第6章-恒定电流的磁场ppt课件

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第六章 恒定电流的磁场第六章 恒定电流的磁场1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6.1 6.1 电流和电流密度电流和电流密度一一.电流强度电流强度大小：单位时间内通过导体某一横截面的电量大小：单位时间内通过导体某一横截面的电量方向：正电荷运动的方向方向：正电荷运动的方向单位：安培单位：安培6.1 电流和电流密度方向：正电荷运动的方向2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶

2、和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二二.电流密度电流密度 current densitycurrent density1.1.电流密度电流密度2.2.电流密度和电流强度的关系电流密度和电流强度的关系导体中某点的电流密度，数值上等于和该点正电荷定导体中某点的电流密度，数值上等于和该点正电荷定性移动方向垂直的单位面积上的电流强度。性移动方向垂直的单位面积上的电流强度。方向：该点正电荷定向移动的方向。方向：该点正电荷定向移动的方向。二.电流密度 current density2.电流密度3我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东

3、西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三三.电流连线性方程电流连线性方程电流线发出于正电荷减少的地方电流线发出于正电荷减少的地方终止于正电荷增加的地方终止于正电荷增加的地方线线00三.电流连线性方程电流线发出于正电荷减少的地方线0 设电流元内共有dN个以速度v运动的带电粒子23我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物矢量式：矢量式：运运动动电电荷荷除除激激发发磁磁场场外外，同同时时还还在在其其周周围围空间激发电场。空间激发电场。矢量式：运

4、动电荷除激发磁场外，同时还在其周24我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物运动电荷所激发的电场和磁场是紧密联系的。运动电荷所激发的电场和磁场是紧密联系的。运动电荷所激发的电场和磁场是紧密联系的。25我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.1.1.1.载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场 设设有有长长为为L的的载载流流直直导导线线，通通有有电电流流I。计计算算与与导

5、导线线垂垂直直距距离离为为d的的p点点的的磁磁感感强强度度。取取Z Z轴轴沿沿载载流导线，如图所示。流导线，如图所示。毕奥毕奥毕奥毕奥萨伐尔定律的应用萨伐尔定律的应用萨伐尔定律的应用萨伐尔定律的应用1.载流长直导线的磁场 设有长为L的载流直导线，通有26我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 所有所有d dB B的方向相同，的方向相同，所以所以P P点的点的 的大小为的大小为：按毕奥按毕奥萨伐尔定律有：萨伐尔定律有：所有dB的方向相同，所以P点的 的大小为：按毕奥27我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐

6、怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物由几何关系有：由几何关系有：由几何关系有：28我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物考虑三种情况：考虑三种情况：(1)(1)导线无限长导线无限长，即即(2)(2)导导线线半半无无限限长长，场场点点与与一一端端的连线垂直于导线的连线垂直于导线 (3)(3)P点位于导线延长线上，点位于导线延长线上，B=0=0考虑三种情况：(1)导线无限长，即(2)导线半无限长，29我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖

7、的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2.2.2.载流圆线圈轴线上的磁场载流圆线圈轴线上的磁场载流圆线圈轴线上的磁场载流圆线圈轴线上的磁场在场点在场点P P的磁感强度大小为的磁感强度大小为设有圆形线圈设有圆形线圈L，半径为，半径为R，通以电流，通以电流I。2.载流圆线圈轴线上的磁场在场点P的磁感强度大小为设有圆形30我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 各电流元的磁场方向不相同，可各电流元的磁场方向不相同，可分解为分解为 和和

8、 ，由于圆电流具有对称性，其电流元的，由于圆电流具有对称性，其电流元的 逐对抵消，所以逐对抵消，所以P P点点 的大小为：的大小为：/d Br 各电流元的磁场方向不相同，可分解为 31我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第6章-恒定电流的磁场ppt课件32我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（1 1）在圆心处）在圆心处讨论：讨论：（2 2）在远离线圈处）在远离线圈处载流线圈载流线圈的磁矩的磁矩引入

9、引入（1）在圆心处讨论：（2）在远离线圈处载流线圈的磁矩引入33我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物电偶极子电偶极子磁偶极子磁偶极子电偶极矩电偶极矩磁偶极矩磁偶极矩-+-+电偶极子电偶极矩-+34我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物例例 一一个个半半径径R为为的的塑塑料料薄薄圆圆盘盘，电电量量+q均均匀匀分分布布其其上上，圆圆盘盘以以角角速速度度 绕绕通通过过盘盘心心并并与与盘盘面面垂垂直直的的轴

10、轴匀匀速速转转动动。求求圆盘中心处的磁感应强度。圆盘中心处的磁感应强度。解：带电圆盘转动形成圆电流，取距盘心解：带电圆盘转动形成圆电流，取距盘心r处宽度处宽度 为为d dr的圆环作圆电流，电流强度：的圆环作圆电流，电流强度：+o o 返回返回返回返回例 一个半径R为的塑料薄圆盘，电量+q均匀分布其上，圆盘以角35我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6.4 6.4 6.4 6.4 磁场的高斯定理磁场的高斯定理磁场的高斯定理磁场的高斯定理(磁通连续原理磁通连续原理磁通连续原理磁通连续原理)几种不同形

