大学物理-磁介质教学

1、1、了解磁介质的磁化现象及其微观解释；、了解磁介质的磁化现象及其微观解释；2、了解磁介质中的高斯定理及安培环路定理；、了解磁介质中的高斯定理及安培环路定理；3、了解铁磁质的特性：剩磁、磁滞、磁畴、居、了解铁磁质的特性：剩磁、磁滞、磁畴、居里点。里点。一、磁介质的分类：一、磁介质的分类： 与电场中的电介质相类似，处在磁场中的磁介质也要磁化与电场中的电介质相类似，处在磁场中的磁介质也要磁化BBB 0 但实验表明，不同的磁介质在磁场中产生的附加磁场是各但实验表明，不同的磁介质在磁场中产生的附加磁场是各不相同的，可按其附加磁场分为三大类：不相同的，可按其附加磁场分为三大类：1.顺磁质：顺磁质：00 ,

2、BBBB 同方向同方向与与00 , . 2BBBB 反方向反方向与与抗磁质抗磁质000 , . 3BBBBBB 同同方方向向且且与与铁铁磁磁质质 磁介质磁介质:* 相对磁导率相对磁导率:orBB实验发现：有、无磁介质的实验发现：有、无磁介质的螺旋管内磁感应强度的比值，螺旋管内磁感应强度的比值，可表征它们在磁场中的性质。可表征它们在磁场中的性质。0BIIBII* 顺磁质顺磁质1r1r* 抗磁质抗磁质1r* 铁磁质铁磁质 磁介质的分类：磁介质的分类：如氧、铝、钨、铂、铬等。如氧、铝、钨、铂、铬等。如氮、水、铜、银、金、铋等。如氮、水、铜、银、金、铋等。如铁、钴、镍等如铁、钴、镍等超导体是理想的抗磁

3、体超导体是理想的抗磁体二、顺磁质和抗磁质的磁化：二、顺磁质和抗磁质的磁化： 一个分子的磁矩是各原子中电子轨道磁矩和自旋磁矩的一个分子的磁矩是各原子中电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和，称为分子磁矩。可以看作由一个等效的圆电流矢量和，称为分子磁矩。可以看作由一个等效的圆电流-分子电流产生的。分子电流产生的。nSSSIpm ,nSSSI , Lme2 当磁介质分子处在磁场中时，每个分子均会产生与外磁场当磁介质分子处在磁场中时，每个分子均会产生与外磁场方向相反的附加磁矩，这是一切磁介质分子都有抗磁性的方向相反的附加磁矩，这是一切磁介质分子都有抗磁性的原因原因。LtMdd 1.顺磁质的磁化顺磁质的磁化：主

4、主要要因因素素是是顺顺磁磁质质产产生生磁磁效效应应的的分分子子磁磁矩矩mmmPPP, 2.抗磁质的磁化：抗磁质的磁化：主主要要因因素素是是抗抗磁磁质质产产生生磁磁效效应应的的附附加加磁磁矩矩mmpp , 03.磁化强度和磁化电流：磁化强度和磁化电流：VpMm 磁化电流和磁化电流密度磁化电流和磁化电流密度 LmmlMInMjd ,三、有磁介质时的安培环路定理：三、有磁介质时的安培环路定理： 0000)( d )(d IMBlMIIIlBLLmmL 而而与电场类似与电场类似 00dIlHMBHDL 类似，令类似，令与引入与引入HBHHMrrm 0 ,)1( 对各向同性的磁介质有对各向同性的磁介质有

5、今后求解有关磁场的问题一般都先求磁场强度，再求磁感今后求解有关磁场的问题一般都先求磁场强度，再求磁感应强度及磁化强度等应强度及磁化强度等mjMBH分析教材上的例题分析教材上的例题13.1电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理SSqqSdE)(100LLLiIl dB00l dMIl dBLLL00LLIl dMB)(0MBHdef0LLIl dHSSSSdPqSdE00011SSqSdPE00)(PEDdef0 SSqSdDEDe0)1 (EEDr0r 称为相对电容率称为相对电容率或相对介电常量。或相对介电常量。 之间的关系：之间的关系：EDP、)1

6、(erEPe0HMm 之之间的关系间的关系MHB,实验规律实验规律量纲量纲MBHdef0PEDdef0HBm)1 (0)1 (mrHHBr0r 称为相对磁导率称为相对磁导率r0磁导率磁导率电磁场的电磁场的本构方程本构方程描述真空中电磁场和描述真空中电磁场和介质中电磁场的关系式介质中电磁场的关系式rIH2II例题：长直单芯电缆的芯是一根半径为例题：长直单芯电缆的芯是一根半径为R 的的金属导体，它与外壁之间充满均匀磁介质，电金属导体，它与外壁之间充满均匀磁介质，电流从芯流过再沿外壁流回。求介质中磁场分布流从芯流过再沿外壁流回。求介质中磁场分布及与导体相邻的介质表面的束缚电流。及与导体相邻的介质表面

7、的束缚电流。RLLIl dHrrIHBrr200方向沿圆的切线方向方向沿圆的切线方向BMBH0nMjRIjr2) 1(方向与轴平行方向与轴平行磁介质内表面的总束缚电流磁介质内表面的总束缚电流IRjIr) 1(2n M j观看录像并思考下列问题：观看录像并思考下列问题：1.为什么磁铁能吸引铁钉之类的未磁化的铁制物质？为什么磁铁能吸引铁钉之类的未磁化的铁制物质？2.当铁磁体受到强烈的震动，或在高温下（居里点以上）当铁磁体受到强烈的震动，或在高温下（居里点以上）铁磁体的铁磁性质将全部消失，这是为什么？铁磁体的铁磁性质将全部消失，这是为什么？3.铁磁质可分为哪几类？它们各有什么用途？铁磁质可分为哪几类？它们各有什么用途？铁磁质的磁化规律：铁磁