高二物理竞赛：磁场中的磁介质课件

在磁场作用下发生变化，并能反过来影响磁场的物质，称为磁介质；实验发现，几乎所有的物质对磁场的作用都会有响应；

物质在磁场作用下的变化称为磁化；第十四章磁场中的磁介质一磁介质磁化强度1

磁介质介质磁化后的附加磁感强度真空中的磁感强度

磁介质中的总磁感强度2

磁介质的分类铁磁质（铁、钴、镍等）顺磁质

抗磁质（铝、氧、锰等）（铜、铋、氢等）弱磁质相对磁导率顺磁质（不是常数）抗磁质铁磁质（反映磁介质对原场的影响程度）思考：不同磁介质为什么呈现不同的磁性呢？3

磁介质的磁化机理物质的磁性来源于原子的磁性电子的轨道磁矩电子的自旋磁矩电子的自旋磁矩分子固有磁矩分子中所有电子的轨道磁矩和电子磁矩的和≈0≠0抗磁质顺磁质分子电流无外磁场顺磁质的磁化有外磁场顺磁质内磁场3

磁介质的磁化机理无外磁场时抗磁质分子磁矩为零

抗磁质内磁场

同向时

反向时抗磁质的磁化4

磁化强度分子磁矩的矢量和体积元单位（安/米）

意义磁介质中单位体积内分子磁矩的矢量和.（1）磁化强度与磁化电流的关系磁化电流：由于磁化而在磁介质的边缘形成的环形电流.二磁介质中的安培环路定理设圆柱形磁介质表面上沿柱体母线方向单位长度的磁化电流为（磁化电流密度）

磁化强度沿任意闭合环路L的线积分，等于穿过L的磁化电流的代数和磁化强度的线积分：磁化强度长为Ｌ截面积为Ｓ的磁介质内，总磁矩MBADC（2）磁介质中的安培环路定理L传导电流磁化电流++++++++++++ADBC各向同性磁介质（磁化率）磁场强度

磁介质中的安培环路定理相对磁导率

各向同性磁介质相对磁导率磁导率顺磁质（非常数）抗磁质铁磁质介质中：铁磁质顺磁质

抗磁质

实验表明，铁磁质具有如下特点：（1）相对磁导率r很大：r>>1纯铁：呈非线性关系，

r不是常数（3）存在磁滞现象：B的变化落后H的变化（4）存在居里点,铁磁质转化为顺磁质三铁磁质（2）1

磁畴无外磁场有外磁场

铁磁质的磁性来源于电子的自旋磁矩。在无外磁场的条件下铁磁质中电子的自旋磁矩可以在小范围内自发地排列起来，形成一个个小的自发磁化区—磁畴。无外磁场时，由于热运动，各磁畴的磁化方向不同，因而在宏观上对外不显磁性。

当铁磁质受到外磁场作用时，它将通过以下两种方式实现磁化：外场较弱时，磁化方向与外场相近或相同的那些磁畴的体积将逐渐增大（畴壁位移）；外场较强时，每个磁畴的自发磁化方向将作为一个整体，在不同程度上转向外磁场方向；当所有磁畴都沿外磁场方向排列时，磁化达到饱和。三铁磁质θ4006008001000H/(Am-1)15105B/10-4TB=f(H)顺磁质的B-H曲线02铁磁质的磁化规律——磁滞回线矫顽力

当外磁场由逐渐减小时，这种B的变化落后于H的变化的现象，叫做磁滞现象，简称磁滞.O磁滞回线

由于磁滞，时，磁感强度，叫做剩余磁感强度(剩磁).Q’3

铁磁性材料O软磁材料O硬磁材料不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大.软磁材料：矫顽力小，磁滞损耗小，变压器、电表铁芯

硬磁材料：矫顽力大，剩磁也大，永久磁铁O矩磁铁氧体材料铁氧体材料：高磁导率，高电阻率，计算机中的记忆元件1磁介质对磁场的影响铁磁质顺磁质

抗磁质介质磁化后的附加磁感强度真空中的磁感强度

磁介质中的总磁感强度2磁场强度磁介质中的安培环路定理

磁介质中的安培环路定理顺磁质（非常数）抗磁质铁磁质各向同性介质中3铁磁物质的特性软磁材料：矫顽力小，磁滞损耗小，适宜制作变压器、电机中的铁芯硬磁材料：矫顽力大，剩磁也大，适宜制造永久磁铁矩磁材料：高磁导率，高电阻率，适宜制作计算机中的记忆元件（1）相对磁导率