大學物理第8章穩(wěn)恒磁場課件講義

第8章穩(wěn)恒磁場

§8.1

電流電動勢

§8.2

磁場磁感應強度

§8.3

安培環(huán)路定理

§8.4

磁場對載流導線的作用

§8.5

磁場對運動電荷的作用

§8.6

磁介質(zhì)靜電荷運動電荷靜電場電場,磁場穩(wěn)恒磁場

學習方法：類比法穩(wěn)恒電場穩(wěn)恒電流§8.1電流電動勢一、電流密度電流：大量電荷有規(guī)則的定向運動形成電流方向規(guī)定：正電荷運動方向1.電流強度：單位時間內(nèi)通過某截面的電量單位（SI）：安培（A）電流強度只能從整體上反映導體內(nèi)電流的大小.當遇到電流在粗細不均勻的導線或大塊導體中流動的情況時,導體中不同部分的電流大小和方向都可能不一樣.因此要引入電流密度矢量.2.電流密度：描述導體內(nèi)各點的電流分布情況導體中某點的電流密度：數(shù)值上等于通過與該點電場方向垂直的單位面積的電流強度。

方向：該點場強的方向定義：電流密度方向：單位：

A·m－2I電流強度是電流密度的通量若dS的法線

與

成角

,則通過dS的電流根據(jù)電流密度的定義,可以得到與電流的關(guān)系開關(guān)倒向a電容器充電開關(guān)倒向b電容器放電電容器在放電過程中，兩極板上的電荷逐漸減少，兩極的電勢差逐漸減小，最后兩極上的電荷為零，兩極的電壓也為零，放電完畢，燈泡不再發(fā)光。電容器在放電過程中，兩極間的電壓是不穩(wěn)定的，所以放電電流也是不穩(wěn)定的。電源提供能量→電容器↑↓有電流的空間必然存在電場，而沿電場線電勢要降落，即有電勢差（電壓）存在。所以用電器中要有電流流過，則必須在其兩端加電壓。電容器釋放能量→燈泡發(fā)光二、電動勢１.非靜電力與電源非靜電力:能把正電荷從電勢較低點(電源負極)送到電勢較高點(電源正極)的作用力稱為非靜電力,記作

提供非靜電力的裝置叫作電源靜電力能使正電荷從高電位移到低電位非靜電場場強：單位正電荷所受到的非靜電力非靜電力能使正電荷從低電位移到高電位AB用電器非靜電力：

能把正電荷從電勢較低的點（電源負極板）送到電勢較高的點（電源正極板）的作用力，記作Fk

。要維持流過用電器的電流恒定，則必須維持用電器兩端的電勢差恒定，這就必須由電源提供。電動勢

:把單位正電荷從負極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極時，電源中的非靜電力所做的功用非靜電場場強定義電源電動勢方向:自負極經(jīng)電源內(nèi)部到正極的方向為正方向單位正電荷繞閉合回路一周時，電源中非靜電力所做的功。電動勢描述了電路中非靜電力做功的本領。電動勢的方向與回路中電流的方向一致。

電勢差：描述電路中靜電力做功。電源外部為零+–圖形符號§8.2磁場磁感應強度一、基本磁現(xiàn)象1.自然磁現(xiàn)象同極相斥，異極相吸天然磁石SNSN磁性、磁體、磁極2.電流的磁效應1819－1820年丹麥物理學家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應。ISN磁現(xiàn)象與運動電荷之間有著密切的聯(lián)系電流流向相同：相互吸引電流流向相反：相互排斥磁現(xiàn)象1.天然磁體周圍有磁場2.通電導線周圍有磁場3.電子束周圍有磁場4.通電導線能使小磁針偏轉(zhuǎn)5.磁體的磁場能給通電導線以力的作用6.通電導線之間有力的作用7.磁體的磁場給通電線圈以力矩作用8.通電線圈之間有力的作用9.天然磁體可使電子束偏轉(zhuǎn)磁場作用的表現(xiàn):吸引或排斥或偏轉(zhuǎn)地球具有磁性：地球及近地空間存在著磁場，稱“地磁場”。地磁場的強度和方向隨地點和時間而異。地磁場分為兩部分，來源于地球內(nèi)部的稱為“地球基本磁場”；來源于地球外部的稱為“地球變化磁場”（由太陽輻射和宇宙射線的影響而產(chǎn)生）。地磁場的兩極接近地理兩極，但并不重合，而且隨時間變動。根據(jù)1965年的測量：地磁的S極在地理北極附近（北緯75.5o，東經(jīng)259.5o），地磁的N極在地理南極附近（南緯66.6o,東經(jīng)139.9o）。地理軸與地磁軸的夾角約為11o。３.磁力

