力矩作功為111作業(yè)P1986-18,19，22,24112一、磁介質(zhì)磁介質(zhì)——能與磁場產(chǎn)生相互作用的物質(zhì)磁化——磁介質(zhì)在磁場作用下所發(fā)生的變化安培分子電流假說每個磁介質(zhì)分子或原子在電子的運動作用下相當(dāng)于一個環(huán)形電流，即分子電流分子磁矩NS§6-8磁介質(zhì)磁化強度113無外磁場順磁質(zhì)的磁化有外磁場有外場：磁矩轉(zhuǎn)向，磁化。無外場：pm取向無規(guī)則，不顯示磁性。在外磁場中，磁化了的磁介質(zhì)會激發(fā)附加磁場。這附加磁場起源于磁化了的介質(zhì)內(nèi)所出現(xiàn)的磁化電流，實質(zhì)上是分子電流的宏觀表現(xiàn).114分子電流磁化電流(束縛電流)分子電流因磁化而呈現(xiàn)出宏觀電流，稱為磁化電流。這個電流不伴隨任何帶電粒子的宏觀位移，所以又稱為束縛電流。對于各向同性均勻介質(zhì)，均勻磁化時，內(nèi)部的分子電流相互抵消，而在介質(zhì)表面各分子電流相互疊加。115因為磁化而出現(xiàn)的電流叫做磁化電流極化電荷附加磁場磁導(dǎo)率——描述不同磁介質(zhì)磁化后對原外磁場的影響116磁介質(zhì)中的磁感強度：傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁感強度磁化電流的磁感強度順磁質(zhì):鉑，鋁，錳抗磁質(zhì)：金，銀，銅鐵磁質(zhì)：鐵，鈷，鎳弱磁性物質(zhì)強磁性物質(zhì)：磁介質(zhì)分類117定義:磁化強度(描述磁介質(zhì)磁化的程度)二、磁化強度極化強度單位體積內(nèi)分子電偶極矩的矢量和單位體積內(nèi)分子磁矩的矢量和介質(zhì)中的合磁感強度傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁感強度磁化電流的磁感強度對比118abcd取如圖所示的積分環(huán)路abcda:6-9磁場強度磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理1、磁化強度與磁化電流的關(guān)系找出磁化強度與磁化電流的關(guān)系磁化電流線密度磁化強度1192、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理定義磁場強度在穩(wěn)恒磁場中，磁場強度矢量H沿任一閉合路徑的線積分（即環(huán)流）等于包圍在環(huán)路內(nèi)各傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。單位：安培/米(A/m)1203磁場強度、磁感強度和磁化強度的關(guān)系介質(zhì)的磁導(dǎo)率相對磁導(dǎo)率121電介質(zhì)中的高斯定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理122稱為相對電容率或相對介電常量之間的關(guān)系之間的關(guān)系稱為相對磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率123例1一環(huán)形螺線管，管內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為μ，相對磁導(dǎo)率為μr的順磁質(zhì)。環(huán)的橫截面半徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑。單位長度上的導(dǎo)線匝數(shù)為n，電流為I。求：環(huán)內(nèi)的磁場強度和磁感應(yīng)強度解：124例2一無限長載流圓柱體，通有電流I，設(shè)電流

I

均勻分布在整個橫截面上。柱體的磁導(dǎo)率為μ，柱外為真空。求：柱內(nèi)外各區(qū)域的磁場強度和磁感應(yīng)強度。解：IR125在分界面上H

連續(xù),B不連續(xù)IR126§6-10鐵磁質(zhì)順磁質(zhì):鉑，鋁，錳抗磁質(zhì)：金，銀，銅鐵磁質(zhì)：鐵，鈷，鎳弱磁性物質(zhì)強磁性物質(zhì)：磁介質(zhì)分類127鐵磁質(zhì)的特性：1．在外磁場作用下能產(chǎn)生很強的磁感應(yīng)強度；2．當(dāng)外磁場停止作用時，仍能保持其磁化狀態(tài)；3．B與H之間不是簡單的線性關(guān)系；4．鐵磁質(zhì)都有一臨界溫度。在此溫度之上，鐵磁性完全消失而成為順磁質(zhì)——居里溫度或居里點。鐵——1043K鎳——630K鈷——1390K鐵磁質(zhì)的起因可以用“磁疇”理論來解釋。128鐵磁質(zhì)內(nèi)的電子之間因自旋引起的相互作用非常強烈，在鐵磁質(zhì)內(nèi)部形成了一些微小區(qū)域，叫做磁疇。每一個磁疇中，各個電子的自旋磁矩排列得很整齊。磁疇大小約為1017－1021個原子/10–18米3。磁疇的顯示：磁疇的變化可用金相顯微鏡觀測在無外磁場的作用下磁疇取向平均抵消，能量最低，不顯磁性。一、磁疇129顯示磁疇結(jié)構(gòu)的鐵粉圖形130純鐵硅鐵鈷三種鐵磁性物質(zhì)的磁疇131Si-Fe單晶(001)面的磁疇結(jié)構(gòu)箭頭表示磁化方向132133裝置：環(huán)形螺繞環(huán)實驗測量B原理：勵磁電流I；用安培定理求得H磁化曲線：鐵磁質(zhì)m很大，且隨外磁場而變化，B與H之間為非線性關(guān)系。oHBABCS測量B與H之間的關(guān)系134初始磁化曲線：O→A，B

增加A→B，B

急劇增大B→C，B

緩慢增大C→S，B達(dá)到飽和二、磁化曲線oHBABCS飽和磁化強度js等于每個磁疇中原來的磁化強度，該值很大，這就是鐵磁質(zhì)磁性