第1部分恒定磁场

1、1磁约束核聚变研究装置磁约束核聚变研究装置 212.1 磁场磁感应强度磁场磁感应强度一一. 基本磁现象：基本磁现象：磁体磁体磁体磁体电流电流电流电流安培提出安培提出:一切磁现象起源于电荷运动，一切磁现象起源于电荷运动，“分子电流分子电流”假说。假说。运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷磁场磁场b3二二磁场：在运动电荷（或电流）的周围磁场：在运动电荷（或电流）的周围存在一种特殊的物质，这就是存在一种特殊的物质，这就是“磁磁场场”。磁场对位于其中的运动电荷。磁场对位于其中的运动电荷（或电流）有磁场力的作用。（或电流）有磁场力的作用。磁场的性质磁场的性质 ：(1) 对运动电荷对运动电荷(或电流或电流)有

2、力的作用有力的作用;(2) 磁场有能量磁场有能量“稳恒磁场稳恒磁场”：在稳恒电流周围产生：在稳恒电流周围产生的不随时间变化的磁场。的不随时间变化的磁场。4三三. 磁感应强度：用运动电荷在磁场中受力来定义磁感应强度：用运动电荷在磁场中受力来定义b。1、方向：当运动电荷在磁场中某一方向运动时，它不、方向：当运动电荷在磁场中某一方向运动时，它不受磁场力的作用，这一方向恰是该位置处小受磁场力的作用，这一方向恰是该位置处小磁针磁针n所指的方向。我们规定：小磁针北极所指的方向。我们规定：小磁针北极n所指的方向就是该点磁感应强度所指的方向就是该点磁感应强度b的方向。的方向。2、大小：实验发现，沿着、大小：实

3、验发现，沿着b垂直方向运动时，运动电垂直方向运动时，运动电荷所受的磁场力最大为荷所受的磁场力最大为fmax， fmax与电荷与电荷电量电量q及电荷运动速率及电荷运动速率v成正比，而成正比，而fmax与与qv的比值是一个仅与场点位置有关的物理量，的比值是一个仅与场点位置有关的物理量，这个比值就定义为磁感应强度这个比值就定义为磁感应强度b的大小：的大小：qvfbmax59.2 毕奥萨伐尔定律毕奥萨伐尔定律 一一. .电流元：在任一段载流导线上，如果通有电流电流元：在任一段载流导线上，如果通有电流 i i，在导线回路上取任一无限短的一段在导线回路上取任一无限短的一段dl, dl, 其其方向为该点电流

4、的方向，则方向为该点电流的方向，则 定义为电定义为电流元。流元。lidilid6二二. .毕奥萨伐尔定律毕奥萨伐尔定律: : 静电场静电场:取取qdedeed磁磁 场：场： 取取lidbdbbd200d4drrlib毕萨定律：毕萨定律： 0r单位矢量单位矢量真空中的磁导率真空中的磁导率 270an104大小：大小：20sind4drlib方向：右螺旋法则方向：右螺旋法则 ? ? ?plidrb7例如：例如：lidplidlidrbrbrbr0b三三. .毕萨定律的应用毕萨定律的应用 :1. 载流直导线的磁场载流直导线的磁场ialidrb解解20sind4drlib求距离载流直导线为求距离载流直

5、导线为a 处处一点一点p 的磁感应强度的磁感应强度 b20sind4drlibbp812cscar dcscd2al cotcotaal根据几何关系根据几何关系)cos(cos4210ai21dsin40aibialidrpl9(1) 无限长直导线无限长直导线)cos(cos4210aib012aib20方向：右螺旋法则方向：右螺旋法则b(2) 任意形状直导线任意形状直导线pai1201b)180cos90(cos40002aibai40br讨讨 论论 :i12p10px2. 载流圆线圈的磁场：载流圆线圈的磁场：rxo求轴线上一点求轴线上一点 p 的磁感应强度的磁感应强度lidbd20d4dr

6、lib)(d4220 xrlibd根据对称性根据对称性0bcosd4cosd20rlibxbbd2/122)(cosxrrrr2/32220)(2xrirb方向满足右手定则方向满足右手定则brpxi112/32220)(2xrirb(1)0 x载流圆线圈的圆心处载流圆线圈的圆心处 rib20(2) 一段圆弧在圆心处产生的磁场一段圆弧在圆心处产生的磁场220ribri40i如果由如果由n 匝圆线圈组成匝圆线圈组成rnib20右图中，求右图中，求o 点的磁感应强度点的磁感应强度i123解解01b23402ribri830ro例如例如讨讨 论论12i)cos(cos42103ribiro123ri4