11、状电流磁场的磁感应线几种不同形状电流磁场的磁感应线 1 1 磁感应线的性质磁感应线的性质电流磁感应线与电流套连与电流套连闭合曲线闭合曲线(磁单极子不存在磁单极子不存在)互不相交互不相交方向与电流成右手螺旋关系方向与电流成右手螺旋关系6.4 磁场的高斯定理(磁通连续原理)几种不同形状电流磁场的36我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 规规定定：通通过过磁磁场场中中某某点点处处垂垂直直于于 矢矢量量的的单单位位面面积积的的磁磁感感应应线线数数等等于于该该点点 矢矢量量的的量量值值。磁磁感感应应线线越

12、越密密，磁磁场场越越强强；磁磁感感应应线线越越稀稀，磁磁场场就就越越弱弱，磁感线的分布能形象地反映磁场的方向和大小特征。磁感线的分布能形象地反映磁场的方向和大小特征。2 磁通量磁通量磁通量：磁通量：穿过磁场中任一给定曲面的磁感线总数穿过磁场中任一给定曲面的磁感线总数。对对于于曲曲面面上上的的非非均均匀匀磁磁场场，一一般般采采用用微微元元分分割割法求其磁通量。法求其磁通量。dSn磁场的高斯定理磁场的高斯定理(磁通连续原理磁通连续原理)规定：通过磁场中某点处垂直于 矢量的单位面积的磁感37我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没

13、有错：表里边有一个活的生物单位：单位：韦伯韦伯(Wb)对所取微元，磁通量：对所取微元，磁通量：对整个曲面，磁通量：对整个曲面，磁通量：dSn磁场的高斯定理磁场的高斯定理(磁通连续原理磁通连续原理)单位：韦伯(Wb)对所取微元，磁通量：对整个曲面，磁通量：d38我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 穿穿过过任任意意闭闭合合曲曲面面S S的的总总磁磁通通必必然然为为零零，这这就就是磁场的是磁场的高斯定理高斯定理。说明磁场是说明磁场是无源场无源场。3 静磁场的高斯定理静磁场的高斯定理通过闭合曲面的电通

14、量通过闭合曲面的电通量闭合曲面内的电量闭合曲面内的电量 由由磁磁感感应应线线的的闭闭合合性性可可知知，对对任任意意闭闭合合曲曲面面，穿穿入入的的磁磁感感应应线线条条数数与与穿穿出出的的磁磁感感应应线线条条数数相相同同，因此，通过任何闭合曲面的磁通量为零。因此，通过任何闭合曲面的磁通量为零。高斯定理的积分形式磁场的高斯定理磁场的高斯定理(磁通连续原理磁通连续原理)穿过任意闭合曲面S的总磁通必然为零，这就是磁场的高斯39我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6-5 6-5 安培环路定理安培环路定理安培

15、环路定理安培环路定理1.1.1.1.长直电流的磁场长直电流的磁场长直电流的磁场长直电流的磁场1.1 1.1 环路包围电流环路包围电流安培安培6-5 安培环路定理1.长直电流的磁场1.1 环路包40我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 在在垂垂直直于于导导线线的的平平面面内内任任作作的的环环路路上上取取一一点点，到到电电流流的的距距离离为为r，磁磁感感应应强强度度的大小：的大小：由几何关系得：由几何关系得：在垂直于导线的平面内任作的环路上取一点，到电流的距离41我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东

16、西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 如如果果闭闭合合曲曲线线不不在在垂垂直直于导线的平面内：于导线的平面内：结果一样！如果闭合曲线不在垂直于导线的平面内：结果一样！42我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 如如果果沿沿同同一一路路径径但但改改变变绕行方向绕行方向积分：积分：结果为负值！表表明明：磁磁感感应应强强度度矢矢量量的的环环流流与与闭闭合合曲曲线线的的形形状无关，它只和闭合曲线内所包围的电流有关。状无关，它只和闭合曲线内所包

17、围的电流有关。如果沿同一路径但改变绕行方向积分：结果为负值！43我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物结果为零！表表明明：闭闭合合曲曲线线不不包包围围电电流流时时，磁磁感感应应强强度度矢矢量的环流为零。量的环流为零。1.2 1.2 环路不包围电流环路不包围电流结果为零！表明：闭合曲线不包围电流时，磁感应强度矢量44我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2.2.2.安培环路定理安培环路定理安培环路定

18、理安培环路定理 电电流流I I的的正正负负规规定定：积积分分路路径径的的绕绕行行方方向向与与电电流流成成右右手手螺螺旋旋关关系系时时，电电流流I I为为正正值值；反反之之I I为为负值。负值。在在磁磁场场中中，沿沿任任一一闭闭合合曲曲线线 矢矢量量的的线线积积分分（也也称称 矢矢量量的的环环流流），等等于于真真空空中中的的磁磁导导率率 0 0乘乘以以穿穿过过以以这这闭闭合合曲曲线线为为边边界界所所张张任任意意曲曲面面的各恒定电流的代数和。的各恒定电流的代数和。安培环路定理I I为负值为负值I I为正值为正值绕行方向绕行方向2.安培环路定理 电流I的正负规定：积分路径的绕行方45我吓了一跳，蝎子

