大学物理基础教程（全一册） 第3版 课件 第5章 恒定磁场

第5章

恒定磁场恒定电流产生的磁场叫恒定磁场人们对磁现象的认识已经有了非常悠久的历史.在我国春秋战国时期，就已经知道天然磁石之间相互吸引的磁现象，并发明了指南针.到了现代，磁现象更是充满着每一个角落.物质的磁性与电荷的运动和电流密切相关。教学内容5.1.恒定电流；5.2.磁感应强度、毕奥-沙伐尔定律；5.3.恒定磁场的高斯定理和安培环路定理；5.4.磁场对运动电荷和载流导体的作用；5.5.磁介质。1.导体中形成电流的条件:(1)存在可移动的自由电荷.(2)有维持电荷作定向移动的电势差.5.1

恒定电流5.1.1.电流电流密度

携带电荷并形成电流的带电粒子,统称为载流子(carrier).

金属内的载流子是电子.电解质中的载流子是正、负离子；半导体材料中的载流子是空穴.2.电流的定义

单位时间内通过导体任一截面的电量为电流强度SSI单位:安培(A)规定电流强度为基本量,1s内通过导体任一截面的电荷为1C的电流强度称为1A。标量（方向：正电荷流动方向）6.1

恒定电流2.电流的定义

单位时间内通过导体任一截面的电量为电流强度SSI单位:安培(A)规定电流强度为基本量,1s内通过导体任一截面的电荷为1C的电流强度称为1A。标量（方向：正电荷流动方向）电流分布不随时间变化的电流称为恒定电流.3.电流密度

电流密度：细致描述导体内各点电流分布的情况.6.1

恒定电流电流分布不随时间变化的电流称为恒定电流.3.电流密度

电流密度：细致描述导体内各点电流分布的情况.该点正电荷运动方向方向：大小：单位时间内过该点且垂直于正电荷运动方向的单位面积的电流。电流密度矢量单位：安培每二次方米6.1

恒定电流

通过一个有限截面S

的电流强度为电流密度与电流定向速度的关系通过某一截面的电流强度也就是通过该截面的电流密度的通量.该点正电荷运动方向方向：大小：单位时间内过该点且垂直于正电荷运动方向的单位面积的电流电流密度矢量单位：安培每二次方米符号：6.1

恒定电流例题5-1已知细铜导线的半径：通过该导线的电流：铜导线中电子的定向迁移速度:远小于电子热运动的平均速率几百米每秒。传导电子数密度：解：电流密度为常量6.1

恒定电流5.1.2欧姆定律在等温条件下，通过一段导体的电流

与导体两端的电压

成正比，这个结论称为欧姆定律：R的数值与导体的材料、几何形状、大小及温度有关.导体的电阻

与导体的长度

成正比，与导体的横截面积

成反比，即ρ与导体性质和温度有关，称为材料的电阻率，其单位为欧·米电阻率的倒数称为电导率电导率的单位为西每米，符号为S/m.6.1

恒定电流将欧姆定律用于大块导体中的一小段，有欧姆定律的微分形式式中电流密度的大小与电场强度的大小成正比.是麦克斯韦电磁场理论的方程之一上式对非均匀导体、非稳恒电流也成立6.1

恒定电流而5.2.1磁感应强度1.磁场运动电荷运动电荷电流电流磁铁磁铁磁场运动电荷、传导电流、磁铁在周围空间激发磁场，磁场再对其它运动电荷、传导电流、磁铁施加作用力.恒定电流激发的磁场称为静磁场或恒定磁场。5.2

磁感应强度毕奥-萨伐尔定律5.2.1磁感应强度5.2.2毕奥-萨伐尔定律磁场叠加原理6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律相关实验Ampere平行电流之间的作用两载流直导线，电流反向时，作用力为斥力；两载流直导线，电流同向时，作用力为引力；6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律确定载流螺线管极性实验表明载流螺线管相当于磁棒，螺线管的极性与电流成右手螺旋关系通电导线受马蹄形磁铁作用而运动磁场对运动电荷的作用6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律162.磁感强度带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关.2)实验发现:++1)实验:

正试验电荷q0以速率v

在磁场中沿不同方向运动受力情况:

——描述磁场大小和方向的物理量

带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关.5.2磁感应强度

毕奥-萨伐尔定律

带电粒子在磁场中沿其他方向运动时，

垂直于与特定直线所组成的平面.