7、0321bbbbrx (3)2/32220)(2xrirb3202xirb302 xissnnispm定义定义mp302xpbm2 12 磁矩磁矩13xorq求绕轴旋转的带电圆盘轴线上的磁场和圆盘的磁矩求绕轴旋转的带电圆盘轴线上的磁场和圆盘的磁矩解解2/ rq rrqd2dtqiddrrrrd2d2pr2/322302/32220)(2d)(2ddxrrrxrirbbbdxrxxr22222220bd例例14圆盘圆心处圆盘圆心处 rb20nrrnirpmddd32rmmrrrpp0434dd方向沿方向沿 x 轴正向轴正向 3. 载流螺线管轴线上的磁场载流螺线管轴线上的磁场 iplinidd r

8、已知螺线管半径为已知螺线管半径为r单位长度上有单位长度上有n 匝匝ldlbd0 xr15prlbdr2/322202/32220)(2d)(2ddlrlinrlrirbcotrl 2222cscrlrdsin2d0nib2121dsin20nib120coscos2ni(1) 无限长载流螺线管无限长载流螺线管1nib002讨讨 论论 :(2) 半无限长载流螺线管半无限长载流螺线管 , 2 10 220inb16三三. .运动电荷的磁场运动电荷的磁场 :lidpr200d4drrliblid+qstqiddtqlsndd vnsq200d)(4drrlnsqbv电流元内总电荷数电流元内总电荷数l

9、nsndd电荷密度电荷密度200d4drrqnbv一个电荷产生的磁场一个电荷产生的磁场2004ddrrqnbbv17oab如图的导线，已知电荷线密度为如图的导线，已知电荷线密度为 ，当绕，当绕 o 点以点以 转动时转动时解解1234qdd线段线段1：dddblq201d4dbbqbd40o 点的磁感应强度点的磁感应强度例例求求v 000141d4b线段线段2：同理同理0241b18oab1234qddv vbd线段线段3：rqdd203d4drrrbrrd40abrrbbain4d4003线段线段4：同理同理abbin4044321bbbbb0)in11 (21ab1912.3 12.3 磁场

10、的高斯定理磁场的高斯定理静电场：静电场：磁磁 场：场：?dsb0iseqse/d静电场是有源场静电场是有源场一一. 磁力线磁力线 :1. 规定规定 :(1) 方向：磁力线切线方向为磁感应强度方向：磁力线切线方向为磁感应强度bb的单位面积上穿过的磁力线条数为磁感的单位面积上穿过的磁力线条数为磁感bsnbdd的方向的方向(2) 大小：垂直大小：垂直应强度应强度的大小的大小2. 磁力线的特征磁力线的特征 :(1) 无头无尾的闭合曲线无头无尾的闭合曲线20(2) 与电流相互套连，服从右手螺旋定则与电流相互套连，服从右手螺旋定则(3) 磁力线不相交磁力线不相交二二. .磁通量磁通量 : :snbddsb

11、mdd通过面元的磁力线条数通过面元的磁力线条数 通过该面元的磁通量通过该面元的磁通量sdbsd对于有限曲面对于有限曲面sbmd磁力线穿入磁力线穿入对于闭合曲面对于闭合曲面smsbd规定规定0m磁力线穿出磁力线穿出0m21三三. .磁场的高斯定理磁场的高斯定理 : :bs磁场线都是闭合曲线磁场线都是闭合曲线 0dsmsb(磁高斯定理磁高斯定理)电流产生的磁感应线既没有起始电流产生的磁感应线既没有起始点，也没有终止点，即磁场线点，也没有终止点，即磁场线既既没有源头，也没有尾闾没有源头，也没有尾闾 磁场是无源场（涡旋场）磁场是无源场（涡旋场）例例 证明在证明在 磁力线磁力线 为平行直线的空间中，同一

12、根磁力线为平行直线的空间中，同一根磁力线 上各点的上各点的磁感应强度值相等。磁感应强度值相等。abs解解 :smsbd0sbsbbababb 2212.4 磁场的安培环路定理磁场的安培环路定理一一. .磁场的安培环路定理磁场的安培环路定理 : :静电场静电场: 0d le静电场是保守场静电场是保守场磁磁 场场:?d lb 以无限长载流直导线为例以无限长载流直导线为例 rib20llbdllbdcoslrrid20i0磁场的环流与环路中所包围的电流有关磁场的环流与环路中所包围的电流有关 ilpibrrlrldd23 若环路中不包围电流的情况？若环路中不包围电流的情况？il 若环路方向反向，情况如

