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第五章　磁场和磁路 　　 序号 内 容 学 时 1 第一节 电流的磁效应 1 2 第二节 磁场的主要物理量 1 3 第三节 磁场对电流的作用力 1 4 第四节 铁磁性物质的磁化 1 5 第五节 磁路的基本概念 1 6 习题和小结 1 7 本章总学时 6 第一节　电流的磁效应 磁场 1．磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质叫磁场。磁体间的相互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2．磁场的性质：磁场具有力的性质和能量性质。 3．磁场方向：在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针，它N极所指的方向即为该点的磁场方向。 二、磁感线 1．磁感线 在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。如图5-1所示。 2．特点 (1) 磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。 (2) 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线由N极出来，绕到S极；在磁体内部，磁感线的方向由S极指向N极。 (3) 任意两条磁感线不相交。 说明：磁感线是为研究问题方便人为引入的假想曲线，实际上并不存在。 图5-2所示为条形磁铁的磁感线的形状。 3．匀强磁场 在磁场中某一区域，若磁场的大小方向都相同，这部分磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一系列疏密均匀、相互平行的直线。 三、电流的磁场 1．电流的磁场 直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定，方法是：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 环形电流的磁场方向也可用安培定则来判定，方法是：让右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是导线环中心轴线上的磁感线方向。 螺线管通电后，磁场方向仍可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，拇指所指的就是螺线管内部的磁感线方向。 2．电流的磁效应 电流的周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。电流的磁效应揭示了磁现象的电本质。 第二节　磁场的主要物理量 一、磁感应强度 磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的磁场力F与电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度B。即 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。 磁感应强度是一个矢量，它的方向即为该点的磁场方向。在国际单位制中，磁感应强度的单位是：特斯拉(T)。 用磁感线可形象的描述磁感应强度B的大小，B较大的地方，磁场较强，磁感线较密；B较小的地方，磁场较弱，磁感线较稀；磁感线的切线方向即为该点磁感应强度B的方向。 匀强磁场中各点的磁感应强度大小和方向均相同。 二、磁通 在磁感应强度为B的匀强磁场中取一个与磁场方向垂直，面积为S的平面，则B与S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量 ?，简称磁通。即 ? = BS 磁通的国际单位是韦伯(Wb)。 由磁通的定义式，可得 即磁感应强度B可看作是通过单位面积的磁通，因此磁感应强度B也常叫做磁通密度，并用Wb/m2作单位。 三、磁导率 1．磁导率 ? 磁场中各点的磁感应强度B的大小不仅与产生磁场的电流和导体有关，还与磁场内媒介质(又叫做磁介质)的导磁性质有关。在磁场中放入磁介质时，介质的磁感应强度B将发生变化，磁介质对磁场的影响程度取决于它本身的导磁性能。 物质导磁性能的强弱用磁导率 ? 来表示。? 的单位是：亨利/米(H/m)。不同的物质磁导率不同。在相同的条件下，? 值越大，磁感应强度B越大，磁场越强；? 值越小，磁感应强度B越小，磁场越弱。 真空中的磁导率是一个常数，用 ?0表示 ?0 = 4? ? 10?7 H/m 2．相对磁导率 ? r 为便于对各种物质的导磁性能进行比较，以真空磁导率 ?0为基准，将其他物质的磁导率 ? 与 ?0比较，其比值叫相对磁导率，用 ?r表示，即 根据相对磁导率 ? r的大小，可将物质分为三类： (1) 顺磁性物质：? r 略大于1，如空气、氧、锡、铝、铅等物质都是顺磁性物质。在磁场中放置顺磁性物质，磁感应强度B略有增加。 (2) 反磁性物质：? r略小于1，如氢、铜、石墨、银、锌等物质都是反磁性物质，又叫做抗磁性物质。在磁场中放置反磁性物质，磁感应强度B略有减小。 (3) 铁磁性物质：? r 1，且不是常数，如铁、钢、铸铁、镍、钴等物质都是铁磁性物质。在磁场中放入铁磁性物质，可使磁感应强度B增加几千甚至几万倍。 表5-1列出了几种常用的铁磁性物质的相对磁导率。 表5-1 几种常用铁磁性物质的相对磁导率 四、磁场