1.3磁学概念学好这部分内容是学好磁选的基础。学该部内容时,要注意单位制问题:国际单位制和高斯单位制(CGSE和CGSM的联合)换算关系,还要能由一种单位制的不仅要知道两种单位制的名称公式推导出它在另一种单位制下的不同表现形式。如:国际单位制:B=Ho(H+M)高斯制:B=H+4元M
1.3磁学概念 学好这部分内容是学好磁选的基础。学该部内容时,要注意单 位制问题:国际单位制和高斯单位制(CGSE和CGSM的联合)。 不仅要知道两种单位制的名称、换算关系,还要能由一种单位制的 公式推导出它在另一种单位制下的不同表现形式。如: 国际单位制:B=μ0(H+M) 高斯制: B=H+4πM
磁场磁感应强度(B)磁化强度(M)和磁场强度(H)(1)磁场:磁力作用的空间,即磁场强度在空间的分布情况。描述磁场大小和方向的物理量有磁感应强度B和磁场强度H。磁场的双重意义:①有磁的空间;②一种物质传递磁体之间、载流导体之间及磁体与载流导体之间的相互作用,具有质量、动量和能量
一、磁场 磁感应强度(B) 磁化强度(M)和磁场 强度(H) (1)磁场:磁力作用的空间,即磁场强度在空间的分 布情况。 描述磁场大小和方向的物理量有磁感应强度B和磁场 强度H。 磁场的双重意义:①有磁的空间;②一种物质――传 递磁体之间、载流导体之间及磁体与载流导体之间的 相互作用,具有质量、动量和能量
(2)磁感应强度(B):1.是描述磁场的基本矢量:B的大小表示该点磁场的强弱B的方向表示该点磁场的方向。单位:SI制:特斯拉(T):GS制:高斯(Gs)换算关系:1T=104Gs,1mT=10Gs.2.B的定义:各教科书中定义方法方法不一致,归纳起来有以下几种:dF(1)由磁场中运动电荷所受力=dqv×BB =B当V时dqyaB(2)由磁场中电流元受力dF=ldli×B当diB时,/B(3)磁感应通量dp=B·ds当B与n平行时,ds(4)由单位磁极强度所受的力:磁库仑定律:-会--式中Qm称为磁极强度(单位:安·米)磁场中试探磁极Qm:F=B·Qm由此B=
(2)磁感应强度(B): 1. 是描述磁场的基本矢量:B的大小表示该点磁场的强弱, 的方向表示该点磁场的方向。 单位:SI制:特斯拉(T);GS制:高斯(Gs) 换算关系:1T=104Gs, 1mT=10 Gs. 2.B的定义:各教科书中定义方法方法不一致,归纳起来有 以下几种: ⑴由磁场中运动电荷所受力 当v 时, ⑵由磁场中电流元受力 当 时, (3)磁感应通量 当 与 平行时, (4)由单位磁极强度所受的力: 磁库仑定律: 式中 Qm称为磁极强度(单位:安·米) 磁场中试探磁极Qm: 由此 B dF = dqv B ⊥ B dqv dF B = dF Idl = B dl B Idl dF ⊥ B = d B ds = • B n ds d B = 2 1 2 4 r Q Q F m m = B Qm f = • Qm f B =
3、影响B的因素有:磁源的性质、磁体大小、空间点的位置、介质等。重点:磁场中一点B的大小与该点有无磁介质和何种磁介质紧密相关。例如:螺线管,单位长度上n匝,通以电流l:管内真空时,其内任一点;B二μ.nl管内充满介质,其内任一点;BunlB=B+B.对于抗磁质B'与B.反向;对于顺磁质B'与BB.可看做BO同向:对于铁磁质B与B.同向且B很大BLunl=川Bou.nlu式中:P一真空磁导率,SI制中%=4π×10-7亨/米(或牛顿/安2),高斯制中=1μ一介质磁导率,SI制中与μ同单位,高斯制中无量纲u一相对磁导率,SI制无量纲,高斯制中μ
3、影响B的因素有:磁源的性质、磁体大小、空间点的位置、介质 等。 重点:磁场中一点B的大小与该点有无磁介质和何种磁介质紧密相 关。 例如:螺线管,单位长度上n匝,通以电流I: 管内真空时,其内任一点; 管内充满介质,其内任一点; B0≠B.可看做 + . 对于抗磁质B’与B0反向;对于顺磁质B’与 B0同向;对于铁磁质B’与B0同向且B’很大。 式中:μ0-真空磁导率,SI制中μ0=4π×10-7亨/米(或牛顿/ 安2) ,高斯制中μ0=1 μ-介质磁导率,SI制中与μ0同单位,高斯制中无量纲 -相对磁导率,SI制无量纲,高斯制中 nI B0 = B=nI B=B ' B r nI nI B B = = = r r =
(3)磁化强度(M)+2库1.磁偶极子和通电线圈的磁矩①磁偶极子磁极强度为qm,两极相距l,则磁矩m=qm②载流线圈电流为l,包围的面积S。则磁矩m=IS③分子电流磁矩:分子电流和被它包围面积的乘积叫一一m=i*△S;某一体积物质的合成磁矩m=Zmi:单位为A-m2M的定义:单位体积物体的磁矩,单位为A/Ⅲ描写物质磁化程度的物理量M=dm/dVm--物体中各原子磁矩的失量和;V--物体的体积单位:SI制中:安/米高斯制中:1/4元高斯
(3)磁化强度(M): 1.磁偶极子和通电线圈的磁矩 ①磁偶极子 磁极强度为qm , 两极相距l,则磁矩m=qml ②载流线圈 电流为I,包围的面积S。则磁矩m=IS ③分子电流磁矩:分子电流和被它包围面积的乘积叫--, mi=i*△S; 某一体积物质的合成磁矩m=Σmi :单位为A·m2 M 的定义: 单位体积物体的磁矩,单位为A/m 描写物质磁化程度的物理量 M=dm/dV m-物体中各原子磁矩的矢量和; V-物体的体积 单位:SI制中:安/米 高斯制中:1/4π高斯