磁力是發(fā)生于運動電荷間的相互作用力，它決定于運動電荷的速度NS電荷的運動是一切磁現(xiàn)象的根源1822年安培提出了用分子電流來解釋磁性起源二、磁感應強度電流(或磁鐵)

磁場

電流(或磁鐵)1.磁場

運動電荷(電流)激發(fā)磁場（同時也激發(fā)電場）磁場對外的重要表現(xiàn)為：(1)磁場對運動電荷(電流)有磁力作用(2)磁力作功，表明磁場具有能量。2.磁感應強度磁矩:Ipmpm與I組成右手螺旋載流試驗線圈：線圈的線度很?。ň€圈所在空間的磁場性質(zhì)處處相同）；線圈流過的電流很?。ň€圈電流所激發(fā)的磁場不影響原來的磁場）。I0載流平面線圈法線方向的規(guī)定對N匝線圈線圈在磁場中受力并產(chǎn)生力矩使線圈轉(zhuǎn)動最后停止在穩(wěn)定的平衡位置處。在穩(wěn)定平衡位置處線圈所受力矩為零。I0利用試驗線圈定義B的圖示磁場方向（磁感應強度的方向）規(guī)定為：線圈在穩(wěn)定平衡位置時，線圈磁矩的方向（正法線方向）。當試驗線圈從平衡位置轉(zhuǎn)過900時,線圈所受到的磁力矩最大,且對于磁場中的給定點而言比值僅與線圈所在位置有關(guān)，因此該比值就反映了空間各點處磁場的強弱。規(guī)定：磁感應強度的大小為I0磁感應強度的大小:磁感應強度：磁場中某點處磁感應強度的方向與該點處試驗線圈在穩(wěn)定平衡位置時的正法線方向相同；磁感應強度的量值等于具有單位磁矩的試驗線圈所受到的最大磁力矩。（SI單位制）三、磁通量1.磁感線：(磁力線或線)

磁感線的切線方向為該點磁場方向B大小規(guī)定為：通過磁場中某點處垂直于磁場方向的單位面積的磁感線條數(shù)。(磁場較強處的磁感線較密)直電流的磁感線圓電流的磁感線III螺線管電流磁感線磁感線的特性:(1)每一條磁感線都是環(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。磁感線是無頭無尾的閉合回線。(2)任意兩條磁感線在空間不相交。(3)磁感線的環(huán)繞方向與電流方向之間可以用右手螺旋法則表示。（磁場是無源場，無磁單極存在。）S2.磁通量穿過磁場中某一曲面的磁感線總條數(shù)，稱為穿過該曲面的磁通量，用符號Φm表示。平面與均勻磁場曲面與非均勻磁場穿過任意閉合曲面的磁通量為零。三、磁場中的高斯定理(磁通連續(xù)定理)

1.求均勻磁場中半球面的磁通量2.在均勻磁場中

過YOZ平面內(nèi)面積為S的磁通量。均勻磁場穿過平面的磁通量計算:根據(jù)磁通量定義直接求出。習題：10.8五、畢奧—薩伐爾定律1.穩(wěn)恒電流的磁場電流元Ip畢奧---沙伐爾定律對一段載流導線

