8.1 磁場 磁感應強度

8.1磁場磁感應強度磁場磁力線磁感應強度電流的磁效應安培定則中國古代四大發(fā)明是哪幾個？指南針的原理是什么？指南針的應用有哪些？8.1.1磁場為什么磁體間沒有接觸也會產(chǎn)生相互作用?這是因為在磁體周圍空間存在一種特殊物質(zhì)———磁場,磁場能夠?qū)Υ朋w產(chǎn)生力的作用,從而使磁體與磁體間相互吸引或排斥。磁場與電場類似,都是不依賴于我們的感覺而客觀存在的物質(zhì),并且也都是在跟別的物體發(fā)生相互作用時表現(xiàn)出自己的特性。小磁針有兩個磁極,它在磁場中靜止后就會顯示出這一點的磁場對小磁針N極和S極作用力的方向。物理學中把小磁針靜止時N極所指的方向規(guī)定為該點磁場的方向。實驗中我們常用鐵屑的分布來反映磁場的分布。8.1.2磁力線將條形磁鐵放置在水平玻璃板下方,在玻璃板上均勻地撒上細鐵屑,輕輕敲擊玻璃板,觀察鐵屑在磁場作用下的排列情況;用小磁針代替鐵屑放置在條形磁鐵周圍任意一點,觀察該點處磁場的方向?；顒樱耗M條形磁鐵磁場的分布當輕輕敲擊玻璃板后,我們發(fā)現(xiàn)鐵屑在磁場作用下按一定規(guī)律排列起來,如圖所示是用鐵屑顯示的條形磁鐵磁場空間分布情況。為了形象地描繪磁場,根據(jù)鐵屑在磁場中的排列情況,在磁場中畫一系列帶箭頭的曲線,使曲線上每一點的切線方向與該點的磁場方向一致，這些曲線就叫作磁力線?！緱l形磁鐵磁場】/video/BV14Q4y1Z7am/?share_source=copy_web&vd_source=9493cd9a6405fbae0bd51257aa6df460條形磁鐵和蹄形磁鐵周圍的磁感線如圖所示。

磁力線是不相交的閉合曲線,磁體外部磁力線從N極出發(fā),到達S極;磁體內(nèi)部磁力線從S極到N極。磁力線上任一點的切線方向就是該點的磁場方向。8.1.2磁力線與用電場線的疏密表示電場強弱一樣,用磁力線的疏密程度可以描述磁場的強弱。磁力線密集的地方磁場強,磁力線稀疏的地方磁場弱。

為了定量地描述磁場的強弱,我們引入一個新的物理量———磁通量。

在分布均勻的磁場中,一平面與磁力線方向垂直,我們把穿過該平面的磁力線的條數(shù)稱為穿過這個平面的磁通量,用φ表示。

磁場越強,磁力線越密,穿過單位面積的磁力線的條數(shù)就越多。在國際單位制中,磁通量的單位是韋伯,簡稱韋（Wb）,面積的單位是平方米（m2）8.1.3磁感應強度物理學中,把垂直穿過某平面的磁通量與該平面的面積之比稱為磁感應強度,用B表示。磁場中某處磁感應強度的大小表示該處磁場的強弱,即

磁感應強度的單位是特斯拉,簡稱特(T),則1T=1Wb/m2。高斯也是一種常用來表示磁感應強度的單位,符號為G,1G=10-4T。

8.1.3磁感應強度如果磁場中各點的磁感應強度的大小相等、方向相同,這個磁場稱為勻強磁場。勻強磁場的磁力線互相平行且疏密均勻。距離很近的兩個平行異名磁極之間的磁場,除邊緣部分外,可以認為是勻強磁場。

勻強磁場是一個常用的物理概念,是一個理想化模型。8.1.3磁感應強度【奧斯特實驗】/video/BV14q4y1u7fM/?share_source=copy_web&vd_source=9493cd9a6405fbae0bd51257aa6df4608.1.4電流的磁效應我們發(fā)現(xiàn)把一條通電導線平行地放在小磁針的上方,小磁針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。早在1820年,丹麥物理學家奧斯特在授課時無意中發(fā)現(xiàn)了這個現(xiàn)象,并把這個現(xiàn)象命名為電流的磁效應。他經(jīng)過大量研究后得出結(jié)論:電流能夠產(chǎn)生磁場。正是由于電流產(chǎn)生的磁場對小磁針有力(力矩)的作用,導致小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。這個發(fā)現(xiàn)首次揭示了電流與磁場之間的聯(lián)系,此后電學和磁學不再是兩個孤立的研究領(lǐng)域,人們在之后的電磁研究中又有了很多重要的發(fā)現(xiàn)。8.1.5安培定則通電直導線周圍的磁力線是一圈圈的同心圓,這些同心圓都在與導線垂直的平面上。改變電流的方向,各點的磁場方向都會變成相反的方向。直線電流的方向與其磁力線方向之間的關(guān)系可以用安培定則(又稱右手螺旋定則)來判斷:用右手握住導線,讓伸直的拇指所指的方向與電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁力線環(huán)繞的方向。8.1.5安培定則通電螺線管可以看作是由多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的。環(huán)形電流的磁場和通電