真空中稳恒电流的磁场(全套课件175p)

大学物大学物理学理学真空中稳恒电流的磁场真空中稳恒电流的磁场大学物大学物理学理学宏宏观观定定向向运运动动反作用反作用反作用反作用电荷电荷q电场电场产生产生电流电流I产生产生磁场磁场大学物大学物理学理学1.电流：电荷的宏观定向运动形成电流。电流：电荷的宏观定向运动形成电流。规定正电荷规定正电荷的的运动运动方向为电流方向。方向为电流方向。一一电流及其形成条件电流及其形成条件导体中电场的方向导体中电场的方向从高电势到低电势的方向从高电势到低电势的方向高高电势电势低低电势电势-SI电流方向电流方向II-电子运动方向电子运动方向稳恒电场方向稳恒电场方向-即即1电流电流 电流密度电流密度 电动势电动势大学物大学物理学理学2.形成条件：形成条件：导体中要存在自由电荷；导体中要存在自由电荷；导体两端有一恒定的电势差。导体两端有一恒定的电势差。电荷不再运动电荷不再运动3.分类：分类：电流电流运流电流运流电流传导电流传导电流大学物大学物理学理学二二 电流强度电流强度 电流密度电流密度+1.电流强度：电流强度：通过截面通过截面S 的电荷随时间的的电荷随时间的变化率变化率:电子电子漂移速度漂移速度的大小的大小单位：单位：A大学物大学物理学理学该点该点正正电荷电荷运动方向运动方向方向方向：大小大小：单位时间内过该点且垂直于：单位时间内过该点且垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷正电荷运动方向的单位面积的电荷细致描述导体内各点电流分布的情况细致描述导体内各点电流分布的情况2.电流密度电流密度：在垂于电流方向单位面积上的：在垂于电流方向单位面积上的电流强度，用电流强度，用表示。表示。I通过面元通过面元dS的电流为的电流为dI，即为通过即为通过 的电流。的电流。大学物大学物理学理学3.I 与与的关系的关系dSS面积元面积元与与方向不垂直方向不垂直穿过任一截面穿过任一截面S的电流：的电流：大学物大学物理学理学三三电流的连续性方程电流的连续性方程恒定电流条件恒定电流条件单位时间内通过闭合曲面向外流出的单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷，等于此时间内闭合电荷，等于此时间内闭合曲面内电荷的减少量曲面内电荷的减少量.电流连续电流连续性方程性方程大学物大学物理学理学若闭合曲面若闭合曲面 S 内的电荷内的电荷不随时间而变化，有不随时间而变化，有SI恒定电流条件恒定电流条件大小、方向都不随时间变化的大小、方向都不随时间变化的电流称为电流称为恒定电流恒定电流。大学物大学物理学理学恒定电场恒定电场（1）在恒定电流情况下，导体中电荷分在恒定电流情况下，导体中电荷分布不随时间变化形成恒定电场；布不随时间变化形成恒定电场；（2）恒定电场恒定电场与静电场具有相似性质与静电场具有相似性质（高斯定理和环路定理），（高斯定理和环路定理），恒定电场可引入恒定电场可引入电势的概念；电势的概念；（3）恒定电场的存在伴随能量的转换恒定电场的存在伴随能量的转换.恒定电流恒定电流大学物大学物理学理学例（例（1）若若每个铜原子贡献一个自由电子每个铜原子贡献一个自由电子，问铜导线中自由电子数密度为多少？，问铜导线中自由电子数密度为多少？解解（2）家用线路电流最大值家用线路电流最大值15 A，铜铜导导线半径线半径0.81 mm此时电子漂移速率多少？此时电子漂移速率多少？解解大学物大学物理学理学（3）铜导线中电流密度均匀，电流密度铜导线中电流密度均匀，电流密度值多少？值多少？解解大学物大学物理学理学四四 电动势电动势要使电流能够持续下去，必须要有一个作用方向与静电力要使电流能够持续下去，必须要有一个作用方向与静电力的方向相反的的方向相反的非静电力非静电力，非静电力非静电力维持了电流的持续运转。维持了电流的持续运转。