的方向Ip電流元磁場的磁感線是圓心在電流元軸線上的同心圓.若

=

/2，則dB最大(其它因素不變時)若

=0或，則dB=0即電流元不在自身方向上激發(fā)磁場注意的方向:由電流元指向所求空間點PIp2.運動電荷的磁場（在非相對論條件下的電場與磁場）電流的微觀形式I若載流子的數(shù)密度為n，電量為+q，運動速度為則在dt時間內(nèi)通過截面S的電量為:電流元

中載流子(運動電荷)有dN個畢奧－沙伐爾定律的微觀形式則每個載流子(運動電荷)所激發(fā)的磁場為qpp-q六、畢奧－薩伐爾定律的應用1.載流直導線的磁場xyz0P所有電流元在P點產(chǎn)生的磁感應強度方向都相同：垂直于由電流元以及矢徑構(gòu)成的平面。已知：真空中I、

1、2、a取電流元,如圖設0P=a,則:xyz0P關(guān)于角的規(guī)定：以垂線OP為起始線，

角的旋轉(zhuǎn)方向與電流方向相同，則

為正，反之則為負。p0p0p0①無限長電流的磁場xyz0P②半無限長電流的磁場③直導線延長線上電流的磁場電流元不在自身方向上激發(fā)磁場2.圓弧形電流在圓心產(chǎn)生的磁場

已知:R、I,圓心角為θ,求圓心O點的磁感應強度.任取電流元用弧度表示R方向:右手螺旋法則1/n圓電流的中心的磁場一個圓電流中心的磁場如圖：求圓心O點的左圖與右圖：兩直線段均過點O，因此對點O的磁感強度為零；只有圓弧段電流對點O有磁感強度。OI左圖:兩段半無限長直線段加半圓周載流線圈右圖:兩段直線段加三分之一圓周載流線圈2.圓型電流軸線上的磁場已知：R、I。求軸線上任一點P的磁感應強度建立坐標oxyz。并使圓電流置于oxz平面內(nèi)。對圓型電流積分一周就構(gòu)成正圓錐,r是母線,方向垂直于即垂直于圓錐面→因為沿圓周的切線pR將分解為沿ox軸與垂直于ox軸兩個分量,其中垂直于ox軸的分量因?qū)ΨQ于ox軸,因此積分結(jié)果為零。pR統(tǒng)一積分變量方向：右手螺旋法則圓心處例:兩平行載流直導線通電流求:①兩線中點的②過圖中矩形的磁通量l（結(jié)合習題9.3.3）l解：如圖所示建立坐標，則有I1、I2在A點的磁場可表達為在矩形框內(nèi)任意一點的磁感強度為在線圈內(nèi)如圖取面積元,方向與磁場同,則磁通量元為例:氫原子中電子繞核作圓周運動求:軌道中心處電子的磁矩已知解:運動電荷激發(fā)的磁場方向方向電子作圓周運動時可等效于圓電流，電子運動一圈時通過圓電流任一橫截面的電流為e，如果電子在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過n圈，則其等效電流為求圓電流磁場例:均勻帶電圓環(huán)qR已知：q、R、圓環(huán)繞軸線勻速旋轉(zhuǎn)。求：圓心處的解：帶電體轉(zhuǎn)動，形成運流電流。轉(zhuǎn)動一圈的等效電流為q，需要時間T，因此等效電流解:如圖取半徑為r寬為dr

的環(huán)帶qRr例:均勻帶電圓盤圓盤繞軸線勻速旋轉(zhuǎn)已知：q、R、求圓心處的及圓盤的磁矩元電流qRr如圖取微元線圈磁矩方向§8.3安培環(huán)路定理一、安培環(huán)路定理在靜電場中在穩(wěn)恒磁場中IL以載有恒定電流的無限長直導線為例：磁感線是在與導線垂直平面上并以導線與該平面相交點為圓心的一系列同心圓IP在同一

