§17.1

磁介質(zhì)對磁場的影響§17.2

原子的磁矩

§17.3

磁介質(zhì)的磁化§17.4H的環(huán)路定理§17.5

鐵磁質(zhì)第17章磁場中的磁介質(zhì)(magneticmediuminmagneticfield)11.磁介質(zhì):能影響磁場的物質(zhì)稱磁介質(zhì)。2.磁化:磁介質(zhì)在磁場中呈現(xiàn)磁性的現(xiàn)象?！?7.1

磁介質(zhì)對磁場的影響磁介質(zhì)發(fā)生磁化，產(chǎn)生附加磁場B’NSBoB’BBo

外場B’

附加場B磁介質(zhì)中的場實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：磁介質(zhì)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度：注意：r只與磁介質(zhì)的種類有關(guān)。3.磁介質(zhì)分類:順磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)弱磁質(zhì)2磁介質(zhì)由大量分子或原子組成分子內(nèi)電子繞核旋轉(zhuǎn)分子電流ii磁矩m=iSen無外場Bo時(shí)，分子的磁矩排列雜亂無章，有外場Bo時(shí)，分子磁矩沿外場轉(zhuǎn)向，分子磁矩的矢量和介質(zhì)內(nèi)分子磁矩的矢量和Bo§17.3

磁介質(zhì)的磁化§17.2

原子的磁矩3從導(dǎo)體橫截面看，導(dǎo)體內(nèi)部分子電流兩兩反向，相互抵消。導(dǎo)體邊緣分子電流同向。等效分子電流可等效成磁介質(zhì)表面的磁化電流Is，Is產(chǎn)生附加磁場B’。IsBo⊙BoB’Is→B’

影響磁場→

磁化電流Is可產(chǎn)生附加磁場B’

，但無熱效應(yīng)，因?yàn)闊o宏觀電荷的移動，磁化電流束縛在介質(zhì)表面上，不可引出，因此，磁化電流也稱為束縛電流。4一、問題的提出在真空中的安培環(huán)路定理中：將其應(yīng)用在磁介質(zhì)中時(shí)，I為所有電流的代數(shù)和；如果求B需用磁化電流Is，不方便求?！?7-4.磁介質(zhì)中安培環(huán)路定理二、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁場強(qiáng)度沿閉合路徑的線積分，等于環(huán)路所包圍的傳導(dǎo)(自由）電流的代數(shù)和。定義----磁場強(qiáng)度5①.H是為消除磁化電流的影響而引入的，它是一個(gè)輔助物理量。幾點(diǎn)說明②.若磁場強(qiáng)度的單位安培/米，A/m不一定環(huán)路上各點(diǎn)的H為0，因?yàn)镠是環(huán)路內(nèi)、外電流共同產(chǎn)生的。③.若不一定環(huán)路內(nèi)無電流。χm

-----磁化率④6三、應(yīng)用介質(zhì)中安培環(huán)路定理解題方法1.場對稱性分析；2.選取環(huán)路；3.求環(huán)路內(nèi)傳導(dǎo)電流的代數(shù)和

Ic；4.由求H；由求B；7解：由螺線管的磁場分布可知，管內(nèi)的場各處均勻一致，管外的場為0；IBRHr作abcda

矩形回路，回路內(nèi)的傳導(dǎo)電流代數(shù)和為：在環(huán)路上應(yīng)用介質(zhì)中的環(huán)路定理：abcd例題:

一無限長直螺線管，單位長度上的匝數(shù)為n，螺線管內(nèi)充滿相對磁導(dǎo)率為r的均勻磁介質(zhì)。導(dǎo)線圈內(nèi)通電流I，求管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度。8IBRHrabcd有9一、磁介質(zhì)的磁化曲線不同磁介質(zhì)的磁化曲線不同抗磁介質(zhì)鐵磁介質(zhì)順磁介質(zhì)Bo§17-5

鐵磁質(zhì)順磁介質(zhì)與抗磁介質(zhì)的B與H具有線性關(guān)系，磁化曲線為直線，鐵磁質(zhì)B與H無線性關(guān)系，磁化曲線為曲線。二、鐵磁質(zhì)的特性非線性:

B

和H

不是線性關(guān)系。磁導(dǎo)率μ不是一個(gè)常量，2.高μ值:

有很大的磁導(dǎo)率。放入線圈中時(shí)可以使磁場增強(qiáng)μrH10三、鐵磁介質(zhì)的磁化機(jī)制磁疇鐵磁質(zhì)內(nèi)存在許多自發(fā)磁化的小區(qū)域，稱為磁疇。磁疇的大小、形狀不一，磁疇的體積約為10-12m3

