电磁学第七章习题答案.ppt

第七章 磁介质 这些能量最终以热量的形式耗散掉。 磁性主要来源与电子自旋磁矩。 4、铁磁质分类及微观结构简介 1）分类 按矫顽力 的大小划分： (1)??? 软磁质： ； (2) 硬磁质： 。 2）微观结构 潍坊学院 潍坊学院 类比电路中，电流在导线内流动，相当地，在铁芯中有 线在“流动”，把由铁芯等组成的磁感应管闭路称之为磁路。 (2) 沿磁路选取积分回路-----串联回路为例 一、磁路 1、磁路定理 （场论——路论） (1) 基础 §3 磁路及其计算 二、磁路定理及磁路计算 潍坊学院 其中各段的磁通相同。定义： 磁动势—— 磁 阻—— 磁位降—— 所以 该磁路定理类似于电路中全电路欧姆定律: 。 无分支闭合磁路的欧姆定律 潍坊学院 并联、串联规律同于电学相应规律，只需作如下对换： 磁 电 类似问题，如回路磁位定律、节点磁通定律，等。 2 讨论 潍坊学院 潍坊学院 潍坊学院 一、磁场能量及能量密度 (1) 电能定域于电场中， ； (2) 同样，磁能也定域于磁场中，场能密度为： 出发点：自感线圈储能 (1) 表明能量分布于磁场中； (2) 上述虽然特例导出，但可推广至一般： §6 磁场的能量 [讨论] 2、公式推导 1、电磁能定域于场中 (3) 真空下 。 二、计算示例 例1：同轴电缆， ，其间充满均匀介质 ，求单位长度储存的能量。 解：过介质中场点,取安培 环路为圆回路，则 R1 R2 Z IμI ι 潍坊学院 单位长的同轴电缆储能： 例2：承上题，若内柱极电流I沿内柱截面均匀分布，再求能量。 解：由安培环路定理求出场分布： 设内导体柱的相对磁导率为 ，则 故总磁能变成： ，此 乃内柱体内有场所致。 式中 潍坊学院 单位长度电缆储能为 潍坊学院 * * §1 磁介质存在时静磁场的基本规律 §2 顺磁质与抗磁质 §3 铁磁性与铁磁质 §6 磁场的能量 §5 磁路及其计算 潍坊学院 § 7.1 磁介质存在时静磁场的基本规律 3、分子电流 1、磁介质：在磁场的作用下能发生变化并能反过来影响磁场的介质。 7.1.1 磁介质的磁化 分子电流假说：组成磁介质的磁分子（最小单元）视为环形电流。对应分子磁矩为 潍坊学院 2、磁化：磁介质在磁场的作用下的变化。 分子电流理论揭示了磁现象与电流的联系 4、磁化电流 磁化电流：因磁化而出现的宏观电流。 各向同性的均匀磁介质，分子磁矩取向排列，在磁介质的表面相当于有一层电流流过，好象一个载流螺线管。这是分子电流规则排列的宏观效果。 潍坊学院 抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等) 铁磁质(铁、钴、镍等) 顺磁质(锰、铬、铂、氧、氮等) 潍坊学院 顺磁质、抗磁质、铁磁质 5、磁介质分类 1) 顺磁性 顺磁质： 与 同向， 。 潍坊学院 分子具有固有磁矩，即组成顺磁质的分子中各电子磁矩 不完全抵消， 。 ① 无外场时，即 ：宏观体元内 ，表明杂乱无序； 附加场 与外场 ② 有外场时，即： 每个 受一力矩，力图转至外场方向， 各 在一定程度上沿外场排列， 的 方向相同，故 。 抗磁质： 与 反向， 。 原子中电流 电子磁矩 υ　 r e　 i 2)抗磁性 抗磁质 组成抗磁质的物质分子中各电子磁矩相消，分子整 体上无固有磁矩，即 。 加了外场 ：每电子感生磁矩 都与外场反向，从而整个分子内将产生与外场方向相反的感生磁矩，此便是抗磁效应的来源。即 在介质内反向，所以 。 潍坊学院 进动 进动 进动 附加磁矩：因进动而产生的等效磁矩称为附加磁矩，用符号 表示。 可以证明：不论电子原来的磁矩与磁场方向之间的夹角是何值，