当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大.大小与无关6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律3)磁感强度的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时受力，将在磁场中的方向定义为该点的的方向.

磁感强度大小:单位：特斯拉（F=0的方向）6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律运动电荷在磁场中受力方向:右手螺旋法则大小:6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律地球表面磁场在赤道处约为T在两极处约为T太阳表面的磁场约为T超导磁体激发的磁场可达5～40T而中子星表面的磁场约为T心电激发的磁场约为T

6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律电场与磁场的对比分析：电流元是通电导线上的一段无限小的有向载流导线电流元的方向沿导线内电流的方向（即正电荷运动的方向）5.2.2毕奥-萨伐尔定律磁场叠加原理6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律方向：大小：毕奥－萨伐尔定律1.电流元在某点产生的磁场真空磁导率—6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律232.任意载流导线在点P处的磁感强度磁感强度叠加原理P*6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律例5.2

载流长直导线附近任一点的磁场.电流元在点P产生的磁场大小：方向：直导线在点P产生的磁场在导线上任取一个电流元3.毕奥—萨伐尔定律应用举例

解:PCDI6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律a.无限长载流直导线附近任一点的磁场PCDIb.半无限长附近任一点的磁场讨论：6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律26

无限长载流长直导线的磁场IBIBX

电流与磁感强度成右螺旋关系6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律27

例5.3圆形载流导线轴线上的磁场.p*解:该圆电流在

P点激发的x方向磁感应强度电流元Idl在p点激发的磁感应强度6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律28p*

圆电流在

P点激发的磁感应强度6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律29p*I讨论1）若线圈有匝

2）

3）6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律30R

(3)oIIRo

(1)x推广组合×o

(2)RI×⑴在圆心处，6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律IS拓展当圆形电流的面积S很小，或场点距圆电流很远时，才能把圆电流叫做磁偶极子.圆电流的磁矩适用于任意形状载流线圈．圆电流轴线上，当x>>R时，磁偶极子在轴线上产生的磁场6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律++++++++++++pR++*例题5.4载流直螺线管的磁场如图所示，有一长为l,半径为R的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通有电流I.设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度.解：由圆形电流磁场公式o6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律op+++++++++++++++6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律讨论（1）P点位于管内轴线中点若例题5.4载流直螺线管的磁场6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律(2)无限长的螺线管

（3）半无限长螺线管或由代入xBO6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律1.建立坐标系；2.分割导线为电流元；3.用毕奥-萨伐尔定律确定电流元的磁场；4.用磁场叠加原理求B

的各分量Bx，By，Bz；

运动电荷的磁场5.求总磁感应强度B的大小与方向。应用毕-萨定律解题的方法6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律第6章（p212）思考题：6.3、6.7、6.10、6.12习题：6.2（1、2、3）、6.5、6.6、6.8、6.11、6.13（写到作业本上）单元自我检测题（3）判断题：6、7、8、9、10填空题：5、6、7、8、9、10选择题：6、7、8、9、10、11简述题：8、9、10、11计算题：7（1、2、3）、8、9、10

6.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律5.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理5.3.1

恒定磁场的高斯定理5.3.2

安培环路定理5.3.3

安培环路定理应用举例5.3.1

恒定磁场的高斯定理1.磁感应线形象地描绘磁场中

分布的空间曲线规定：II曲线上每一点的切线方向就是该点的磁感强度

B的方向，曲线的疏密程度表示该点的磁感强度B

的大小.6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理各种典型的磁感应线的分布：直线电流的磁感线圆形电流的磁感线6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理直螺线管电流的磁感线环形螺线管电流的磁感线6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理SNISNI磁感线的特征