13、何？若环路方向反向，情况如何？ibrlld rdllrrilbd2d0i01dli1b2b2dl1012 rib1r2rl2022 riblblbdd21对一对线元来说对一对线元来说 2211cosdcosdlblb2201102d2drirrir0d环路不包围电流，则磁场环流为零环路不包围电流，则磁场环流为零 1224 推广到一般情况推广到一般情况 kii 1nkii1 在环路在环路 l 中中 在环路在环路 l 外外 l1i2iii1kinikip lillblbdd则磁场环流为则磁场环流为 lilbd010kiii内）likii(10 安培环路定律安培环路定律 恒定电流的磁场中，磁感应强度

14、沿一闭合路径恒定电流的磁场中，磁感应强度沿一闭合路径 l 的线积分的线积分等于路径等于路径 l 包围的电流强度的代数和的包围的电流强度的代数和的 0 倍倍内ililb0d环路上各点的环路上各点的磁场为所有电磁场为所有电流的贡献流的贡献25(1) 积分回路方向与电流方向呈右螺旋关系积分回路方向与电流方向呈右螺旋关系满足右螺旋关系时满足右螺旋关系时 0ii反之反之 0ii(2) 磁场是有旋场磁场是有旋场 电流是磁场涡旋的轴心电流是磁场涡旋的轴心 (3) 安培环路定理只适用于闭合的载流导线，对于任意设想安培环路定理只适用于闭合的载流导线，对于任意设想的一段载流导线不成立的一段载流导线不成立ailll

15、bdllaidcoscos4210图中载流直导线图中载流直导线, 设设 4/2112aai222240220ii0例如例如讨论讨论则则 l l 的环流为的环流为: :26二二. 安培环路定理的应用安培环路定理的应用 : 例例 求无限长圆柱面电流的磁场分布。求无限长圆柱面电流的磁场分布。 rirpl解解 系统有轴对称性，圆周上各点的系统有轴对称性，圆周上各点的 b 相同相同piddibddb时时过圆柱面外过圆柱面外p 点点做一圆周做一圆周rr llbdcosllb drb 2i0rib20llbdcosllb drb 2rr 时在时在圆柱面圆柱面内做一圆周内做一圆周00b27无限长圆柱体载流直导

16、线的磁场分布无限长圆柱体载流直导线的磁场分布 rr 区域：区域：rib20区域：区域：rr rb 220rj2rij202 rirb推广：推广：ri28roin例例 求螺绕环电流的磁场分布及螺绕环内的磁通量求螺绕环电流的磁场分布及螺绕环内的磁通量 解解 h1r2rsrd 在螺绕环内部做一个环路，可得在螺绕环内部做一个环路，可得llbdcosllb drb2ni0rnib2/0 若螺绕环的截面很小，若螺绕环的截面很小，rr irnb20内ni0 若在外部再做一个环路，可得若在外部再做一个环路，可得 0ii0外b螺绕环内的磁通量为螺绕环内的磁通量为21drrmsbrhrnirrd2210120ln

17、2rrhni29例例 求无限大平面电流的磁场求无限大平面电流的磁场 解解 面对称面对称 ibbpabcddacdbcablblblblblbddddddcbalblbddbab2abi02/0ib推广：推广：有厚度的无限大平面电流有厚度的无限大平面电流 jd2/0jdbjxb0 在外部在外部 在内部在内部 x30载流导体产生磁场载流导体产生磁场磁场对电流有作用磁场对电流有作用一一. .安培定理安培定理大小：大小：方向：方向：sinddlbif 由右手螺旋法则确定由右手螺旋法则确定 任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力bliffdd(1) 安培定理是矢量表

18、述式安培定理是矢量表述式zyxffffd,d,dd(2) 若磁场为匀强场若磁场为匀强场 blifd在匀强磁场中的闭合电流受力在匀强磁场中的闭合电流受力blifd012.5 磁场对电流的作用磁场对电流的作用blif dd讨论讨论安培力安培力31xyoailb此段载流导线受的磁力。此段载流导线受的磁力。在电流上任取电流元在电流上任取电流元lidlibblifdddlidfdsinddlibfxyibdxiblibfydcosdd0d00yibfxiblxibfly0d例例 在均匀磁场中放置一任意形状的导线，电流强度为在均匀磁场中放置一任意形状的导线，电流强度为i i求求解解相当于载流直导线相当于载