大学物大学物理学理学非静电力非静电力:能不断分离正负电荷使正电能不断分离正负电荷使正电荷逆静电场力方向运动荷逆静电场力方向运动.电源电源：提供非静电力的：提供非静电力的装置装置.非静电非静电电场强度电场强度:为单位正电荷所受的非静电力为单位正电荷所受的非静电力.+-+大学物大学物理学理学电动势的定义：电动势的定义：单位正电荷绕闭合回路单位正电荷绕闭合回路运动一周，非静电力运动一周，非静电力所做的功所做的功.电动势：电动势：+-+大学物大学物理学理学电源电动势大小电源电动势大小等于将单位正电荷从负等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功极经电源内部移至正极时非静电力所作的功.电源电动势电源电动势大学物大学物理学理学伏打电池伏打电池18011801年年伏打向拿破伏打向拿破仑演示他的电池仑演示他的电池大学物大学物理学理学机械能机械能水力水力机械能机械能风力风力 法国的法国的太阳能电站太阳能电站镜面系统镜面系统化学能化学能电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置大学物大学物理学理学持持罗罗盘盘的的陶陶佣佣指南车（模型）指南车（模型）2磁场磁场 磁感强度磁感强度一一 基本磁现象基本磁现象司司南南NS大学物大学物理学理学1、自然磁现象、自然磁现象磁性：磁性：具有能吸引铁磁物质具有能吸引铁磁物质(Fe(Fe、CoCo、NiNi）的一种特性。的一种特性。磁体：磁体：具有磁性的物体具有磁性的物体磁极：磁极：磁性集中的区域磁性集中的区域地磁：地磁：地球是一个大磁体。地球是一个大磁体。磁极不能分离，（正负电荷可以分离开）磁极不能分离，（正负电荷可以分离开）大学物大学物理学理学地核每地核每400400年比年比地壳多转一周地壳多转一周地壳地壳地壳地壳地核地核地幔地幔N NS S地球的磁极每隔几地球的磁极每隔几千年会发生颠倒千年会发生颠倒大学物大学物理学理学、磁现象起源于运动电荷磁现象起源于运动电荷I后来人们还发现磁电联系的例子有：后来人们还发现磁电联系的例子有：磁体对载流导线的作用；磁体对载流导线的作用；通电螺线管与条形磁铁相似；通电螺线管与条形磁铁相似；载流导线彼此间有磁相互作用；载流导线彼此间有磁相互作用；1819181918201820年丹麦物理学家奥斯年丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应。特首先发现了电流的磁效应。18201820年年4 4月，奥斯特做了一个实验，通月，奥斯特做了一个实验，通电流的导线对磁针有作用，使磁针电流的导线对磁针有作用，使磁针在电流周围偏转。在电流周围偏转。上述现象都深刻地说明了：上述现象都深刻地说明了：磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系。磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系。大学物大学物理学理学安培的分子电流假说安培的分子电流假说、磁力、磁力近代分子电流的概念：近代分子电流的概念：轨道圆电流自旋圆电流分子电流轨道圆电流自旋圆电流分子电流 一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。18221822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。磁体与磁体间的作用；磁体与磁体间的作用；电流与磁体间的作用；电流与磁体间的作用；磁场与电流间的作用；磁场与电流间的作用；磁场与运动电荷间的作用；磁场与运动电荷间的作用；均称之为均称之为磁力磁力。