線上各點的

大小相等，方向沿著

線的切線，取閉合積分回路就沿著線，且繞行方向與電流方向符合右螺關(guān)系，則有IL1.任意積分回路L2.積分回路不環(huán)繞電流ABL1L2L3.積分回路環(huán)繞多個載流導線I4I5I1I2I3若電流流向與積分環(huán)路構(gòu)成右手螺旋，I取正值；反之，I取負值。I1>0I2<0LS在真空中的穩(wěn)恒電流磁場中,磁感應強度

沿任意閉合曲線的線積分(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

0倍.稱為磁場中的安培環(huán)路定理.關(guān)于安培環(huán)路定理的說明：位于閉合積分回路上的線元

處的磁場是由積分回路內(nèi)、外電流共同激發(fā)的總磁場。(2)只適用于穩(wěn)恒電流(閉合或延伸到∞)(3)右螺旋關(guān)系確定積分回路所包圍的電流I的正負(4)表明磁場是非保守場，有旋場。電流I1上穿下穿各一次，I2上穿一次方向符合右螺關(guān)系為正，I3下穿一次方向不符合右螺關(guān)系為負，I4在環(huán)外環(huán)路所包圍的電流由環(huán)路內(nèi)電流決定的環(huán)流由環(huán)路內(nèi)外電流產(chǎn)生當各電流作如下圖位置移動:從左圖改變?yōu)橛覉D時磁感強度是否改變？磁感強度的環(huán)流是否改變？磁感強度改變，其環(huán)流不變！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，或有勢場電力線起始于正電荷終止于負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二、安培環(huán)流定理的應用求磁感應強度1.分析磁場分布的對稱性或均勻性.2.選擇一個合適的積分回路3.再由求得1.無限長圓柱載流導體的磁場分布

圓柱體半徑R，電流為I分析對稱性:電流分布—軸對稱IP0Prds2ds1磁場分布—軸對稱IP

線沿著與軸垂直的同心圓,并與電流成右手螺關(guān)系,且同一

線上各點的

大小相等.取與軸垂直的同心圓(即

線)為積分回路,且積分回路繞行方向與電流方向符合右螺關(guān)系,則有IP安培環(huán)路定理r>Rr<R討論：分布曲線BRr0長直載流圓柱面。已知：I、RrROB練習:同軸的兩筒狀導線通有等值反向的電流I.求：的分布。分析：磁場具有軸對稱性—磁場線為垂直于軸的平面內(nèi)的同心圓,取閉合積分回路沿磁場線,則2.長直載流螺線管內(nèi)的磁場分布

已知：I、n(單位長度導線匝數(shù))對稱性分析：管內(nèi)為均勻場,方向與螺線管軸線平行.管的外面,磁場強度忽略不計.如圖作矩形環(huán)路abcd積分回路abcdab在管內(nèi)且與軸平行,cd與ab平行且在管外,bc與da均與軸垂直且一部分在管內(nèi)另一部分在管外.abcd安培環(huán)路定理3.載流環(huán)形螺線管內(nèi)的磁場分布已知：I、R1、R2,

N導線總匝數(shù)O分析對稱性：磁力線分布為同心圓，作積分回路也為同心圓。方向右手螺旋。利用安培環(huán)路定理求計算環(huán)流OBrO表明:當螺繞環(huán)橫截面的線度遠小于螺繞環(huán)的內(nèi)(外)半徑時,螺繞環(huán)內(nèi)部的磁場近似均勻場.對安培環(huán)路定理應用的說明：①