(1)磁感线不会相交；闭合的磁感应线的方向与其所包围的电流流向服从右手螺旋法则．

(2)磁感线都是环绕电流的无头无尾的闭合曲线，这些闭合线都和闭合电路互相套连.圆电流的磁感线载流长直螺线管的磁感线5.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理两个圆电流的磁感线1、2a.看磁感线、b.看俩电流之间的的作用力6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理定义：通过磁场中某一曲面的磁感线条数叫做通过该曲面的磁通量。2.磁通量1)匀强磁场单位面积矢量德国物理学家韦伯通过S

面的磁通量（2）S

为闭合曲面通过dS

面的磁通量2)非匀强磁场（1）S为任一曲面6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理例题5-5如图5-8所示，长直导线载有电流I，试求穿过矩形平面的磁通量Фm.解：由例题5-2已知无限长载流直导线周围的磁感应强度大小为方向垂直纸面向里问题：

在计算通过矩形线圈的磁通量Фm时，能否用磁感应强度乘以矩形线圈的面积来求解？在距长直导线为r处，以竖直方向取宽度为dr的小窄条，小窄条的面积为dS=ldr小窄条上各点磁感应强度的大小处处相等，方向也处处相同。通过该小窄条上的磁通量为积分即可得对于闭合曲面，数学上规定，垂直曲面向外的方向为面法线的正方向。

穿入磁感线从闭合曲面内穿出穿过闭合曲面的总磁通量必为零——磁场的高斯定理3.磁场高斯定理物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。（故磁场是无源的）6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理（1）自然界没有单一的磁极存在说明——磁场是无源场、涡旋场——电场是有源场（2）闭合曲面上各点的不一定等于零。(磁场线是闭合曲线)(电场线是不闭合曲线)6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理1.安培环路定理的表述数学表达式：符号规定：不计穿过回路边界的电流；不计不穿过回路的电流.穿过回路L的电流方向与L的环绕方向服从右手关系的I

为正，否则为负。

在真空中，恒定电流的磁场内，磁感强度沿任意闭合路径L的线积分（即的环流），等于被这个闭合路径包围并穿过的电流的代数和的倍.与路径的形状和大小无关。5.3.2

安培环路定理I+I+I1+I2-

I3L6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理o

规定：闭合回路为圆形回路（与成右螺旋）2.安培环路定理简单证明无限长直载流导线激发的磁场1)对圆形回路6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理2)对任意形状的回路L

与成右螺旋电流在回路之外电流在回路之内6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理保守力场、无旋场涡旋场、非保守场稳恒磁场静电场（磁感线是无头无尾的闭合曲线）无源场有源场（电场线是有头有尾的不闭合曲线）6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理恒定磁场和静电场的比较例5.6无限长载流圆柱体的磁场解1）对称性分析2）选取回路.3.安培环路定理的应用举例6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理

的方向与成右螺旋6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理

例5.7

无限长直载流螺线管内的磁场

解对称性分析螺旋管内为均匀场,方向沿轴向

外部++++++++++++dcab内部磁场处处相等,外部磁场为零.6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理用磁场的安培环路定理求B的基本步骤：2.选适当的闭合环路，使磁通量中B能以标量形式提出积分号外）；1.由电流分布的对称性，分析磁感强度分布的对称性：轴对称，面对称？3.算出环路内包围的净电流；4.用安培环路定理，求出B，再代入已知数据求解。6.3

恒定磁场的高斯定理和安培环路定理5.4磁场对运动电荷和载流导体的作用5.4.1磁场对运动电荷的作用5.4.2

磁场对载流导线的作用5.4.3

磁场对载流线圈的作用运动电荷在磁场中受的力叫做洛仑兹力。洛仑兹是荷兰物理学家，他在物理学上的贡献主要有三点：1.经典电子理论2.最先证明了运动尺子变短3.提出了时空坐标变换，这是狭义相对论的基础。

5.4.1磁场对运动电荷的作用

实验表明：运动电荷在磁场中所受的力F

与电荷的电量q，运动速度v以及磁场的磁感应强度B存在下述关系：洛仑兹力的方向可用右手螺旋法则来确定.1.速度

与磁场

平行磁场对运动电荷的力洛伦兹力6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用沿着磁场方向匀速直线运动

运动电荷在匀强磁场中的运动，分三种情况讨论实验表明：运动电荷在磁场中所受的力F

与电荷的电量q，运动速度v以及磁场的磁感应强度B存在下述关系：洛仑兹力的方向可用右手螺旋法则来确定.2.

