1、磁介質(zhì)的磁場(chǎng)2-2-7 磁介質(zhì)的磁場(chǎng)一、磁介質(zhì)的磁化1、磁化 由于物質(zhì)的分子(或原子)中存在著運(yùn)動(dòng)的電荷，所以當(dāng)物質(zhì)放在磁場(chǎng)中時(shí)，其中的運(yùn)動(dòng)電荷將受到磁力的作用而使物質(zhì)處于一種特殊的狀態(tài)中，這種現(xiàn)象叫做磁化。 磁化后的物質(zhì)反過(guò)來(lái)又對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生影響，我們稱(chēng)這種能影響磁場(chǎng)的物質(zhì)為磁介質(zhì)。2、磁介質(zhì)分類(lèi) 設(shè)沒(méi)有磁介質(zhì)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 Bo，附加磁場(chǎng)為 B，則磁介質(zhì)中的總磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 是 Bo 和 B 的迭加，即：B = Bo + B (1) 非磁性物質(zhì) 順磁質(zhì)：B Bo 介質(zhì)中磁場(chǎng)增大 例如：錳、鉻、鉑、氮、氧等等。 抗磁質(zhì)：B 1rB0Br1，B0B與同向，3、定性解釋分子電流： 任何物質(zhì)的分子中

2、，每個(gè)電子都在作環(huán)繞原子核的軌道運(yùn)動(dòng)，它們都可看成是一個(gè)很小的圓形電流，具有一定的磁矩，電子本身還有自旋，自旋也有磁矩，它們都要產(chǎn)生磁效應(yīng)。如果把分子為一個(gè)整體，每個(gè)分子中各個(gè)電子對(duì)外界產(chǎn)生的磁效應(yīng)的總和可以用一個(gè)等效的圓電流來(lái)表示，叫做分子電流。這些分子電流所具有的磁矩 pm 叫做分子磁矩。分子磁矩?zé)o外磁場(chǎng)時(shí)： 一些磁介質(zhì)分子，分子磁矩 pm = 0 ； 另一些磁介質(zhì)分子，分子磁矩 pm 0，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，分子磁矩取向各不相同，整個(gè)介質(zhì)不顯磁性。有外磁場(chǎng)時(shí)：(1) 分子磁矩轉(zhuǎn)向一致，產(chǎn)生一個(gè)與外磁場(chǎng) Bo 方向一致的附加磁場(chǎng) B。 (2) 電子磁矩的附加磁矩pm 與外磁場(chǎng) Bo 方向相反

3、，它又將產(chǎn)生一個(gè)與外磁場(chǎng) Bo 方向相反的附加磁場(chǎng) B 。pmBopmvfeipm 與 Bo 同向Bopmvfeipmpm 與 Bo 反向結(jié)論：不論電子磁矩與外磁場(chǎng)的方向一致或者相反，加上外磁場(chǎng)后總是產(chǎn)生一個(gè)與外磁場(chǎng) Bo 方向相反的附加磁矩pm，它將產(chǎn)生一個(gè)與外磁場(chǎng)方向相反的附加磁場(chǎng) B?？勾刨|(zhì)：當(dāng)無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)，分子中電子磁矩相 互抵消，分子磁矩總和 pm= 0。 在加上外磁場(chǎng)后，不存在分子磁矩 轉(zhuǎn)向的效應(yīng)，外磁場(chǎng)引起的附加磁 矩pm是這類(lèi)介質(zhì)磁化的唯一原因。 所以附加磁場(chǎng) B 與外磁場(chǎng) Bo 方向相反。順磁質(zhì)：在無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)，各個(gè)電子的磁效應(yīng) 不相互抵消，因而存在一 個(gè)永久的 分子電流，且分子

4、磁矩 pm 0 。 當(dāng)存在外磁場(chǎng)時(shí)，外磁場(chǎng)在電子上 也引起附加磁矩。但分子固有磁矩 pm 比電子附加磁矩的總和 pm 大得多，以致 pm 可以忽略不計(jì)。 這樣，順磁質(zhì)在磁場(chǎng)中的磁化主要 是由于 pm 的取向作用所引起。 因此其附加磁場(chǎng) B 與外磁場(chǎng) Bo 方向一致。二、介質(zhì)中的安培環(huán)路定律有介質(zhì)時(shí)：l（I + I ）Bdl.=00而對(duì)傳導(dǎo)電流部分.lBdl=I000B/B = r0B = B / r0rlBdl.=I00rlB.dl=I00定義：rB0H = Hldl.=I oB =r0H = H 則有介質(zhì)中的安培環(huán)路定律：B =r0H = H B H r0：磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁場(chǎng)強(qiáng)度：介質(zhì)的磁導(dǎo)率

5、：介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率：真空磁導(dǎo)率c=ab矢量的叉乘問(wèn)題c ab四指指向大拇指指向abcacb？但必然有1. 用矢量形式表示的畢奧薩伐爾定律4rdlI3dB=r4rdlI2=rr()dB I dlrIIdBrdlI1. 用矢量形式表示的畢奧薩伐爾定律4rdlI3dB=r4rdlI2=rr()aIIdBrdlI1. 用矢量形式表示的畢奧薩伐爾定律4rdlI3dB=r4rdlI2=rr()I直線(xiàn)電流的 B 與 IBII圓電流的 B 與 IBII1I2I3ll+I+-2. 安培環(huán)路定律回路與電流符號(hào)的關(guān)系Bldl.=I0qF=vB3. 洛侖茲力P=Fv= 0功率結(jié)論：洛侖茲力不作功F vqB4. 安培定

6、律dFB dlI=dF dlIBdFB dlIIIamp=BMmI S=pI l1 l2n=pmIoMBpmmp+BFF. /2Mn 5感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向分四種情況討論：0L繞行方向1.ddt00，1.nL繞行方向ddt00，i0 由定律得1.nL繞行方向i0與ddt00， 由定律得故iL方向相反。1.nLi繞行方向與ddt00，i0 由定律得故iL方向相反。0，nL繞行方向1.2.nLi繞行方向與ddt00， 由定律得故iL方向相反。ddt00，i01.2.nLi繞行方向nL繞行方向與ddt001.，i0 由定律得故iL方向相反。ddt002.，i0 由定律得nLi繞行方向nL繞行方向與ddt

7、001.，i0 由定律得故iL方向相反。ddt002.，i0 由定律得故i與L方向相同。nLi繞行方向nLi繞行方向03.， nL繞行方向ddt003.， nL繞行方向ddt003.，i0 由定律得 nL繞行方向與ddt003.，i0 由定律得故iL方向相反。 nLi繞行方向與ddt003.，i0 由定律得故iL方向相反。04. nLi繞行方向nL繞行方向與ddt003.，i0 由定律得故iL方向相反。ddt004.， nLi繞行方向nL繞行方向與ddt003.，i0 由定律得故iL方向相反。ddt004.，i0 由定律得nLi繞行方向nL繞行方向與003.，i0 由定律得故iL方向相反。ddt004.，i0 由定律得故i與L方向相同。ddtnLi繞行方向nLi繞行方向vBEk=fme=Edlki.E.dlk=vB()dldlll 6. 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)非靜電性電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為：.di=vB()dl.dli=vB()dldll.fmv+Bv方向指向d l 為正d，vsin900cosdldl=B=vB()dl.dlv=vBdldl.cos()vBdldlBR，。求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。vdlvBB+Rd 例3 有一半圓形金屬導(dǎo)線(xiàn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。已知：d，vsin900cosdldl=Bd=vB()dl.dlv=vBvBdldl.cos()vBdldlcosRd2