19、是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物空间所有电流共同产生的磁场空间所有电流共同产生的磁场在场中任取的一闭合线，任在场中任取的一闭合线，任意规定一个绕行方向意规定一个绕行方向L L上的任一线元上的任一线元空间中的电流空间中的电流环路所包围的所有电流的代数和环路所包围的所有电流的代数和物理意义物理意义：空间所有电流共同产生的磁场在场中任取的一闭合线，任意规定一个46我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物几点注意：几点注

20、意：环流虽然仅与所围电流有关，但磁场却是所环流虽然仅与所围电流有关，但磁场却是所 有电流在空间产生磁场的叠加。有电流在空间产生磁场的叠加。任意形状稳恒电流，安培环路定理都成立。任意形状稳恒电流，安培环路定理都成立。安培环路定理仅仅适用于恒定电流产生的恒安培环路定理仅仅适用于恒定电流产生的恒 定磁场，恒定电流本身总是闭合的，因此定磁场，恒定电流本身总是闭合的，因此安安 培环路定理仅仅适用于闭合的载流导线。培环路定理仅仅适用于闭合的载流导线。静电场静电场的高斯定理说明静电场为的高斯定理说明静电场为有源有源场，环场，环 路定理又说明静电场路定理又说明静电场无旋无旋；稳恒磁场稳恒磁场的环路的环路 定理

21、反映稳恒磁场定理反映稳恒磁场有旋有旋，高斯定理又反映稳高斯定理又反映稳 恒磁场恒磁场无源无源。几点注意：环流虽然仅与所围电流有关，但磁场却是所任意形47我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(1)(1)分析磁场的对称性；分析磁场的对称性；(2)(2)过过场场点点选选择择适适当当的的路路径径，使使得得 沿沿此此环环路路的的积积 分分易易于于计计算算：的的量量值值恒恒定定，与与 的的夹夹角角处处处处相相等；等；(3)(3)求出环路积分；求出环路积分；安培环路定理的应用安培环路定理的应用安培环路定理的应

22、用安培环路定理的应用(4)(4)用用右右手手螺螺旋旋定定则则确确定定所所选选定定的的回回路路包包围围电电流流的的正正负负，最最后后由由磁磁场场的的安安培培环环路路定定理理求求出出磁磁感感应应强强度度 的大小。的大小。应用安培环路定理的解题步骤：应用安培环路定理的解题步骤：(1)分析磁场的对称性；(2)过场点选择适当的路径，使得 48我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.1.1.1.长直圆柱形载流导线内外的磁场长直圆柱形载流导线内外的磁场长直圆柱形载流导线内外的磁场长直圆柱形载流导线内外的磁场

23、设圆柱电流呈轴对称分设圆柱电流呈轴对称分布，导线可看作是无限长的，布，导线可看作是无限长的，磁场对圆柱形轴线具有对称磁场对圆柱形轴线具有对称性。性。当当长圆柱形载流导线外的磁场与长直载流导线激发的磁场相同！1.长直圆柱形载流导线内外的磁场 设圆柱电流呈轴对称分49我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 当当 ，且电流均匀，且电流均匀分布在圆柱形导线表面层时分布在圆柱形导线表面层时 当当 ，且电流均匀，且电流均匀分布在圆柱形导线截面上时分布在圆柱形导线截面上时 在圆柱形载流导线内部，磁感应强度和离开

24、轴线的距离r成正比！当 ，且电流均匀分布在圆柱形导线表面层时50我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2.2.2.载流长直螺线管内的磁场载流长直螺线管内的磁场载流长直螺线管内的磁场载流长直螺线管内的磁场 设螺线管长度为设螺线管长度为l,共有共有N匝。匝。2.载流长直螺线管内的磁场 设螺线管长度为l,共有N匝51我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3.3.3.载流螺绕环内的磁场载流螺绕环内的磁

25、场载流螺绕环内的磁场载流螺绕环内的磁场 设设环环上上线线圈圈的的总总匝匝数数为为N，电流为电流为I。3.载流螺绕环内的磁场 设环上线圈的总匝数为N，电流为52我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物由安培环路定理可解一些典型的场由安培环路定理可解一些典型的场无限长载流直导线无限长载流直导线 密绕螺绕环密绕螺绕环无限大均匀载流平面无限大均匀载流平面匝数匝数场点距中心场点距中心的距离的距离(面面)电流的电流的(线线)密度密度由安培环路定理可解一些典型的场匝数场点距中心的距离(面)电流53我吓了一跳，蝎子

26、是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6.6 磁场对载流导线的作用磁场对载流导线的作用1.1.1.1.安培定律安培定律安培定律安培定律 设导线中每个自由电子以平均速度向右作定向设导线中每个自由电子以平均速度向右作定向运动，则每个自由电子在洛伦兹力的作用下以圆周运动，则每个自由电子在洛伦兹力的作用下以圆周运动的方式作侧向漂移，结果在导线的下侧堆积负运动的方式作侧向漂移，结果在导线的下侧堆积负电荷，上侧堆积正电荷，在上下两侧间形成一横向电荷，上侧堆积正电荷，在上下两侧间形成一横向6.6 磁场对载流导线的作用1.安培定