大学物大学物理学理学1）磁铁的磁场磁铁的磁场磁磁铁铁磁场磁场磁磁铁铁N、S极同时存在；极同时存在；同名磁极相斥，异名磁极相吸同名磁极相斥，异名磁极相吸.NSSN1 1、磁力的传递者是磁场、磁力的传递者是磁场二二磁磁场场大学物大学物理学理学2）电流的磁场电流的磁场奥斯特实验奥斯特实验电电流流磁场磁场电电流流3）磁现象的起源磁现象的起源运动电荷运动电荷磁场磁场运动电荷运动电荷大学物大学物理学理学2 2、磁场是由运动电荷所激发，参考系是观、磁场是由运动电荷所激发，参考系是观察者察者3 3、磁场对外的重要表现、磁场对外的重要表现静止电荷激发静电场静止电荷激发静电场运动电荷可同时激发电场和磁场。运动电荷可同时激发电场和磁场。(1)(1)磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力力的作用；的作用；(2)(2)载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体作作 功，表明磁场具有功，表明磁场具有能量能量。磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。大学物大学物理学理学三三磁磁感感强强度度的的定定义义 带电粒子在磁场中运动所受的力与运带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关动方向有关.实验发现带电粒实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关此直线方向与电荷无关.+大学物大学物理学理学 带电粒子在磁场中带电粒子在磁场中沿其他方向运动时沿其他方向运动时 垂直垂直于于 与特定直线与特定直线所组成的平面所组成的平面.当带电粒子在磁场当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运中垂直于此特定直线运动时受力最大动时受力最大.大学物大学物理学理学大小与大小与 无关无关大学物大学物理学理学磁感强度磁感强度的定义：的定义：当正电荷垂直于当正电荷垂直于特定直线运动时特定直线运动时,受力受力将将在磁场中的方向定义为该点的在磁场中的方向定义为该点的的方向的方向.磁感强度大小磁感强度大小:大学物大学物理学理学单位单位特斯拉特斯拉+运动电荷在磁场中受力运动电荷在磁场中受力高高斯斯大学物大学物理学理学 洛仑兹力洛仑兹力运动的带电粒子，在磁场中受到的作用力称为运动的带电粒子，在磁场中受到的作用力称为洛仑兹力洛仑兹力。洛仑兹力总与带电粒子的运动速度垂直。因此洛仑兹力对运动电荷不作功。它只改变运动电荷速度的方向，不改变速度的大小。注 意粒子带正电，的指向与矢积 的方向一致；粒子带负电，的指向与矢积 的方向相反。大学物大学物理学理学 磁场叠加原理磁场叠加原理类似于电场，稳恒电流的磁场满足叠加原理。具体表达式3 毕奥萨伐尔定律毕奥萨伐尔定律对于整段电流：看成无数个小电流元 首尾相接所组成。大学物大学物理学理学一一毕奥萨伐尔定律毕奥萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场电流元在空间产生的磁场)P*真空磁导率真空磁导率大学物大学物理学理学任意载流导线在点任意载流导线在点P处的磁感强度处的磁感强度磁感强度磁感强度叠加原理叠加原理P*大学物大学物理学理学例例判断下列各点磁感强度的方向和大小判断下列各点磁感强度的方向和大小.1、5点点：3、7点点：2、4、6、8点点：毕奥萨伐尔定律毕奥萨伐尔定律12345678大学物大学物理学理学例例1载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场.