5.1-磁场与磁场强度

5.1磁场与磁场强度一、磁体及其性质

某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。具有磁性的物体称为磁体。磁体分天然磁体和人造磁体两大类。

磁体两端磁性最强的部分称磁极。可以在水平面内自由转动的磁针，静止后总是一个磁极指南，另一个指北。指北的磁极称北极（N）；指南的磁极称南极（S）。

任何磁体都具有两个磁极，而且无论把磁体怎样分割总保持有两个异性磁极。

与电荷间的相互作用力相似，当两个磁极靠近时，它们之间也会产生相互作用的力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。二、磁场与磁感线1．磁场 在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质——磁场。磁极之间的作用力通过磁场进行传递。动画2．磁感线 磁场的分布常用磁感线来描述。视频在磁场中画出一系列曲线，曲线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。磁感线的特点：1。磁场的强弱可用磁感线的疏密表示，磁感线密的地方磁场强；疏的地方磁场若。2.在磁铁外部，磁感线从N极到S极；在磁铁内部，磁感线从S极到N极。磁感线是闭合曲线。3.磁感线不相交。三、电流的磁场

不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。动画磁场的应用：磁悬浮列车

导线方向与磁场方向保持垂直，经导线通电，可以看到导线因受力而发生运动。四、磁感应强度

先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小，然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。

比较两次实验结果发现，通电导线长度一定时，电流越大，导线所受电磁力越大；电流一定时，通电导线越长，电磁力也越大。

在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，所受电磁力F与电流I和导线长度l的乘积IL的比值称为该处的磁感应强度，用B表示，即

磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，用符号T表示。

磁感应强度是个矢量，它的方向就是该点的磁场的方向。 磁感线的疏密程度可以大致反映磁感应强度的大小。在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，磁感应强度越大，磁场越强。五、磁通

设在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积，定义为穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用φ表示磁通，则有

φ=BS

磁通的单位是韦伯，简称韦，用Wb表示。

如果磁场不与所讨论的平面垂直，则应以这个平面在垂直于磁场B的方向的投影面积S’与B的乘积来表示磁通。

当面积一定时，如果通过该面积的磁感线越多，则磁通越大，磁感越强。 从φ=BS，可得这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通，所以磁感应强度又称磁通密度，并且用Wb/m2作单位。六、磁导率

不同的媒介质对磁场的影响不同，影响的程度与媒介质的导磁性能有关。

磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用μ表示，其单位为H/m。由实验测得真空中的磁导率μ

0=4π×10-7H/m，为一常数。

自然界大多数物质对磁场的影响甚微，只有少数物质对磁场有明显的影响。任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值称作相对磁导率，用μr表示，即：

相对磁导率只是一个比值。它表明在其他条件相同的情况下，媒介质中的磁感应强度是真空中磁感应强度的多少倍。

根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类：

顺磁物质

相对磁导率稍大于1。如空气、铝、铬、铂等。

反磁物质

相对磁导率稍小于1。如氢、铜等。

铁磁物质

相对磁导率远大于1，其可达几百甚至数万以上，且不是一个常数。如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。七、磁场强度

在真空中，通电线圈磁感应强度的大小与线圈的匝数、线圈长度及电流强度有关式中B0——通电线圈的磁感应强度，T；

μ0——真空的磁导率，H/m；

N——线圈的匝数；

L——线圈的长度，m；

I——线圈中的电流，A。

当把圆环线圈从真空中取出，并在其中放入相对磁导率为μr的媒介质，则磁感应强度将是真空中的μr倍，即：磁感应强度与媒介质的磁导率有关。

该点的磁感应强度B与媒介质磁导率μ的比值即为磁场中某点的磁场强度，用H表示，即：

磁场强度的单位为A/m。 将带入可得

上式表明，在一定电流值下，同一点的磁场强度不因磁场媒介质的不同而改变。

磁场强度也是一个矢量，在均匀媒介质中，它的方向和磁感应强度的方向一致。八、练习1、举几个磁场的例子。2