27、律 设导线中54我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物安培定律的微分形式安培定律的积分形式安培定律安培定律 设直导线长为设直导线长为 ，通有电流，通有电流 ，置于磁感应强，置于磁感应强度为度为 的均匀磁场中，导线与的均匀磁场中，导线与 的夹角为的夹角为 。l安培定律的微分形式安培定律的积分形式安培定律 设直导线55我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物合力作用在长直导线中点，方向沿合力作用在长直导线中

28、点，方向沿Z Z轴正向。轴正向。在在直直角角坐坐标标系系中中将将电电流流元元的的受受力力沿沿坐坐标标方方向向分分解解，再再对对各各个个分量积分。分量积分。安培定律安培定律合力作用在长直导线中点，方向沿Z轴正向。在直56我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物例例 测测定定磁磁感感应应强强度度常常用用的的实实验验装装置置磁磁秤秤如如图图所所示示,它它的的一一臂臂下下面面挂挂有有一一矩矩形形线线圈圈，宽宽为为b，长长为为l，共共有有N匝匝，线线圈圈的的下下端端放放在在待待测测的的均均匀匀磁磁场场中中，其

29、其平平面面与与磁磁感感应应强强度度垂垂直直，当当线线圈圈中中通通有有电电流流I时时，线线圈圈受受到到一一向向上上的的作作用用力力，使使天天平平失失去去平平衡衡，调调节节砝砝码码m使使两两臂臂达达到到平平衡衡。用用上上述述数数据据求求待待测测磁磁场场的的磁磁感应强度。感应强度。BI安培定律安培定律例 测定磁感应强度常用的实验装置磁秤如图所示,它的57我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物作作用用在在两两侧侧直直边边上上的的力力则则大大小小相相等等，方方向向相相反反，它它们们相相互互抵抵消消。当当天天

30、平平恢恢复复平平衡衡时时，这这个个向向上上的的安培力恰与调整砝码的重量相等，由此可得安培力恰与调整砝码的重量相等，由此可得解解 由图可见，线圈的底边上受到安培力由图可见，线圈的底边上受到安培力 ，方向向，方向向上，大小为上，大小为故待测磁场的磁感应强度故待测磁场的磁感应强度安培定律安培定律作用在两侧直边上的力则大小相等，方向相反，它们相互抵消。当天58我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物如如N=9匝匝，b=10.0cm，I=0.10A，加加砝砝码码m=4.40g才能恢复平衡，代入上式得才能恢复平

31、衡，代入上式得安培定律安培定律如N=9匝，b=10.0cm，I=0.10A，加砝码m=4.59我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物例例 ：在在磁磁感感强强度度为为B的的均均匀匀磁磁场场中中，通通过过一一半半径径为为R的的半半圆圆导导线线中中的的电电流流为为I。若若导导线线所所在在平平面面与与B垂垂直，求该导线所受的安培力。直，求该导线所受的安培力。Ixy由由电电流流分分布布的的对对称称性性分分析析导导线线受受力力的的对称性对称性解：解：安培定律安培定律例 ：在磁感强度为B的均匀磁场中，通过一半径

32、为R的半圆导线60我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物由安培定律由安培定律由几何关系由几何关系上两式代入上两式代入合力合力F F的方向：的方向：y y轴正方向轴正方向。结结果果表表明明：半半圆圆形形载载流流导导线线上上所所受受的的力力与与其其两两个个端点相连的直导线所受到的力相等。端点相连的直导线所受到的力相等。Ixy安培定律安培定律由安培定律由几何关系上两式代入合力F的方向：y轴正方向。结果61我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实

33、我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2.2.2.磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用 载载流流线线圈圈的的空空间间取取向向用用电电流流右右手螺旋的法向单位矢量手螺旋的法向单位矢量 描述。描述。设设任任意意形形状状的的平平面面载载流流线线圈圈的的面面积积S，电电流流强强度度I，定义：，定义：线圈的磁矩线圈的磁矩IPm2.磁场对载流线圈的作用 载流线圈的空间取62我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由于是矩形线圈，对边受力大小应相等，方向相反。由于是

34、矩形线圈，对边受力大小应相等，方向相反。AD与与BC边受力大小为：边受力大小为：AB与与CD边受力大小为：边受力大小为：磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用 由于是矩形线圈，对边受力大小应相等，方向相反。AD与BC63我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物磁场作用在线圈上总的力矩大小为：磁场作用在线圈上总的力矩大小为：图中图中 与与 为互余的关系为互余的关系用用 代替代替 ，可得到力矩，可得到力矩磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用磁场作用在线圈上总的力矩大小为：图中与 为互余的关系用64

