中国地质大学 大学物理习题集 电磁学部分答案课件

1、第八章 磁场中的磁介质1 磁介质对磁场的影响2 原子的磁矩3 磁介质的磁化4 H的环路定理5 铁磁质6 简单磁路（自学）1 磁介质对磁场的影响如：氮、水、铜、银、金、铋等。顺磁质如：氧、铝、钨、铂、铬等。如：铁、钴、镍等r不同的磁介质在磁场中所表现出的特性不同：抗磁质铁磁质II磁介质对螺线管内的场有影响 其内总磁场是：实验表明:介质的相对磁导率螺线管内无磁介质时磁场实物的基本组成单元原子、分子：核外电子、原子核电子运动：自旋运动自旋磁矩+-一 原子、分子磁矩2 原子的磁矩绕核运动电流环轨道磁矩原子核运动：原子、分子的固有磁矩(通称分子磁矩,记为 )分子磁矩因为分子磁矩的存在每个分子的磁矩可等效

2、为一个圆电流的磁矩,这样的圆电流也称为分子电流“圆电流”模型二 玻尔磁子电子轨道运动磁矩电子轨道运动角动量+-电子内廪（固有）自旋磁矩玻尔磁子二 顺磁、抗磁特性的微观解释1) 顺磁性固有磁矩NS两类磁介质的固有磁矩顺磁质抗磁质1 顺磁性介质处在外磁场时， 其体内磁场：抗磁性介质处在外磁场时， 其体内磁场：2 介质中的抗磁效应在顺磁介质中是否有？有！磁化电流也称为束缚电流顺磁质的磁化抗磁质的磁化3 磁介质的磁化类似电介质的讨论，从物质电结构来说明磁介质的磁化。一 磁介质的磁化由于顺磁质分子的固有磁矩在磁场中定向排列或抗磁质分子在磁场中产生了感生磁矩，因而在磁介质的表面出现束缚电流的现象叫磁介质的

3、磁化。1.有介质时的高斯定理 无论是什么电流激发的磁场，其磁力线均是无头无尾的闭合曲线。介质中的磁感应强度： 通过磁场中任意闭合曲面的磁通量为零。即：2.有介质时的安培环路定理 在有介质的空间，传导（自由）电流与磁化电流共同产生磁场：有磁介质时的总场束缚电流自由电流4 矢量及其安培环路定理实验指出：则将两侧对任意闭合路径L积分得：定义磁场强度磁介质的磁导率磁场强度沿任一闭合路径的线积分等于该闭合路径所包围的自由电流的代数和。 SI制中磁场强度H 的单位：安培/米(A/m)则有：有介质时的安培环路定理 即：闭合路径L包围的自由电流得：得：由及再由及1.磁化曲线装置：环形螺绕环，用铁磁质 充满环内

4、空间。实验测量B：由(1) 铁磁质的r 不是个常数，它是H 的函数。5 铁磁质原理：根据安培环路定理 由通有的传导电流得:在螺绕环磁隙处测量得出曲线:B的变化落后于H，从而具有剩磁，即磁滞效应每个 对应不同的 ,与磁化的历史有关。起始磁化曲线剩磁饱和磁感应强度矫顽力(2)磁滞回线 -不可逆过程在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。2 磁滞 现象是由于材料有杂质和内应力等的作用， 当撤掉外磁场时，磁畴的畴壁很难恢复到原来的 形状而表现出来。3 当温度升高时，热运动会瓦解磁畴内磁矩的规则 排列。在临界温度（相变温度Tc ）时，铁磁质完 全变成了顺磁质。居里点 Tc1 当全部磁畴都沿外磁场方向时，铁磁质的磁化就 达到饱和状态。饱和磁化强度MS等于每个磁畴中 原来的磁化强度，该值很大。 这就是铁磁质磁性 r大的原因。说明：如：铁为 1040K，钴为 1390K， 镍为 630K(1) 软磁材料： 适用于变压器、继电器、电机、以及各种高频 电磁元件的磁芯、磁棒。3. 铁磁质的分类特点：矫顽力(Hc)小，磁滞回线的面积窄而长， 损耗小（HdB面积小）。易磁化、易退磁 纯铁，坡莫合金(Fe，Ni)， 硅钢， 铁氧体等。如(2) 硬磁材料：钨钢，