。在無外磁場時(shí)，各磁疇排列雜亂無章，鐵磁質(zhì)不顯磁性；在外磁場中，各磁疇沿外場轉(zhuǎn)向，介質(zhì)內(nèi)部的磁場迅速增加，在鐵磁質(zhì)充磁過程中伴隨著發(fā)聲、發(fā)熱。Bo11隨著外磁場增加，能夠提供轉(zhuǎn)向的磁疇越來越少，鐵磁質(zhì)中的磁場增加的速度變慢，最后外磁場再增加，介質(zhì)內(nèi)的磁場也不會增加，鐵磁質(zhì)達(dá)到磁飽和狀態(tài)。磁飽和狀態(tài)HBoabcd起始磁化曲線12四、磁滯回線

觀察當(dāng)外磁場變化一個(gè)周期時(shí)，鐵磁質(zhì)內(nèi)部的磁場變化曲線；起始磁化曲線為OCBHOC當(dāng)外磁場減小時(shí)，介質(zhì)中的磁場并不沿起始磁化曲線返回，而是滯后于外磁場變化——磁滯現(xiàn)象。當(dāng)外磁場為0時(shí)，介質(zhì)中的磁場并不為0，有一剩磁Br

;矯頑力——加反向磁場Hc，使介質(zhì)內(nèi)部的磁場為0，繼續(xù)增加反向磁場，介質(zhì)達(dá)到反向磁飽和狀態(tài)；改變外磁場為正向磁場，不斷增加外場，介質(zhì)又達(dá)到正向磁飽和狀態(tài)。磁化曲線形成一條磁滯回線。Br-

HcHc13五、鐵磁材料分類1.軟磁材料磁滯回線細(xì)長，剩磁很小。如：軟鐵、坡莫合金、鐵鎳合金等。由于軟磁材料磁滯損耗小，適合用在交變磁場中，如變壓器鐵芯、繼電器、電動機(jī)轉(zhuǎn)子、定子都是用軟件磁性材料制成。2.硬磁性材料磁滯回線較粗，剩磁很大，這種材料充磁后不易退磁，適合做永久磁鐵。如碳鋼、鋁鎳鈷合金和鋁鋼等。可用在磁電式電表、永磁揚(yáng)聲器、耳機(jī)以及雷達(dá)中的磁控管等。143.非金屬氧化物----鐵氧體磁滯回線呈矩形，又稱矩磁材料，剩磁接近于磁飽合磁感應(yīng)強(qiáng)度，具有高磁導(dǎo)率、高電阻率。它是由Fe2O3和其他二價(jià)的金屬氧化物等粉末混合燒結(jié)而成。應(yīng)用：作計(jì)算機(jī)中的記憶元件磁化時(shí)極性的反轉(zhuǎn)構(gòu)成了“0”與“1”15六、退磁方法1.加熱法

當(dāng)鐵磁質(zhì)的溫度升高到某一溫度時(shí)，磁性消失，由鐵磁質(zhì)變?yōu)轫槾刨|(zhì)，該溫度為居里溫度tc

。當(dāng)溫度低于

tc

時(shí)，又由順磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁質(zhì)。鐵的居里溫度tc

=770°C；30%的坡莫合金居里溫度tc

=70°C利用鐵磁質(zhì)具有居里溫度的特點(diǎn)，可將其制作溫控元件，如電飯鍋?zhàn)詣涌販?。原因：由于加熱使磁介質(zhì)中的分子、原子的振動加劇，提供了磁疇轉(zhuǎn)向的能量，使鐵磁質(zhì)失去磁性。2.敲擊法

通過振動可提供磁疇轉(zhuǎn)向的能量，使介質(zhì)失去磁性。如敲擊永久磁鐵會使磁鐵磁性減小。164.加交變衰減的磁場BHoctHo使介質(zhì)中的磁場逐漸衰減為0，應(yīng)用在錄音機(jī)中的交流抹音磁頭中。3.加反向磁場