解解二二毕奥萨伐尔定律应用举例毕奥萨伐尔定律应用举例PCD*方向均沿方向均沿x 轴的负方向轴的负方向大学物大学物理学理学PCD*的方向沿的方向沿x轴的负方向轴的负方向大学物大学物理学理学无限长无限长载流长直导线载流长直导线PCD半无限长半无限长载流长直导线载流长直导线大学物大学物理学理学无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场IBIBX电流与磁感强度成电流与磁感强度成右螺旋关系右螺旋关系大学物大学物理学理学 练习练习:无限长载流直导线弯成如图形状无限长载流直导线弯成如图形状求：求：P P、R R 点的点的解：解：P P点点方向方向R R点点方向方向大学物大学物理学理学无限长圆柱形载流金属薄片可看作许多平行的无限长直导线所无限长圆柱形载流金属薄片可看作许多平行的无限长直导线所组成，对应于宽为组成，对应于宽为dl 的窄条无限长直导线中的电流强度为：的窄条无限长直导线中的电流强度为：练练习习.在在一一半半径径R=1.0cm的的无无限限长长半半圆圆形形金金属属薄薄片片中中，自自上上而而下下有有电电流流I I=5.0A均均匀匀通通过过，如如图图所所示示。求求半半圆圆片片轴轴线上任一点线上任一点O处处的磁感强度。的磁感强度。它在它在O点产生的磁感强度点产生的磁感强度解：解：无限长直电流线的无限长直电流线的 的大小：的大小：大学物大学物理学理学所以所以O点产生的磁感强度：点产生的磁感强度：代入数据得：代入数据得：沿沿x轴的负方向轴的负方向方向：方向：由对称性可知：由对称性可知：大学物大学物理学理学例例2圆形载流导线圆形载流导线轴线上轴线上的磁场的磁场.p*解解大学物大学物理学理学p*大学物大学物理学理学p*I讨讨论论（1）若线圈有若线圈有匝匝（2）（3）大学物大学物理学理学R(3)oIIRo(1)x推推广广组组合合o(2)RI大学物大学物理学理学 Ad(4)*oI(5)*大学物大学物理学理学求圆心求圆心O O点的点的如图如图，O OI I练习练习：大学物大学物理学理学x练习练习.半径为半径为R 的木球绕有细导线，所有线圈是彼此平行的木球绕有细导线，所有线圈是彼此平行并紧密缠绕，以单层盖住半个球面，共有并紧密缠绕，以单层盖住半个球面，共有N匝。设导线匝。设导线中通有电流中通有电流I，求球心求球心O处的处的。Rr解：解：取环宽取环宽dl 的圆电流为元，如图。的圆电流为元，如图。dl单位弧长上的线圈匝数：单位弧长上的线圈匝数：O大学物大学物理学理学由于各由于各同向，有同向，有球心处的球心处的，方向：方向：轴向轴向大小：大小：xRrdl大学物大学物理学理学IS三三磁偶极矩磁偶极矩IS说明：说明：只有当圆形电流的只有当圆形电流的面积面积S很小，或场点很小，或场点距圆电流距圆电流很远时，才能把圆电流叫做很远时，才能把圆电流叫做磁偶极子磁偶极子.大学物大学物理学理学如图所示，有一长为如图所示，有一长为l,半径为半径为R的载的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通通有电流有电流I.设把螺线管放在真空中，求管内设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度轴线上一点处的磁感强度.例例3载流直螺线管内部的磁场载流直螺线管内部的磁场.PR *大学物大学物理学理学解解由圆形电流磁场公式由圆形电流磁场公式PR *O大学物大学物理学理学R *O大学物大学物理学理学R *O大学物大学物理学理学讨讨论论（1）P点位于管内点位于管内轴线中点轴线中点若若大学物大学物理学理学（2）无限长的）无限长的螺线管螺线管（3）半无限长）半无限长螺线管螺线管xBO大学物大学物理学理学四四运动电荷的磁场运动电荷的磁场S大学物大学物理学理学+适用条件适用条件运动电荷的磁场运动电荷的磁场大学物大学物理学理学例例4半径为半径为的带电薄圆盘的电荷的带电薄圆盘的电荷面密度为面密度为,并以角并以角速度速度绕通过盘心垂绕通过盘心垂直于盘面的轴转动直于盘面的轴转动，求求圆盘圆盘中心中心的磁感强的磁感强度度.