19、流直导线f 在匀强磁场中受的力，方向沿在匀强磁场中受的力，方向沿 y y 向。向。oa32例例 求两平行无限长直导线之间的相互作用力？求两平行无限长直导线之间的相互作用力？a2i1i1b12f解解 aib2101电流电流 2 处于电流处于电流 1 的磁场中的磁场中1212bif同时，电流同时，电流 1 处于电流处于电流 2 的磁场中，的磁场中，aiibif2210212121faii2210电流电流 2 中单位长度上受的安培力中单位长度上受的安培力电流电流 1 中单位长度上受的安培力中单位长度上受的安培力33(1) 定义定义: : 真空中通有同值电流的两无限长平行直导线，若真空中通有同值电流的

20、两无限长平行直导线，若 相距相距 1 1 米米，单位长度受力，单位长度受力(2) 电流之间的磁力符合牛顿第三定律：电流之间的磁力符合牛顿第三定律：n10271221ff则电流为则电流为1 1 安培安培。(3) 分析两电流元之间的相互作用力分析两电流元之间的相互作用力22dli11dli12r312121101d4drrlib312121122012212rrlili4blifddddd同理同理321212211021121dd4dddrrliliblif 两电流元之间的相互作用力，一般不遵守牛顿第三定律两电流元之间的相互作用力，一般不遵守牛顿第三定律讨论讨论21f12f34(4) 分析两根带电

21、长直线沿长度方向运动时，带电线之间的分析两根带电长直线沿长度方向运动时，带电线之间的作用力。作用力。1v2v12a 两带电线上的电流为两带电线上的电流为111vi222viaiif2210a2f0m2211vv 两带电线单位长度上的电荷之间的库仑力两带电线单位长度上的电荷之间的库仑力aefe021212emff2100vv221cvv001c在一般情况下，磁场力远小于电场力在一般情况下，磁场力远小于电场力2102211022aavv35例例 求一载流导线框在无限长直导线磁场中的受力和运动趋势求一载流导线框在无限长直导线磁场中的受力和运动趋势解解 1iaba2i1234xo121bbif aib

22、i2102323bbif aibi4102方向向左方向向左方向向右方向向右aalbif21222sindxixiaad222102ln2210ii24ff 整个线圈所受的合力：整个线圈所受的合力：4321fffff31ff 线圈向左做平动线圈向左做平动31ff132436cdfabf二二. .磁场对平面载流线圈的作用磁场对平面载流线圈的作用b1l2ldafbcfdcbaisin1bilffbcda（方向相反在同一直线上）（方向相反在同一直线上）2bilffabcd0if（线圈无平动）（线圈无平动）对中心的力矩为对中心的力矩为sin2sin211lflfmcdabsin21bil l1. 在均匀

23、磁场中的刚性矩形载流线圈在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈n（方向相反方向相反不在一条直线上）不在一条直线上）nl lnss21bpmmnispm令令b+ +na(b)d(c)372. 磁场力的功磁场力的功dsinddbismamibsid)cosd(mmmmiiiamm)(d1221讨论讨论(1) 线圈若有线圈若有n 匝线圈匝线圈bpnmm(2) m 作用下，磁通量增加作用下，磁通量增加0m0稳定平衡稳定平衡负号表示力矩作正功时负号表示力矩作正功时 减小减小非稳定平衡非稳定平衡0m(3) 非均匀磁场中的平面电流环非均匀磁场中的平面电流环0if线圈有平动和转动线圈有平动和转动0m38一一. .洛伦

24、兹力公式洛伦兹力公式 实验结果实验结果qbvfsin,vbqf sinbqfv 安培力与洛伦兹力的关系安培力与洛伦兹力的关系ldiqsfbqnf vddbqfm vblif dblnsqdvbnqv安培力是大量带电粒子洛伦兹力的叠加安培力是大量带电粒子洛伦兹力的叠加12.6 带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动v39(1) 洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，故讨论讨论对电荷不作功对电荷不作功f(2) 在一般情况下，空间中电场和磁场同时存在在一般情况下，空间中电场和磁场同时存在mefffbqeqvtp d/d二二. .带电粒子在均匀磁场中的运动带电粒子在均