与垂直洛伦兹力(1)回转半径(2)回旋周期和频率带电粒子作匀速率圆周运动（回旋运动）6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用

与不垂直3.

带电粒子q以速度υ与磁场B成θ夹角进入均匀磁场

带电粒子的合运动是以磁场方向为轴的等螺距的螺旋运动.带电粒子同时参与两种运动，螺距磁聚焦这两个式子还表明，荷质比相同的粒子，在同一磁场中，不论其速率多大，其运动的周期都相同.应用电子光学,电子显微镜等.在均匀磁场中某点A

发射一束初速相差不大的带电粒子,它们的与之间的夹角不尽相同,但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动,因螺距近似相等,都相交于屏上同一点,此现象称之为磁聚焦

.磁聚焦6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用在既有电场又有磁场的情况下:

运动的带电粒子q在此区域内所受到的作用力应是电场力与磁场力的矢量和，其中qE是电场力，qv×B为洛仑兹力利用外加的电场和磁场来控制带电粒子流的运动，在近代科学技术中的应用很多。称为洛仑兹力关系式一般情况下：电荷在匀强电场中的运动轨迹为抛物线.电荷在匀强磁场中的运动轨迹为螺旋线.

6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用回旋加速器

1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室.此加速器可将质子和氘核加速到1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获得诺贝尔物理学奖.6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用1.构造：利用电场对带电粒子的加速作用和磁力对运动电荷的偏转作用获得高能粒子2.工作原理磁场的作用：使带电粒子作圆周运动，且使之每次都平行于电场方向进入电场中加速电场的作用：使带电粒子加速交变电压：保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速回旋加速器6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用回旋加速器6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用其结构为金属双D形盒，在其上加有磁场和交变的电场。~BB回旋加速器6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用频率与半径无关到半圆盒边缘时回旋加速器原理图NSBO~N6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用我国于1994年建成的第一台强流质子加速器，可产生数十种中短寿命放射性同位素.6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用5.4.2磁场对载流导体的作用

任意形状的载流导线

在磁场中所受的安培力

安培总结出了电流元Idl在磁场B

中受力的基本规律，由于电流1.安培定律（安培力公式）

安培力是洛伦兹力的宏观表现。就是磁场对载流导体的作用力大小为：方向用右手螺旋法则确定.2．说明6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用补充例题

一载流直导线中的电流强度为I，长为L，处于匀强磁场B中，导线与磁场的夹角为θ，B

的方向水平向右，求直导线受到的安培力。Il

5.3磁场对运动电荷和载流导体的作用方向垂直于纸面向里。解：解:在电流上任取电流元Idl，它受到的磁场力为dF＝Idl×BdF的大小为：dF

＝IBdl例题5-9如图所示，在均匀磁场中放置一任意形状的导线，电流为I，求此段载流导线所受的安培力.可见：任意形状的平面载流导线在匀强磁场中受的力，都等于从首端O到末端P的载流直导线受的力.3．电流强度的单位—安培的定义

两平行无限长直导线AB、CD相距为a，相互平行，分别通有电流I1，I2，I1和I2分别处在对方的磁场中，它们之间会有相互作用力.

电流强度的单位定义如下：在真空中两根平行长直导线，相距1m，通以方向相同、大小相等的电流时，调节导线中电流的大小，使得两导线间每单位长度的相互吸引力为2×10-7牛，则规定此时每根导线中的电流为1A（1安培）.可算出真空磁导率单位长度受到的力均匀磁场中有一矩形载流线圈abcd5.4.3磁场对载流线圈的作用5.4磁场对运动电荷和载流导体的作用磁场作用在线圈上的力矩它们的合力及合力矩都为零线圈的磁矩大小如果线圈有N匝，力矩竖直向上竖直向下

