2.2 磁场和磁感应强度.pdf

§2-2 磁场和磁感应强度 §2-2 磁场和磁感应强度 一、磁现象(magnetic phenomenon) 磁现象的发现比电现象要早很多。我国东汉王充 发明了“司南勺”，北宋沈括发明了指南针——“ 四大 发明”之一。 磁铁磁性最强区域称为磁极。磁铁指向北方的磁 极为磁北极或N极；指向南方的为磁南极或S极。 同号磁极互相排斥，异号磁极互相吸引。磁极周 围存在磁场，处于磁场中的其他磁极或运动电荷， 都要受到磁场的作用力，此作用力称为磁场力或磁 力。磁场力是通过磁场这种特殊物质传递的。 人们曾经认为磁和电是两类截然分开的现象。1819-1820 年，奥斯特发现了电流的磁效应，人们才认识到磁与电之 间存在着密切联系。 1820年，安培提出：一切磁现象都起源于电流，一切物 质的磁性都起源于构成物质的分子中存在的环形电流。这 种环形电流称为分子电流。 安培分子电流假说与近代关于原子和分子结构 的认识相吻合。 物质的磁性起源不能完全用经典理论来描述。量 子理论表明：核外电子对磁性有一定贡献，但物质磁 性的主要来源是电子的自旋磁矩；铁磁物质的强烈磁 性则与相邻原子的电子自旋磁矩之间的交换作用有 关，但都不能用经典概念予以描述。 至今仍没找到独立存在的磁荷，即所谓“磁单极 子” 。寻找“磁单极子”是当今科学界面临的重大课题 之一。 二、磁感应强度(magnetic induction) + v B – × q F L 运动电荷在磁场中会受到磁场力的作用，称为洛伦兹力。 1.任一点P 的磁感应强度的方向 当试探电荷q0 以一定的速度沿某条特定直线通过磁场中一 点P 时，作用于它的洛伦兹力总等于零，这条特定直线称为 零力线。 把零力线规定为点P 的磁感应强度的方向。 2. 点P 的磁感应强度的大小 电荷速度的方向与零力线方向垂直时受到的磁力最 大。点P磁感应强度的大小 F B = (2.1) F m q v 0 ⊥ F B 3. 点P 的磁感应强度的指向 θ B v ， ，满足右手螺旋关系： F v F q v ×B