25、匀磁场中的运动 bvbfqrmbq22sinvvqbmrvqbmrt22vmqbf2 粒子回转周期与频率粒子回转周期与频率情况情况v40 一般情况一般情况 b/vvhcos/vvsinvv带电粒子作螺旋运动带电粒子作螺旋运动qbmqbmrsinvvqbmthcos2/vv 磁聚焦原理磁聚焦原理 b粒子粒子源源a avv /vv 很小时很小时qbmthvv2/接收接收器器 aa发散角不太大的带电粒子束，经过一个周期后，重新会聚发散角不太大的带电粒子束，经过一个周期后，重新会聚v41 减少粒子的纵向前进速减少粒子的纵向前进速度，使粒子运动发生度，使粒子运动发生“反射反射” ” 磁约束原理磁约束原理

26、 在非均匀磁场中，速度方向与磁场不同的带电粒子，也要作在非均匀磁场中，速度方向与磁场不同的带电粒子，也要作螺旋运动，但半径和螺距都将不断发生变化螺旋运动，但半径和螺距都将不断发生变化bqbmqbmrsinvvf/ffe磁场增强，运动半径减少磁场增强，运动半径减少 强磁场可约束带电粒子在一根磁场线附近强磁场可约束带电粒子在一根磁场线附近 横向磁约束横向磁约束 纵向磁约束纵向磁约束fff/fv在非均匀磁场中，纵向运动在非均匀磁场中，纵向运动受到抑制受到抑制 磁镜效应磁镜效应磁镜磁镜42线圈线圈线圈线圈b高温等离子体高温等离子体 磁镜效应的典型应用磁镜效应的典型应用受控热核聚变实验研究受控热核聚变实

27、验研究 能约束运动带电粒能约束运动带电粒子的磁场分布称为磁镜子的磁场分布称为磁镜约束约束 磁瓶磁瓶 地球的磁约束效应地球的磁约束效应 天然磁瓶天然磁瓶三三. .霍尔效应霍尔效应18791879年年 霍尔发现在一个通有电流的导体板上，若垂直于板霍尔发现在一个通有电流的导体板上，若垂直于板面施加一磁场，则板面两侧会出现微弱电势差面施加一磁场，则板面两侧会出现微弱电势差( (霍尔效应霍尔效应)43bqfm v横向电场力横向电场力: :洛伦兹力洛伦兹力: :0)(bqeqv当达到动态平衡时：当达到动态平衡时：实验结果实验结果dibkuab受力分析受力分析dnqvlnqdibuabnqk1behvleu

28、habblv(霍耳系数霍耳系数)snqivvldibabqmfeeeqfe(方向向下方向向下)(方向向下方向向下)+44(2) 区分半导体材料类型区分半导体材料类型 霍尔系数的正负与载流子电荷性质有关霍尔系数的正负与载流子电荷性质有关b+abbauu ab+bauu 0k0kiivqn 型半导体型半导体p 型半导体型半导体vq它是研究半导体材料性质的有效方法它是研究半导体材料性质的有效方法（浓度随杂质、温浓度随杂质、温度等变化度等变化）b讨论讨论(1) 通过测量霍尔系数可以确定导电体中载流子浓度通过测量霍尔系数可以确定导电体中载流子浓度45四四. 运动电荷的电磁场运动电荷的电磁场qveb200

29、4rrqbv2004rrqerecebvv2001高温导高温导电气体电气体b没有机械转动部分造成的没有机械转动部分造成的能量损耗能量损耗可提高效率可提高效率特点：特点：磁场是电场的运动效应磁场是电场的运动效应(3) 磁流体发电磁流体发电46一一. 磁介质及其分类磁介质及其分类1. 磁介质磁介质 任何实物都是任何实物都是磁介质磁介质0e0eee电介质放入外场电介质放入外场0ee磁介质放入外场磁介质放入外场0brbb0r 相对磁导率相对磁导率 反映磁介质对原场的影响程度反映磁介质对原场的影响程度 12.7 物质的磁性物质的磁性2. 磁介质的分类磁介质的分类顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质1r减弱原场减弱原

30、场0bb 1r增强原场增强原场0bb 如如 锌、铜、水银、铅等锌、铜、水银、铅等如如 锰、铬、铂、氧等锰、铬、铂、氧等弱弱磁磁性性物物质质顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近于顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近于1。47铁磁质铁磁质)1010(421r通常不是常数通常不是常数具有显著的增强原磁场的性质具有显著的增强原磁场的性质强磁性物质强磁性物质二二. 磁化机理磁化机理原子中电子的轨道磁矩原子中电子的轨道磁矩1. 安培分子环流的概念和方法安培分子环流的概念和方法lmepl2电子的自旋磁矩电子的自旋磁矩smeps电子自旋磁矩电子自旋磁矩与轨道磁矩有与轨道磁矩有相同的数量级相同的数量级分子磁矩分