水平向外水平向里垂直纸面向外5.4磁场对运动电荷和载流导体的作用⑴当线圈平面与磁场垂直讨论：⑵当线圈平面与磁场平行⑶当线圈平面与磁场垂直，但载流线圈的法线方向

与磁场

的方向相反稳定平衡；不稳定平衡对均匀磁场中任意形状的平面载流线圈均适用.线圈的磁矩大小如果线圈有N匝6.4磁场对运动电荷和载流导体的作用力

F

力矩（力对空间某点取矩）动量mv

动量矩（动量对空间某点取矩）电荷q,电矩（电荷对空间某点取矩）载流线圈IS

磁矩

M＝r×FJ＝r×mvpe＝qlm＝ISen电偶极矩ql,说明

载流矩形平面线圈在匀强磁场中的任意位置，所受的合力为零，但受的磁力矩不为零，磁力矩作用的效果，总是要使得线圈的磁矩向外磁场的方向转动.5.5

磁介质5.5.1磁介质磁化强度5.5.2

有磁介质时的高斯定理和安培环路定理B表示介质中的磁感应强度，2.相对磁导率

介质中磁场的磁感应强度B，与真空中的磁场B0，两者大小的比值6.5磁介质5.5.1磁介质磁化强度1.磁介质与磁场的相互作用

磁介质放到磁场中以后，由于受到磁场的影响会发生某种变化，这种变化叫做磁化。

B=B0+B´

B0是传导电流产生的电场，

就是真空中的磁场。B′是磁化电流产生的附加电场。

称为磁介质的相对磁导率.量纲为1。3.磁介质的分类（1）顺磁质

μr>1，即B>B0.即附加磁场B′与外磁场B0的方向相同，磁介质内部的磁场被加强.B=B0+

B´>B0

例铝、锰、铬、氧、钨、铂等。

（2）抗磁质

μr<1，即B<B0.即附加磁场B′与外磁场B0的方向相反，磁介质内部的磁场被削弱.B=B0-B´<B0

例如水银、铜、铋、硫、氢、金、银等。说明：不论是顺磁质还是抗磁质，都称为均匀磁介质，它们磁化后，介质内部的磁感应强度B只是稍大于或稍小于真空中的磁感应强度B0。6.5磁介质（3）铁磁质

μr>>1，B>>B0.这类磁介质磁化以后，介质中的磁感应强度，远远大于真空中的磁感应强度，B=B0+

B´>>B0

例如铁、钴、镍以及它们的合金。（4）完全抗磁体

μr=0，即B=0.磁介质内的磁场等于零.

超导体都属于完全抗磁体.6.5磁介质问题：1.什么叫磁化？2.写出相对磁导率的表达式。3.磁介质可以分为哪几类?怎样用相对磁导率表示？怎样用磁感强度表示？1.磁介质与磁场的相互作用磁介质放到磁场中以后，由于受到磁场的影响会发生某种变化，这种变化叫做磁化。顺磁质：μr>1，即

B>B0.抗磁质：μr<1，即

B<B0.铁磁质：

μr>>1，B>>B0.完全抗磁体：μr=0，即

B=0.磁介质在外磁场中会发生磁化,产生磁化电流问题：1.磁化强度是怎么定义的？表达式为（）2.磁化强度矢量是定量描述（）的物理量。2.顺磁质和抗磁质的磁化机理（自己阅读理解）3.磁化强度磁介质中某点附近单位体积内分子磁矩的矢量和.磁介质磁化强弱和方向5.5.2

有磁介质时的高斯定理和安培环路定理问题：1.磁介质内部的磁为2.写出有磁介质时的高斯定理。3.磁场强度定义为()，H是一个（）物理量，（）物理意义，不描述磁场的任何性质。4.在磁导率为

的均匀线性性磁介质中，磁感应强度B与磁场强度H的关系为（

）.5.磁介质的安培环路定理（）。

6.磁介质在外磁场中会发生磁化,产生（）辅助没有任何磁化电流分子圆电流和磁矩无外磁场顺磁质的磁化有外磁场顺磁质内磁场（磁感应强度）2.顺磁质和抗磁质的磁化机理1822年，安培提出了分子电流假说。安培认为任何物质的分子中都存在圆形电流，称为分子电流。