35、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 实实际际上上IS为为线线圈圈磁磁矩矩的的大大小小Pm，力力矩矩的的方方向向为为线线圈圈磁磁矩矩与与磁磁感感应应强强度度的的矢矢量量积积；用用矢矢量量式式表表示示磁磁场场对对线线圈圈的的力矩：力矩：可可以以证证明明，上上式式不不仅仅对对矩矩形形线线圈圈成成立立，对对于于均均匀匀磁磁场场中中的的任任意意形形状状的的平平面面线线圈圈也也成成立立，对对于于带带电电粒粒子子在在平平面面内内沿沿闭闭合合回回路路运运动动以以及及带带电电粒粒子子自自旋旋所所具有的磁矩，在磁

36、场中受到的力矩都适用。具有的磁矩，在磁场中受到的力矩都适用。磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用 实际上IS为线圈磁矩的大小Pm，力矩的方向为65我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物讨论：讨论：（1）=/2，线线圈圈平平面面与与磁磁场场方方向向相相互互平平行行，力力矩矩最最大大，这一力矩有使这一力矩有使 减小的趋势。减小的趋势。（2）=0，线线圈圈平平面面与与磁磁场场方方向向垂垂直直，力力矩矩为为零零，线线圈圈处处于平衡状态。于平衡状态。（3）=，线圈平面与磁场方向相互垂直，力矩，线圈平面与

37、磁场方向相互垂直，力矩为零，但为不稳定平衡，为零，但为不稳定平衡，与与 反向，微小扰动，反向，微小扰动，磁场的力矩使线圈转向稳定平衡状态。磁场的力矩使线圈转向稳定平衡状态。综上所述综上所述，任意形状不变的平面载流线圈作，任意形状不变的平面载流线圈作为整体在均匀外磁场中，受到的合力为零，合力为整体在均匀外磁场中，受到的合力为零，合力矩使线圈的磁矩转到磁感应强度的方向。矩使线圈的磁矩转到磁感应强度的方向。磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用讨论：（1）=/2，线圈平面与磁场方向相互平行，力矩最大66我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，

38、证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6.7 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用1.1.1.1.洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力当带电粒子沿磁场方向运动时当带电粒子沿磁场方向运动时:当当带带电电粒粒子子的的运运动动方方向向与与磁磁场场方向垂直时方向垂直时:6.7 磁场对运动电荷的作用1.洛伦兹力当带电粒子沿磁场67我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 一一般般情情况况下下，如如果果带带电电粒粒子子运运动动的的方方向向与与磁磁场场方方向向成夹角成夹角 时时。洛伦兹力洛伦兹力大小：大小：方向

39、：方向：的方向的方向 洛伦兹力洛伦兹力 一般情况下，如果带电粒子运动的方向与磁场方向成夹角68我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物例例 宇宇宙宙射射线线中中的的一一个个质质子子以以速速率率v=1.0107m/s竖竖直直进进入入地地球球磁磁场场内内，估估算算作作用用在在这这个个质质子子上上的的磁磁力力有有多多大？大？这这个个力力约约是是质质子子重重量量(mg=1.610-26N）的的109倍倍，因因此此当当讨讨论论微微观观带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中的的运运动动时时，一一般般可可以以忽忽略重力

40、的影响。略重力的影响。解解:在在地地球球赤赤道道附附近近的的地地磁磁场场沿沿水水平平方方向向，靠靠近近地地面面处处的的磁磁感感应应强强度度约约为为B=0.310-4T，已已知知质质子子所所带带电电荷荷量量为为q=1.610-19C，按按洛洛仑仑兹兹力力公公式式，可可算算出出场场强强对对质质子子的的作作用力为用力为洛伦兹力洛伦兹力例 宇宙射线中的一个质子以速率v=1.0107m/69我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2.2.2.带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运

41、动带电粒子在磁场中的运动2.1 2.1 设设有有一一均均匀匀磁磁场场，磁磁感感应应强强度度为为 ，一一电电荷荷量量为为 、质质量量为为 的的粒粒子子，以以初初速速 进进入入磁磁场场中中运动。运动。（1 1）如果）如果 与与 相互平行相互平行粒子作匀速直线运动。粒子作匀速直线运动。（2 2）如果）如果 与与 垂直垂直粒子作匀速圆周运动。粒子作匀速圆周运动。2.带电粒子在磁场中的运动2.1 设有一均匀磁场，磁感应强70我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物周期周期轨道轨道半径半径带电粒子在磁场中的作用

42、带电粒子在磁场中的作用周期轨道半径带电粒子在磁场中的作用71我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（3 3）如果）如果 与与 斜交成斜交成 角角 粒子作螺旋运动。粒子作螺旋运动。带电粒子在磁场中的作用带电粒子在磁场中的作用（3）如果 与 斜交成角 粒子作螺旋运动。带电粒子在72我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2 2.2 带电粒子在非均匀磁场中运动带电粒子在非均匀磁场中运动带电粒子在磁场中的作

43、用带电粒子在磁场中的作用2.2 带电粒子在非均匀磁场中运动带电粒子在磁场中的作用73我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（1 1）会聚磁场中作螺旋运动的带正电的粒子掉向返转）会聚磁场中作螺旋运动的带正电的粒子掉向返转2.2 2.2 带电粒子在非均匀磁场中运动带电粒子在非均匀磁场中运动带电粒子在磁场中的作用带电粒子在磁场中的作用（1）会聚磁场中作螺旋运动的带正电的粒子掉向返转2.2 带电74我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测