31、子磁矩 所有电子磁矩的总和所有电子磁矩的总和immipp抗磁质抗磁质0mp无外场作用时，对外不显磁性无外场作用时，对外不显磁性顺磁质顺磁质0mp无外场作用时，由于热运动，无外场作用时，由于热运动，对外也不显磁性对外也不显磁性480mp2. 磁介质的磁化磁介质的磁化evmpr0bffomp电子轨道半径不变电子轨道半径不变)(mpmp当外场方向与原子磁矩反方向时当外场方向与原子磁矩反方向时empr0bfompfmp)(mp当外场方向与原子磁矩方向相同时当外场方向与原子磁矩方向相同时490b将顺磁质放入外场将顺磁质放入外场 分子环流在外场作用下，分子环流在外场作用下，产生取向转动，产生取向转动， 磁

32、矩将转磁矩将转向外场方向向外场方向 宏观上宏观上产生附加磁场产生附加磁场0b1b1b结论：结论：在外场作用下，电子产生附加的转动，从而形成附加在外场作用下，电子产生附加的转动，从而形成附加的的mp, 附加磁矩（也称感应磁矩）总是与外场方向附加磁矩（也称感应磁矩）总是与外场方向b0b反，即产生一个与外场反向的附加磁场反，即产生一个与外场反向的附加磁场相相 抗磁质磁化抗磁质磁化在外场作用下，每个分子中的所有电子都产生感应磁矩在外场作用下，每个分子中的所有电子都产生感应磁矩mpbb则磁介质产生附加磁场则磁介质产生附加磁场与外场方向相反与外场方向相反顺磁质磁化顺磁质磁化50在外场作用下，分子磁矩要转向

33、，同时每个分子中的所有电在外场作用下，分子磁矩要转向，同时每个分子中的所有电子也都产生感应磁矩。子也都产生感应磁矩。1bb21bbb则磁介质产生附加磁场则磁介质产生附加磁场1b与外场方向相同与外场方向相同三三. 有磁介质的磁高斯定理有磁介质的磁高斯定理0bbb磁介质存在时，磁感应线仍是一系列无头无尾的闭合曲线磁介质存在时，磁感应线仍是一系列无头无尾的闭合曲线(含磁介质的磁高斯定理含磁介质的磁高斯定理)对于任意闭合曲面对于任意闭合曲面sssbdsssbsbdd000dssb51四四. 有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理1. 束缚电流束缚电流0b以无限长螺线管为例以无限长螺线管为例定

34、义定义：磁化强度：磁化强度 vpmm 磁化强度越强，反映磁介质磁化程度越强磁化强度越强，反映磁介质磁化程度越强顺顺磁磁质质0i0isi在磁介质内部的任一小区域：在磁介质内部的任一小区域：相邻的分子环流的方向相反相邻的分子环流的方向相反在磁介质表面处各点：在磁介质表面处各点：分子环流未被抵消分子环流未被抵消形成沿表面流动的面电流形成沿表面流动的面电流si束缚电流束缚电流52vpmm i结论：结论：介质中磁场由传导和束缚电流共同产生。介质中磁场由传导和束缚电流共同产生。顺顺磁磁质质0isiabcdililb0d) (00sini )(00abini nmi束缚电流密度束缚电流密度2. 磁介质中的安

35、培环路定理磁介质中的安培环路定理lllmnilbdd000用磁化强度描述束缚电流项用磁化强度描述束缚电流项可证明可证明:53000d)(nilmblii0定义磁场强度定义磁场强度mbh00dilhl(磁介质的安培环路定理磁介质的安培环路定理)磁介质内磁场强度沿所选闭合路径的环流等于闭合积分路径磁介质内磁场强度沿所选闭合路径的环流等于闭合积分路径所包围的所有传导电流的代数和。所包围的所有传导电流的代数和。讨论讨论 束缚电流与磁化强度束缚电流与磁化强度xyzm i i设单位长度上的束缚电流为设单位长度上的束缚电流为沿沿z方向磁化的介质体元方向磁化的介质体元54）内lilml( d取任意闭合回路取任意闭合回路 l，则磁化强度，则磁化强度m 沿沿l 的积分等于穿过此的积分等于穿过此积分回路围成的面积上束缚电流强度的代数和。积分回路围成的面积上束缚电流强度的代数和。 (普遍关系式普遍关系式)zii sipmzyxi ivpmm则，它产生的磁矩则，它产生的磁矩nmixyzm