大学物大学物理学理学解法一解法一圆电流的磁场圆电流的磁场向外向外向内向内大学物大学物理学理学解法二解法二运动电荷的磁场运动电荷的磁场大学物大学物理学理学一一磁感线磁感线III切线方向切线方向的方向；的方向；疏密程度疏密程度的大小的大小.4 磁通量磁通量 磁场的高斯定理磁场的高斯定理大学物大学物理学理学SNISNI大学物大学物理学理学二二磁通量磁通量磁场的高斯定理磁场的高斯定理磁场中某点处垂直磁场中某点处垂直矢量的单位面积上矢量的单位面积上通过的磁感线数目等于该点通过的磁感线数目等于该点的数值的数值.大学物大学物理学理学磁通量：磁通量：通过通过某曲面的磁感线数某曲面的磁感线数 匀强磁场下，匀强磁场下，面面S的磁通量为：的磁通量为：一般情况一般情况大学物大学物理学理学物理意义：物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量通过任意闭合曲面的磁通量必等于零（必等于零（故磁场是故磁场是无源的无源的）.磁场高斯定理磁场高斯定理大学物大学物理学理学2）关于磁单极）关于磁单极：将电场和磁场对比将电场和磁场对比：qm 磁荷磁荷讨论讨论1）磁场的基本性质方程磁场的基本性质方程由由电场的高斯定理电场的高斯定理可把磁场的高斯定理可把磁场的高斯定理写成写成与电场与电场类似类似的形式的形式q0 自由电荷自由电荷见过单见过单独的磁独的磁荷吗？荷吗？大学物大学物理学理学1931年年Dirac预言了预言了磁单极子磁单极子的存在的存在量子理论给出电荷量子理论给出电荷q和磁荷和磁荷qm存在关系：存在关系：预言：磁单极子质量：预言：磁单极子质量：这么大质量的粒子尚无法在加速器中产生这么大质量的粒子尚无法在加速器中产生人们寄希望于在宇宙射线中寻找人们寄希望于在宇宙射线中寻找只要存在磁单极子就能证明电荷的量子化。只要存在磁单极子就能证明电荷的量子化。大学物大学物理学理学惟一的一次惟一的一次从宇宙射线中捕捉到磁单极子的实验记录：从宇宙射线中捕捉到磁单极子的实验记录：斯坦福大学斯坦福大学Cabrera等人的研究组利用超导等人的研究组利用超导线圈中磁通的变化测量来自宇宙的线圈中磁通的变化测量来自宇宙的磁单极子。磁单极子。基本装置基本装置:qm电感电感LI超导线圈超导线圈有磁单极子穿过时，感应电流有磁单极子穿过时，感应电流I1982.2.14,13:53t大学物大学物理学理学qm电感电感LI超导线圈超导线圈I1982.2.14,13:53t以后再未观察到此现象。以后再未观察到此现象。实验中实验中:4匝直径匝直径5cm的的铌线圈铌线圈连续等待连续等待151天天1982.2.14自动记录仪自动记录仪记录到了预期电流的跃变记录到了预期电流的跃变结论：结论：目前不能在实验中确认磁单极子存在目前不能在实验中确认磁单极子存在大学物大学物理学理学例：在磁感应强度为例：在磁感应强度为的均匀磁场中作一半径为的均匀磁场中作一半径为r 的半球面的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量边线所在平面的法线方向单位矢量与与夹角为夹角为，则通过半球面则通过半球面S的磁通量为的磁通量为由由Gauss定理有：定理有：DS大学物大学物理学理学例例如图载流长直导线的电流为如图载流长直导线的电流为,试求试求通过矩形面积的磁通量通过矩形面积的磁通量.解解大学物大学物理学理学一一安培环路定理安培环路定理o设闭合回路设闭合回路为圆为圆形回路形回路（与与成成右右螺螺旋旋）5 安培环路定理安培环路定理大学物大学物理学理学o若若回路绕向为回路绕向为逆逆时针时针对任意形状的回路对任意形状的回路大学物大学物理学理学电流在回路之外电流在回路之外大学物大学物理学理学多电流情况多电流情况推广：推广：安培环路定理安培环路定理大学物大学物理学理学安培环路定理安培环路定理在真空的恒定磁场中，磁感强度在真空的恒定磁场中，磁感强度沿任一闭合路径的积分的值，等于沿任一闭合路径的积分的值，等于乘以乘以该闭合路径所穿过的各电流的代数和该闭合路径所穿过的各电流的代数和.