高二物理竞赛磁介质的磁场课件

§9-2磁介质中的磁场有磁介质存在时，空间任一点的磁场

总磁场遵从的规律要求出介质中的磁场,必须已知磁化电流但所以引入一辅助矢量—磁场强度H。传导电流定义：磁场强度将代入上式，得两边同除以0

，再移项一、介质中的安培环路定理得到磁场强度的安培环路定理磁场强度的安培环路定理的优点：2）但是磁场强度，其中包含磁化强度矢量。1）避开了磁化电流，使得环路积分只与传导电流相联系；沿任一闭合路径的环量等于此闭合路径环绕的传导电流的代数和。二、磁化规律对于各向同性线性磁介质为介质的磁化率由1.M与H的关系2.B与H的关系相对磁导率磁导率磁介质的技术参数特性:真空中，M=0无磁化现象M和H同向，顺磁质抗磁质

M和H反向，

注意：为研究介质中的磁场提供方便而不是反映磁场性质的基本物理量，才是反映磁场性质的基本物理量。II

例1有两个半径分别为R和r的“无限长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为μr的磁介质.当两圆筒通有相反方向的电流I

时，试求（1）磁介质中任意点P

的磁感应强度的大小;解对称性分析同理可求II（2）圆柱体外面一点

Q

的磁感强度.解：当环内是真空时当环内充满均匀介质时

例2

在均匀密绕的螺绕环内充满均匀的顺磁介质，已知螺绕环中的传导电流为I，单位长度内匝数n，环的横截面半径比环的平均半径小得多，磁介质的相对磁导率和磁导率分别为μr和μ。求环内的磁场强度和磁感应强度。§9-3铁磁质铁磁质基本特点：（1）相对磁导率不是常数，随外磁场的变化，且r>>1.（3）在外磁场的作用下能产生很强的附加磁场.（4）具有磁滞现象.铁磁质：

铁、钴、镍、镝等物质（2）

B—H不具有简单的线性关系.

05101520磁强计A测量H测量B的探头（霍尔元件）电阻换向开关电流表螺绕环铁环狭缝从磁强计中可以测得B根据电流的测量再由式可得到H

一、实验曲线1.实验装置2、起始磁化曲线oA段：随H增大，B缓慢增大；AB段：随H增大，B急剧增大(亦正比)

BC段：随H增大，B几乎不增大—达磁饱和.

根据，可以求出不同H值对应的r值，由此可见铁磁质B~H显著的非线性特点。与S对应的HS称饱和磁场强度，相应的BS称饱和磁感应强度。OHACBSB—H关系曲线3、磁滞回线

a

b

cH=HS

H=0H=-Hc(矫顽力)B=BS

B=Br(剩磁)B=0d

e

f

aH=-HS

H=0H=Hc

B=-BS

B=-Br

B=0B的变化总落后于H的变化，称磁滞现象。B—H关系：非线性,非单值.-HcdHc-BrefBrcbBHaO4、磁畴磁畴：铁磁质中存在的自发磁化的小区域(线度～10-4m)。一个磁畴中约有1012~1015个原子。铁磁质中起主要作用的是电子的自旋磁矩。磁畴中的电子的自旋磁矩可以不靠外磁场而取得一致的方向。

在没有外磁场作用时，磁体体内磁矩排列杂乱，任意物理无限小体积内的平均磁矩为零。加外磁场后，磁畴转向磁畴体积变化

.5、磁滞损耗

铁磁质在交变磁场中反复磁化，该过程中能量的损失叫做磁滞损耗。原因：磁畴反复变向时，由磁畴壁摩擦引起。大小：磁滞损耗正比于磁滞回线面积6、居里温度(居里点）铁磁质具有临界温度Tc。在Tc以上，铁磁性完全消失而成为顺磁质，其原因是由于高温导致磁畴瓦解。Tc称为居里温度或居里点。不同的铁磁质有不同的居里温度Tc。纯铁：770ºC，纯镍：358ºC。BHOBHO软磁材料矫顽力很小，磁滞回线窄，所围的面积小，磁滞损耗小。

软磁材料如纯铁、硅钢、坡莫合金、铁氧体等材料，适用于交变磁场中，常用作变压器、继电器、电动机、电磁铁和发动机的铁芯。硬磁材料矫顽力大，剩磁大、磁滞回线宽，所围的面积大，磁滞损耗大。7、铁磁质分类

硬磁材料如碳钢、钨钢、铝镍钴合金等材料。磁化后能保持很强的磁性，适用于制成各种类型的永久磁铁。

矩磁材料的磁滞回线接近于矩