44、没有错：表里边有一个活的生物（2 2）磁约束装置）磁约束装置带电粒子在磁场中的作用带电粒子在磁场中的作用（2）磁约束装置带电粒子在磁场中的作用75我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（3 3）非均匀磁场的应用：范）非均匀磁场的应用：范）非均匀磁场的应用：范）非均匀磁场的应用：范 艾仑艾仑艾仑艾仑(Van AllenVan Allen)辐射带辐射带辐射带辐射带带电粒子在磁场中的作用带电粒子在磁场中的作用（3）非均匀磁场的应用：范艾仑(Van Allen)辐射76我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东

45、西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物*带电粒子在电磁场中运动带电粒子在电磁场中运动 带带有有电电荷荷量量 的的粒粒子子在在静静电电场场 和和磁磁场场 中中以速度以速度 运动时受到的作用力将是：运动时受到的作用力将是：洛伦兹关系式1.1.1.1.磁聚焦磁聚焦磁聚焦磁聚焦聚焦磁极聚焦磁极*带电粒子在电磁场中运动 带有电荷量 的粒子在静电77我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 回回回回旋旋旋旋加加加加速速速速器器器器是是是是用用用用来来

46、来来获获获获得得得得高高高高能能能能带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子的的的的设设设设备备备备。基本性能：基本性能：基本性能：基本性能：2.2.使带电粒子在电场使带电粒子在电场使带电粒子在电场使带电粒子在电场的作用下得到加速。的作用下得到加速。的作用下得到加速。的作用下得到加速。1.使带电粒子在磁场使带电粒子在磁场使带电粒子在磁场使带电粒子在磁场2.的作用下作回旋运动。的作用下作回旋运动。的作用下作回旋运动。的作用下作回旋运动。2.2.2.2.回旋加速器回旋加速器回旋加速器回旋加速器 回旋加速器是用来获得高能带电粒子的设备。基本78我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美

47、丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物粒子的动能粒子的动能粒子的动能粒子的动能轨道半径轨道半径粒子引出速度粒子引出速度回旋加速器回旋加速器加速器加速器粒子的动能轨道半径粒子引出速度回旋加速器加速器79我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3.3.3.质谱仪质谱仪质谱仪质谱仪 质谱仪是分析质谱仪是分析同位素的重要仪器。同位素的重要仪器。3.质谱仪 质谱仪是分析同位素的重要仪器。80我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是

48、我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 从离子源产生的从离子源产生的离子，经过狭缝离子，经过狭缝S1和和S2之间的电场加速，进之间的电场加速，进入速度选择器。从入速度选择器。从速度选择器射出的粒速度选择器射出的粒子进入与其速度方向子进入与其速度方向垂直的均匀磁场中，垂直的均匀磁场中，最后，不同质量的离最后，不同质量的离子打在底片上不同位子打在底片上不同位置处。冲洗底片，得置处。冲洗底片，得到该元素的各种同位到该元素的各种同位素按质量排列的线系素按质量排列的线系(质谱质谱)。质谱仪质谱仪 从离子源产生的质谱仪81我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的

49、世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(1)速度与磁场垂直时，粒子轨道半径为：速度与磁场垂直时，粒子轨道半径为：对对于于同同位位素素的的离离子子，带带电电量量应应相相同同，因因此此，轨轨道道半半径径仅仅仅仅由由质质量量决决定定。每每种种同同位位素素在在底底片片上上的的位位置置不不同同，构构成成了了质质谱谱。如如果果底底片片上上有有三三条条线线系系，则则元元素素应应有有三三种种对对应的同位素。应的同位素。质谱仪质谱仪(1)速度与磁场垂直时，粒子轨道半径为：对82我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜

50、测没有错：表里边有一个活的生物(2)离子通过速度选择器的速度为：离子通过速度选择器的速度为：只只有有上上面面速速度度的的离离子子能能通通过过速速度度选择器。选择器。质谱仪质谱仪(2)离子通过速度选择器的速度为：只有上面83我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(3)某元素的一种同位素，速度和轨道半径分别为：某元素的一种同位素，速度和轨道半径分别为：谱谱线线位位置置与与速速度度选选择择器器的的轴轴线线间间的的距距离应为轨道直径，即：离应为轨道直径，即：同位素的质量为：同位素的质量为：质谱仪质谱仪(3

51、)某元素的一种同位素，速度和轨道半径分别为：84我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.4.霍耳（霍耳（霍耳（霍耳（E.C.Hall)E.C.Hall)效应效应效应效应霍耳霍耳霍耳效应霍耳效应4.霍耳（E.C.Hall)效应霍耳霍耳效应85我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.4.霍耳（霍耳（霍耳（霍耳（E.C.Hall)E.C.Hall)效应效应效应效应 在在一一个个通通有有电电流流的的导导体