是所有電流共同產(chǎn)生的，環(huán)路外部的電流只是對積分無貢獻，但對產(chǎn)生磁場有貢獻。②當

無對稱性時，安培環(huán)路定理仍成立，只是此時因

不能提到積分符號外面，利用安培環(huán)路定理已不能求解

，必須利用畢奧－薩伐爾定律及疊加原理求解。.........已知:電流面密度(即通過與電流方向垂直的單位長度的電流)均勻,大小為i.無限大平面電流可看成是由無限多根平行排列的長直電流dI所組成.4.無限大載流導體薄板的磁場分布分析對稱性：據(jù)無限長直導線的磁場可知，磁力線為與導體板平行的一組射線，且在導體板上下兩面的磁力線方向相反，作積分回路為如圖矩形，且ab和cd與導體板等距又平行，bc和da與導體板垂直,取積分方向為逆時針abcda。無限大均勻平面電流兩側(cè)的磁場是勻強磁場，大小相等、方向相反，磁感應線在無限遠處閉合，與電流構(gòu)成右手螺旋關(guān)系。利用安培環(huán)路定理求.........討論:如圖,兩塊無限大載流導體薄板平行放置通有相反方向的電流。求磁場分布。已知：電流面密度為i（即單位長度的電流）.........兩板外側(cè)磁場方向相反兩板之間磁場方向相同練習：如圖，螺繞環(huán)橫截面為矩形外與內(nèi)半徑之比高導線總匝數(shù)求：1.磁感應強度的分布；2.通過截面的磁通量解:線是與軸垂直的同心圓，取閉合積分回路沿磁感線（同心圓）；積分方向與磁場線同，則利用安培環(huán)路定理求解2.在橫截面上取面積元為§8.4磁場對載流導線的作用一、安培定律

安培首先通過實驗發(fā)現(xiàn)：在磁場中任一點處,電流元Idl所受的磁力為安培力方向垂直于由電流元和磁場所組成的平面積分形式

載流直導線在均勻磁場中所受的安培力

取電流元受力方向力大小

求相互垂直的兩個電流元之間的相互作用力電流元所受作用力據(jù)畢奧薩伐爾定律處的磁場為方向方向垂直于電流元向下電流元恰好在電流元的延長線上因此電流元處的磁感強度為零。二、無限長兩平行載流直導線間的相互作用力

C、D兩導線的距離為a，電流方向相同方向垂直于由兩導線所構(gòu)成的平面并符合右螺關(guān)系I1I2aCD兩導線上的電流方向與所在位置的磁場方向垂直I1I2aCD單位長度載流導線所受力為電流的單位安培可定義如下：

在真空中的兩條無限長平行導線，各通有相等的穩(wěn)恒電流，當兩導線相距1m，每一導線每米長度上受力為2×10－7N時，各導線中的電流強度為1A。方向在xoy平面內(nèi)且垂直于電流元均勻磁場中任意形狀平面導線，當磁場與線圈平面垂直時，線圈所受到的安培力：取電流元建坐標系練習:求如圖半圓形導線所受安培力推論：在均勻磁場中任意形狀閉合平面載流線圈（與磁場垂直）所受合力為零。方向垂直于ab豎直向上解：兩導線共面(oxy)且垂直,無限長直載流導線激發(fā)的磁場在oxy右半平面上為例：求一無限長直載流導線的磁場對另一直載流導線ab的作用力。已知：I1、I2、d、LLxdbaxyzo在ab上取電流元ab上的任意電流元受力方向都沿oy軸正方向Lxdbaxyzo三、磁場對載流線圈的作用勻強磁場對平面載流線圈的作用設:ab=cd=l2,

ad=bc=l1

pm與B夾角為

da邊:bc邊:dabcab邊:cd邊:顯然且不構(gòu)成力矩但構(gòu)成力矩,使線圈繞豎直的中垂線逆時針方向轉(zhuǎn)動.dabc線圈在均勻磁場中受到的合力jqθ是線圈平面與磁場的夾角

和產(chǎn)生一力偶矩兩力的力臂大小為jq說明:(1)M＝0穩(wěn)定平衡(2)M＝0非穩(wěn)定平衡(3)⊙四、磁力的功1.磁力對載流導線做功bdacIFa/b/在勻強磁場中當電流不變時，功等于電流乘以回路面積內(nèi)磁通量的增量。設一均勻磁場

，ab長為l，電流I保持不變2.載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時磁力矩所做的功面積為S，通有電流I，處于均勻磁場中受到磁力矩作用而轉(zhuǎn)動。磁力矩總是力圖使轉(zhuǎn)向的方向,所以總使