6.5磁介质B=

B0+

B´>B0

B0顺磁质的磁化.swf束缚面电流

6.5磁介质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磁化前磁化后6.5磁介质Σ△mi≠0

B=

B0-B´<B0

B0磁化后3.磁化强度分子磁矩的矢量和体积元单位（安/米）定义磁介质中某点附近单位体积内分子磁矩的矢量和.5.5

磁介质在非磁化的状态下，对于抗磁质，其分子磁矩m=0,磁化强度M=0对于顺磁质，虽然分子磁矩m不为零，方向却是随机取向，矢量和所以磁化强度矢量是定量描述磁介质磁化强弱和方向的物理量5.5.2

有磁介质时的高斯定理和安培环路定理1.磁化电流磁化面电流

Is∶——在均匀外磁场中，各向同性均匀的磁介质被磁化，沿着柱面流动未被抵消的分子电流。（也称为束缚面电流）5.5

磁介质在磁化状态下，由于分子电流的有序排列，磁介质中将出现宏观电流磁化电流B0表面形成磁化电流l磁化电流Is内部分子电流抵消（以无限长螺线管为例）6.5磁介质2.有磁介质时的高斯定理磁介质在外磁场中会发生磁化,产生磁化电流磁场线是无头无尾闭合线，穿过任何一个闭合曲面的磁通量为零。由于磁化电流在激发磁场方面与传导电流相同，它们所激发的磁场均由真空中的毕奥-萨伐尔定律决定，均为涡旋场，因此在有磁介质时磁场中的高斯定理仍然成立，即磁介质内部的磁场6.5磁介质3.有磁介质时的安培环路定理整理后无磁介质的安培环路定理只有传导电流.当有磁介质存在时，ΣI内既包含传导电流ΣI，又包含磁化电流ΣIS1）磁场强度定义为

2）安培环路定理：磁场强度沿任意闭合回路的线积分（即H的环流），等于该回路所包围的传导电流的代数和，单位：安培每米，A/m

.是一个辅助物理量，没有任何物理意义，不描述磁场的任何性质。它与电介质中的电位移矢量D对应。6.5磁介质对于均匀线性性磁介质

为磁介质的相对磁导率，称为磁介质的磁导率.对于真空或空气1）磁场强度定义为

在SI中，单位：安培每米，A/m

.H是一个辅助物理量，没有任何物理意义，不描述磁场的任何性质。它与电介质中的电位移矢量D对应。2）安培环路定理：磁场强度沿任意闭合回路的线积分（即H的环流），等于该回路所包围的传导电流的代数和B=μ0H6.5磁介质例题5-11

如图，半径为R1的无限长圆柱体导线外有一层同轴圆筒状均匀磁介质，其相对磁导率为μr，圆筒外半径为R2，设电流I在导线中均匀流过.试求：(1)导线内的磁场分布；(2)磁介质中的磁场分布；(3)磁介质外面的磁场分布.取导线的磁导率为μ0.

解：圆柱体电流所产生的磁感应强度B和磁场强度H的分布均具有轴对称性.以r为半径做圆形环路，取环路的绕行方向与电流的方向构成右手系由有介质时的安培环路定理得方向沿圆周的切线方向由B=μH

得方向沿圆周的切线方向(1)当P点位于圆柱体内部时，r<R1，μr=1，μ=μ0导体上的电流没有全部被环路包围。6.5磁介质由有介质时的安培环路定理得方向沿圆周的切线方向由B=μH

得方向沿圆周的切线方向(1)当P点位于圆柱体内部时，即r<R1时，μr=1，μ=μ0导体上的电流没有全部被环路包围。(2)当P点位于磁介质内部时，即R1<r<R2时，μ=μ，导体上的电流全部被环路包围。方向沿圆周的切线方向(3)当P点位于磁介质外部时，即r>R2时，μ=μ0，导体上的电流全部被环路包围在不同介质的界面处，磁感应强度B是不连续的，存在着突变.6.5磁介质5.5.3铁磁质1.铁