电流电流正负正负的规定的规定：与与成成右右螺螺旋时，旋时，为为正正；反反之为之为负负.注意注意大学物大学物理学理学问（问（1）是否与回路是否与回路外电流有关外电流有关？（2）若若,是否回路是否回路上各处上各处？是否回路是否回路内无电流穿过内无电流穿过？大学物大学物理学理学静电场与稳恒磁场的比较静电场与稳恒磁场的比较物理量物理量Gauss定理定理环路定理环路定理场性质场性质有源场，电场线始于正有源场，电场线始于正电荷、终于负电荷，保电荷、终于负电荷，保守场守场(有电势能有电势能)无源场无源场(涡旋场涡旋场)，磁感，磁感线无始无终，非保守场线无始无终，非保守场(无磁势能无磁势能)电场电场磁场磁场有源无旋场有源无旋场无源有旋场无源有旋场大学物大学物理学理学对于一些对称分布的电流对于一些对称分布的电流可以通过取合适的环路可以通过取合适的环路L利用磁场的环路定理比较方便地求解场量利用磁场的环路定理比较方便地求解场量 (类似于电场强度的高斯定理的解题类似于电场强度的高斯定理的解题)以例题说明解题过程以例题说明解题过程二二安培环路定理的应用举例安培环路定理的应用举例大学物大学物理学理学例例1求载流螺绕环内的磁场求载流螺绕环内的磁场解解（1）对称性分析：环内对称性分析：环内线为同心线为同心圆，环外圆，环外为零为零.大学物大学物理学理学令令（2）选回路选回路当当时，螺绕环内可视为均匀场时，螺绕环内可视为均匀场.大学物大学物理学理学例例2无限长载流圆柱体的无限长载流圆柱体的磁场磁场解解（1）对称性分析对称性分析（2）.大学物大学物理学理学的方向与的方向与成右螺旋成右螺旋大学物大学物理学理学例例3无限长载流圆柱面的磁场无限长载流圆柱面的磁场解解大学物大学物理学理学dacb例例4无限大均匀带电无限大均匀带电(线密度为线密度为i)平面的磁场平面的磁场解解大学物大学物理学理学练习：练习：在宽度为在宽度为d的导体薄片上的导体薄片上有电流有电流I沿此导体长度方向流过，沿此导体长度方向流过，试求试求载流导体薄片的磁场分布载流导体薄片的磁场分布。解：磁力线如图解：磁力线如图作积分回路作积分回路ab,cd,bc,ad其中其中ab、cd与导体板等距与导体板等距.大学物大学物理学理学.由由大学物大学物理学理学一一带电粒子在电场和磁场中所受的力带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力电场力磁场力磁场力（洛伦兹力）（洛伦兹力）运动电荷在电场运动电荷在电场和磁场中受的力和磁场中受的力+6 带电粒子在电场和磁场中所受的力带电粒子在电场和磁场中所受的力大学物大学物理学理学1.带电粒子在均匀磁场中运动带电粒子在均匀磁场中运动设均匀磁场磁感强度为设均匀磁场磁感强度为带电粒子质量为带电粒子质量为m电量为电量为q为了使物理图像清晰为了使物理图像清晰我们分三种不同情况分别说明我们分三种不同情况分别说明1）粒子运动速度平行磁感强度粒子运动速度平行磁感强度2）粒子运动速度垂直磁感强度粒子运动速度垂直磁感强度3）粒子运动速度方向任意粒子运动速度方向任意设设粒子粒子初速度初速度为为二二带电粒子在磁场中运动带电粒子在磁场中运动大学物大学物理学理学带电粒子运动规律带电粒子运动规律粒子做匀速直线运动粒子做匀速直线运动1）粒子运动速度平行磁感强度粒子运动速度平行磁感强度大学物大学物理学理学2）回旋半径和回旋频率回旋半径和回旋频率大学物大学物理学理学3）磁聚焦磁聚焦（洛仑兹力不做功洛仑兹力不做功）洛仑兹力洛仑兹力与与不垂直不垂直螺距螺距大学物大学物理学理学磁聚焦磁聚焦在均匀磁场中点在均匀磁场中点A发射一束发射一束初速度相差不大的带电粒子初速度相差不大的带电粒子,它们的它们的与与之间的夹角之间的夹角不同不同,但都较小但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动这些粒子沿半径不同的螺旋线运动,因因螺距近似相等螺距近似相等,相交于屏上同一点相交于屏上同一点,此现此现象称为磁聚焦象称为磁聚焦.