52、体板板上上，垂垂直直于于板板面面施施加加一一磁磁场场，则则平平行行磁磁场场的的两两面面出出现现一一个个电电势势差差，这这一一现现象象是是18791879年年美美国国物物理理学学家家霍霍耳耳发发现现的的，称称为为霍霍耳耳效应。该电势差称为效应。该电势差称为霍耳电势差霍耳电势差。4.霍耳（E.C.Hall)效应 在一个通有电流的导86我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 实实验验指指出出，在在磁磁场场不不太太强强时时，霍霍耳耳电电势势差差 U与与电电流强度流强度I和磁感应强度和磁感应强度B成正比，与

53、板的宽成正比，与板的宽d成反比。成反比。RH称为霍耳系数，仅与材料有关。称为霍耳系数，仅与材料有关。霍耳效应霍耳效应 实验指出，在磁场不太强时，霍耳电势差 U与电流强度I和磁87我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 导导体体中中运运动动的的载载流流子子在在磁磁场场中中受受到到洛洛仑仑兹兹力力发发生生偏偏转转，正正负负载载流流子子受受到到的的洛洛仑仑兹兹力力刚刚好好相相反反，在在板板的的上上下下底底面面积积累累了了正正负负电电荷荷，建建立立了电场了电场 EH，形成电势差。，形成电势差。导导体体中中

54、载载流流子子的的平平均均定定向向速速率率为为v，则则受受到到洛洛仑仑兹兹力力为为qvB，上上下下两两板板形形成成电电势势差差后后，载载流流子子还还受受到到一一个个与与洛洛仑仑兹兹力力方方向向相相反反的的电电场场力力qEH，二力平衡时有：，二力平衡时有：+-E EHH B霍耳效应霍耳效应 导体中运动的载流子在磁场中受到洛仑兹力发生偏88我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 设设载载流流子子浓浓度度为为n，则则电电流流强强度与载流子定向速率的关系为：度与载流子定向速率的关系为：+-E EHH B霍耳

55、效应霍耳效应 设载流子浓度为n，则电流强度与载流子定向速率89我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6-86-8 磁介质磁介质磁介质磁介质 顺磁质和抗磁质的磁化顺磁质和抗磁质的磁化顺磁质和抗磁质的磁化顺磁质和抗磁质的磁化1.1.1.1.磁介质磁介质磁介质磁介质磁磁 化：化：磁场对磁场中的物质的作用称为磁化。磁场对磁场中的物质的作用称为磁化。磁介质：磁介质：在磁场中影响原磁场的物质称为磁介质。在磁场中影响原磁场的物质称为磁介质。总磁总磁感强感强度度附加磁附加磁感强度感强度外加磁外加磁感强度感强度 磁

56、化后磁化后介质内部的介质内部的磁场与附加磁场与附加磁场和外磁磁场和外磁场的关系：场的关系：6-8 磁介质 顺磁质和抗磁质的磁化1.磁介质磁 化：90我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物抗磁质抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等铜、铋、硫、氢、银等)铁磁质铁磁质(铁、钴、镍等铁、钴、镍等)顺磁质顺磁质(锰、铬、铂、氧、氮等锰、铬、铂、氧、氮等)定义定义在介质均匀充满在介质均匀充满磁场的情况下磁场的情况下相对磁导率磁介质的分类磁介质的分类抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等)铁磁质(铁、钴、镍等)顺磁质(91我吓了

57、一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2.2.2.分子电流和分子磁矩分子电流和分子磁矩分子电流和分子磁矩分子电流和分子磁矩 分子电流：分子电流：把分子或原子看作一个整体，分子把分子或原子看作一个整体，分子或原子中各个电子对外界所产生磁效应的总和，可用或原子中各个电子对外界所产生磁效应的总和，可用一个等效的圆电流表示，统称为分子电流。一个等效的圆电流表示，统称为分子电流。分子磁矩：分子磁矩：把分子所具有的磁矩统称为分子磁把分子所具有的磁矩统称为分子磁矩，用符号矩，用符号 表示。表示。电子的进动：电子的

58、进动：在外磁场在外磁场 的作用下，分子或原的作用下，分子或原子中和每个电子相联系的磁矩都受到磁力矩的作用，子中和每个电子相联系的磁矩都受到磁力矩的作用，由于分子或原子中的电子以一定的角动量作高速转动，由于分子或原子中的电子以一定的角动量作高速转动，这时，每个电子除了保持环绕原子核的运动和电子本这时，每个电子除了保持环绕原子核的运动和电子本身的自旋以外，还要附加电子磁矩以外磁场方向为轴身的自旋以外，还要附加电子磁矩以外磁场方向为轴线的转动，称为电子的进动。线的转动，称为电子的进动。2.分子电流和分子磁矩 分子电流：把分子或92我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世