角減小.設線圈在外力矩作用下轉(zhuǎn)過微小角度d

，使

角增為

+d

，則磁力矩作負功。當線圈從

1角轉(zhuǎn)到

2角的過程中，維持線圈內(nèi)電流不變，磁力矩所作的總功為（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

成600夾角例8-1：一半徑為R的半圓形閉合線圈,通有電流I,線圈放在均勻外磁場

中,

的方向與線圈平面成300角,如右圖,設線圈有N匝.問：(3)磁力矩作功為磁力矩作正功(2)線圈所受力矩為方向為垂直于

的方向向上,使線圈逆時針轉(zhuǎn)動。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§8.5磁場對運動電荷的作用一、洛倫茲力

荷蘭物理學家洛侖茲從實驗總結(jié)出運動電荷所受到的磁場力其大小和方向可用下式表示安培力的微觀本質(zhì):是運動電荷受到的磁場力的集體宏觀表現(xiàn)

因為磁力+方向力與速度方向垂直不能改變速度大小只能改變速度方向(1)

⊥所組成的平面

對運動電荷不做功。(2)關(guān)于正、負電荷受力方向(3)電荷在電場和磁場運動時，受的合力電場力磁場力——洛侖茲關(guān)系式二、帶電粒子在勻強磁場中的運動(忽略重力)1.粒子速度2.粒子速度u0fm=qu0B帶電粒子作勻速直線運動，不受磁場影響。帶電粒子作勻速率圓周運動,洛倫茲力就是向心力.回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)周期

回轉(zhuǎn)頻率周期與速率無關(guān),因為m/q/B是常量,所以速率v與半徑R成正比.(速率大的粒子在大半徑的圓周上運動)3.粒子速度與成θ角θ回轉(zhuǎn)半徑

回轉(zhuǎn)周期

螺距

粒子沿磁場方向作勻速直線運動,在垂直于磁場的平面內(nèi)作勻速率圓周運動—合成螺旋線運動θ霍耳效應三、霍耳效應1879年，年僅24歲的美國物理學家霍耳首先發(fā)現(xiàn)：在勻強磁場中，寬度為b，厚度為d片狀金屬導體當通有與磁感應強度B的方向垂直的電流I時，在金屬片兩側(cè)出現(xiàn)電勢差UH。如圖示，此種效應稱為霍耳效應，電勢差UH稱為霍耳電勢差。RH---霍耳系數(shù)實驗表明:UH與導體塊的寬度b無關(guān)IU1U2dbB帶負電的載流子的金屬導體為例霍耳系數(shù)的微觀解釋IMN平衡時附加電場IMN電流強度為霍耳系數(shù)RH:只取決于材料的性質(zhì)—載流子的電量和載流子的濃度.說明:(1)q<0時，RH<0,(2)q>0時，RH>0,(3)RH與載流子濃度n成反比：金屬載流子(電子)的濃度很大,霍耳系數(shù)很小,霍耳效應不明顯;半導體載流子的濃度很小,霍耳效應明顯.§8.6磁介質(zhì)一、磁介質(zhì)的分類

物質(zhì)因受磁場的作用而處于一種特殊的狀態(tài)，稱磁化狀態(tài)。（物質(zhì)被磁化）磁化后的物質(zhì)反過來要對磁場產(chǎn)生影響，稱能夠影響磁場的物質(zhì)為磁介質(zhì)。磁介質(zhì)被磁化后會產(chǎn)生磁化電流，磁化電流激發(fā)磁場（附加磁場）與原磁場疊加，磁介質(zhì)中的總磁場為三類磁介質(zhì)順磁質(zhì)：