加反向磁場，提供一個(gè)矯頑力Hc

,使鐵磁質(zhì)退磁。17

磁

場小結(jié)181.磁場的計(jì)算1)畢奧---薩伐爾定律2)電流產(chǎn)生磁場3)安培環(huán)路定理4)運(yùn)動電荷產(chǎn)生的磁場2.磁通量實(shí)際應(yīng)用時(shí)用分量計(jì)算193.磁場方程1)磁場高斯定理(穩(wěn)恒磁場無源)2)安培環(huán)路定理(穩(wěn)恒磁場有旋)4.載流線圈的磁矩5.電磁相互作用1)安培定律2)磁場對載流導(dǎo)線的安培力3)磁場對載流線圈的作用力矩4)磁場對運(yùn)動電荷的洛侖茲力201.直電流的磁場+aP無限長載流直導(dǎo)線直導(dǎo)線延長線上本章一些重要的結(jié)論212.圓電流軸線上某點(diǎn)的磁場方向：右手螺旋法則大?。?1)載流圓環(huán)圓心處的(2)載流圓弧圓心角RxIPx223.長直載流螺線管5.環(huán)行載流螺線管4.無限大載流導(dǎo)體薄板板上下兩側(cè)為均勻磁場.........231．哪一幅曲線圖能確切描述載流圓線圈在其軸線上任意點(diǎn)所產(chǎn)生的B隨x的變化關(guān)系？（x坐標(biāo)軸垂直于圓線圈平面，原點(diǎn)在圓線圈中心o）[C]習(xí)題242.取一閉合積分回路L

，使三根載流導(dǎo)線穿過它所圍成的面．現(xiàn)改變?nèi)鶎?dǎo)線之間的相互間隔，但不越出積分回路，則[B](A)回路L內(nèi)的I不變，L上各點(diǎn)的B不變．(B)回路L內(nèi)的I

不變，L上各點(diǎn)的B改變.(C)回路L內(nèi)的I

改變，L上各點(diǎn)的B不變.(D)回路L內(nèi)的I

改變，L上各點(diǎn)的B改變.3.邊長為l的正方形線圈中通有電流,此線圈在A點(diǎn)（見圖）產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為[A]254．一載有電流I的細(xì)導(dǎo)線分別均勻密繞在半徑為R和r的長直圓筒上形成兩個(gè)螺線管(R=2r)，兩螺線管單位長度上的匝數(shù)相等．兩螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小BR和Br應(yīng)滿足：[B]265.如圖，邊長為a的正方形的的四個(gè)角上固定有四個(gè)電量均為q的點(diǎn)電荷.此正方形以角速度w

繞AC軸旋轉(zhuǎn)時(shí),在中心點(diǎn)o產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1;此正方形同樣以角速度w

繞過點(diǎn)o垂直與正方形平面的軸旋轉(zhuǎn)時(shí),在點(diǎn)o產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2,則B1與B2間的關(guān)系為:(A)B1=B2

(B)B1=2B2

(C)B1=B2

/2

(D)B1=B2

/4.[C]276.一銅條置于均勻磁場中，銅條中電子流的方向如圖所示.試問下述那種情況將會發(fā)生?[

A](A)在銅條上a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生電勢差,且Ua>Ub.(B)在銅條上a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生電勢差,且Ua<Ub.(C)在銅條上產(chǎn)生渦流.(D)電子受到洛侖茲力而加速.287.

.如圖，長載流導(dǎo)線ab和cd相互垂直，它們相距l(xiāng)，ab固定不動，cd能繞中點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，并能靠近或離開ab．當(dāng)電流方向如圖所示時(shí)，導(dǎo)線cd將

(A)順時(shí)針轉(zhuǎn)動同時(shí)離開ab．

(B)順時(shí)針轉(zhuǎn)動同時(shí)靠近ab．

(C)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動同時(shí)離開ab．

(D)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動同時(shí)靠近ab．

[D]abcdIIO298.兩半徑為R的相同導(dǎo)體細(xì)圓環(huán),互相垂直放置,且兩接觸點(diǎn)A、B連線為環(huán)的直徑,現(xiàn)有電流1沿AB連線方向由A端流入,再由B端流出,則環(huán)中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為:[A

](A)0(C)(B)(D)(E)309.

一半徑為R2帶電薄圓盤,其中半徑為R1的陰影部分均勻帶正電荷,面電荷密度為+,其余部分均勻帶負(fù)電荷,面電荷密度為–,當(dāng)圓盤以角速度旋轉(zhuǎn)時(shí),測得圓盤中心點(diǎn)o的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,問R1與R2滿足什么關(guān)系？解：當(dāng)帶電圓盤轉(zhuǎn)動時(shí),可看作無數(shù)個(gè)圓電流的磁場在o點(diǎn)的迭加,半徑為r,寬為dr

的圓電流

dI=2rdr/2=rdr磁場

dB