59、界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物进动进动进动 附加磁矩：附加磁矩：因进动而产生的等效磁矩称为附加因进动而产生的等效磁矩称为附加磁矩，用符号磁矩，用符号 表示。表示。可以证明：可以证明：不论电子原来的磁矩与磁场方向之不论电子原来的磁矩与磁场方向之间的夹角是何值，在外磁场间的夹角是何值，在外磁场 中，电子角动量中，电子角动量 进进动的转向总是和动的转向总是和 的方向构成右手螺旋关系。这种的方向构成右手螺旋关系。这种等效圆电流的磁矩的方向永远与等效圆电流的磁矩的方向永远与 的方向相反。的方向相反。进动进动进动 附加磁矩：因进动而产生的等效磁93我吓了一跳，蝎子是多么

60、丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3.3.3.抗磁质的磁化抗磁质的磁化抗磁质的磁化抗磁质的磁化 抗抗磁磁材材料料在在外外磁磁场场的的作作用用下下，磁磁体体内内任任意意体体积积元元中中大大量量分分子子或或原原子子的的附附加加磁磁矩矩的的矢矢量量和和 有有一一定定的的量量值值，结结果果在在磁磁体体内内激激发发一一个个和和外外磁磁场场方方向向相相反反的的附附加加磁磁场场，这这就就是是抗抗磁磁性性的的起起源源。它它是是一一切切磁磁介质所共有的性质介质所共有的性质。4.4.4.4.顺磁质的磁化顺磁质的磁化顺磁质的磁化顺磁

61、质的磁化 在在顺顺磁磁体体内内任任意意取取一一体体积积元元 ，其其中中各各分分子子磁磁矩矩的的矢矢量量和和 将将有有一一定定的的量量值值，因因而而在在宏宏观观上上呈呈现现出出一一个个与与外外磁磁场场同同向向的的附附加加磁磁场场，这这就就是是顺顺磁磁性性的起源。它是一切磁介质所共有的性质的起源。它是一切磁介质所共有的性质。3.抗磁质的磁化 抗磁材料在外磁场的作用下94我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.1.1.1.磁化强度磁化强度磁化强度磁化强度反映磁介质磁化程度反映磁介质磁化程度(大小与方向

62、大小与方向)的物理量。的物理量。均匀磁化均匀磁化非均匀磁化非均匀磁化 磁化强度：磁化强度：单位体积内所有分子固有磁矩的单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和矢量和 加上附加磁矩的矢量和加上附加磁矩的矢量和 ，称为磁，称为磁化强度，用化强度，用 表示。表示。磁化强度的单位：磁化强度的单位：1.磁化强度反映磁介质磁化程度(大小与方向)的物理量。均匀95我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 注意：注意：对顺磁质，对顺磁质，可以忽略；可以忽略；对抗磁质对抗磁质 ，对于真空，对于真空，。外磁场为零，磁化强度为

63、零。外磁场为零，磁化强度为零。外磁场不为零外磁场不为零:顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质磁化强度磁化强度磁化强度磁化强度 注意：对顺磁质，可以忽略；外磁场为零，磁化强度96我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2.2.2.磁化电流磁化电流磁化电流磁化电流 对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象

64、一个载流螺线管，称为线管，称为磁化面电流（或安培表面电流）磁化面电流（或安培表面电流）。2.磁化电流 对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子97我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：(1)(1)在在外外磁磁场场的的作作用用下下能能产产生生很很强的附加磁场。强的附加磁场。(2)(2)外外磁磁场场停停止止作作用用后后，仍仍能能保保持其磁化状态。持其磁化状态。(4)(4

65、)具具有有临临界界温温度度Tc。在在Tc以以上上，铁铁磁磁性性完完全全消消失失而而成成为为顺顺磁磁质质，Tc称称为为居居里里温温度度或或居居里里点点。不不同同的的铁铁磁磁质质有有不不同同的的居居里里温温度度Tc。纯纯铁铁：770C，纯纯镍：镍：358C。(3)(3)相相对对磁磁导导率率和和磁磁化化率率不不是是常常数数，而而是是随随外外磁磁场场的的变变化化而而变变化化；具具有有磁磁滞滞现现象象，之之间间不不具具有简单的线性关系。有简单的线性关系。6-96-9 铁磁质铁磁质铁磁质铁磁质居居 里里与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：(1)在外磁场的作用下能产98我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，

66、为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物AR12K接磁通计接磁通计把未磁化的均匀铁磁质充满一螺绕环，如图：把未磁化的均匀铁磁质充满一螺绕环，如图：线圈中通入电流线圈中通入电流(励磁电流励磁电流)后，铁磁质就被磁化。后，铁磁质就被磁化。根根据据有有介介质质时时的的安安培培环环路路定定理理，当当励励磁磁电电流流为为I时，环内的磁场强度：时，环内的磁场强度：1.1.1.1.磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线AR12K接磁通计把未磁化的均匀铁磁质充满一螺绕环，如图：线99我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物AR12K接磁通计接磁通计 铁铁芯芯中中的的B由由磁磁通通计计上上的的次次级级线线圈圈测测出出，这这样样，通通过过改改变变励励磁磁电电流流，可可得得到到对对应应的的一一组组B和和H的的值值，从从而而给给出出一一条条关关于于试试样样BH的的关关系系曲曲线线（磁磁化曲线）。化曲线）。OHACBS磁磁磁磁 介介介介 质质质质AR12K接磁通计 铁