r

>1如:錳、鎘、鋁等

抗磁質(zhì)：

r

<1如:金、銀、銅等

鐵磁質(zhì)：

r>>1如鐵、鈷、鎳及其合金等磁介質(zhì)的磁導率抗、順磁質(zhì)的相對磁導率都很接近1，而且都是與外磁場無關(guān)的常數(shù)，統(tǒng)稱為弱磁質(zhì)。相對磁導率分子電流i分i分S分1.順磁質(zhì)及其磁化分子的固有磁矩不為零無外磁場作用時,由于分子的熱運動,分子磁矩取向各不相同,整個介質(zhì)不顯磁性.二、抗磁質(zhì)與順磁質(zhì)的磁化電子軌道磁矩電子自旋磁矩分子磁矩pm分等效分子電流i分有外磁場時,分子磁矩要受到一個力矩的作用,使分子磁矩轉(zhuǎn)向外磁場的方向。分子磁矩產(chǎn)生的磁場方向和外磁場方向一致,順磁質(zhì)磁化結(jié)果，使介質(zhì)內(nèi)部磁場增強。2.抗磁質(zhì)及其磁化抗磁質(zhì)分子固有磁矩無外磁場時在外磁場中,抗磁質(zhì)分子會產(chǎn)生附加磁矩.電子軌道磁矩電子自旋磁矩與外磁場方向反向電子的附加磁矩總是削弱外磁場的作用抗磁性是一切磁介質(zhì)共同具有的特性3.電子的進動產(chǎn)生附加磁矩以電子的軌道運動的經(jīng)典模型解釋電子受的磁力矩電子軌道角動量增量L旋進,附加的角動量L*M⊙它引起的磁矩反平行于→削弱磁場，抗磁。M⊕加上外磁場后，總是產(chǎn)生一個與B0方向相反的附加磁場。三、磁化強度定義順磁質(zhì)抗磁質(zhì)用來描述磁化的強弱

V---宏觀小、微觀大順磁質(zhì):平行于抗磁質(zhì):反平行于和呈非線性關(guān)系鐵磁質(zhì)：四、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理有磁介質(zhì)存在時，任一點的磁場是由傳導電流I0和磁化電流IS共同產(chǎn)生的。磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理：

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H的環(huán)流)等于包圍在環(huán)路內(nèi)各傳導電流的代數(shù)和，而與磁化電流無關(guān)。

定義:磁場強度

單位:A·m－1

∑I

是穿過回路l所圍的傳導電流的代數(shù)和五、B與H的關(guān)系均勻各向同性的磁介質(zhì)

m稱為磁介質(zhì)的磁化率

r稱為磁介質(zhì)的相對磁導率;

為磁介質(zhì)的磁導率電介質(zhì)中的高斯定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理之間的關(guān)系之間的關(guān)系稱為相對磁導率磁導率

稱為相對電容率或相對介電常量例:8-2一無限長載流圓柱體，通有電流I，設電流

I

均勻分布在整個橫截面上。柱體的磁導率為μ，柱外為真空。求：柱內(nèi)外各區(qū)域的磁場強度和磁感應強度。解：磁場具有軸對稱性IR0RrH0RrB在分界面上H

連續(xù)，

B

不連續(xù)六、鐵磁質(zhì)1.磁化曲線裝置:環(huán)形螺繞環(huán),鐵磁質(zhì),磁通計

原理:勵磁電流I;用安培定理得H對未被磁化的材料:電流從零開始,I

H(=nI)

B

BH0BmHsa12由可得

r

H曲線

rH0

rm可以看出

r不是常數(shù),但是在給定了

r值的情況下有仍可說B

與

H

成正比B

H是非線性關(guān)系,B有飽和現(xiàn)象初始磁化曲線....矯頑力飽和磁感應強度磁滯回線剩磁2.磁滯回線....磁滯回線--不可逆過程B的變化落后于H，從而具有剩磁，即磁滯效應。每個H對應不同的B與磁化的歷史有關(guān)。在交變電流的勵磁下反復磁化使其溫度升高的磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。鐵磁體于鐵電體類似：在交變場的作用下，它的形狀會隨之變化，稱為磁致伸縮(10-5數(shù)量級)它可用做換能器，在超聲及檢測技術(shù)中大有作為。居里點溫度：每種磁介質(zhì)當溫度升高到一定程度時，高磁導率、磁滯