应用应用电子光学电子光学,电电子显微镜等子显微镜等.大学物大学物理学理学2.带电粒子在非均匀磁场中运动带电粒子在非均匀磁场中运动在非均匀磁场中带电粒子运动的特征：在非均匀磁场中带电粒子运动的特征：1）向磁场较强方向运动时，螺旋半径不向磁场较强方向运动时，螺旋半径不断减小断减小根据是：根据是：非非均匀磁场均匀磁场大学物大学物理学理学非非均匀磁场均匀磁场2）粒子受到的洛仑兹力粒子受到的洛仑兹力恒有一个指向磁场较弱方向的分力恒有一个指向磁场较弱方向的分力从而阻止粒子向磁场较强方向的运动从而阻止粒子向磁场较强方向的运动效果效果：可使粒子沿磁场方向的速度减：可使粒子沿磁场方向的速度减小到零小到零从而反向运动从而反向运动大学物大学物理学理学应用应用1）磁镜）磁镜等离子体等离子体线圈线圈线圈线圈磁场：轴对称磁场：轴对称中间弱中间弱两边强两边强粒子将被束缚在磁瓶中粒子将被束缚在磁瓶中磁镜：类似于粒子在反射面上反射磁镜：类似于粒子在反射面上反射（名称之来源）（名称之来源）在受控热核反应中用来约束等离子体在受控热核反应中用来约束等离子体大学物大学物理学理学2）极光）极光由于地磁场俘获带电粒子而出现的现象由于地磁场俘获带电粒子而出现的现象大学物大学物理学理学在地磁两极附近在地磁两极附近由于磁感线与地面垂直由于磁感线与地面垂直外层空间外层空间入射的带电粒子可直接射入高空大气层内入射的带电粒子可直接射入高空大气层内它们和空它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光绚丽多彩的极光绚丽多彩的极光大学物大学物理学理学3）电子的反粒子电子的反粒子电子偶电子偶显示正电子存显示正电子存在的云室照片在的云室照片及其摹描图及其摹描图铝板铝板正电子正电子电子电子1930年狄拉克年狄拉克预言自然界存预言自然界存在正电子在正电子大学物大学物理学理学1质谱仪质谱仪7072 73 74 76锗的质谱锗的质谱.+-速度选择器速度选择器照相底片照相底片质谱仪的示意图质谱仪的示意图三三带电粒子在电场和磁场中运动举例带电粒子在电场和磁场中运动举例大学物大学物理学理学2回旋加速器回旋加速器1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室型室.此加速器可将质子和氘核加速到此加速器可将质子和氘核加速到1MeV的能量，的能量，为此为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖年劳伦斯获诺贝尔物理学奖.大学物大学物理学理学频率与半径无关频率与半径无关到到半圆盒边缘时半圆盒边缘时回旋加速器原理图回旋加速器原理图NSBON大学物大学物理学理学我国于我国于1994年建成的第年建成的第一台强流质一台强流质子加速器子加速器，可产生数十可产生数十种中短寿命种中短寿命放射性同位放射性同位素素.大学物大学物理学理学3霍耳效应霍耳效应大学物大学物理学理学霍耳霍耳系数系数I霍耳电压霍耳电压+-大学物大学物理学理学I+-P型半导体型半导体+-霍耳效应的应用霍耳效应的应用（2）测量磁场测量磁场霍耳电压霍耳电压（1）判断半导体的类型判断半导体的类型+-N型半导体型半导体-I+-大学物大学物理学理学 量子霍尔效应量子霍尔效应（1980年）年）霍耳电阻霍耳电阻大学物大学物理学理学一一安培力安培力S洛伦兹力洛伦兹力安培力安培力7 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力大学物大学物理学理学有限长载流导线所受的安培力有限长载流导线所受的安培力大学物大学物理学理学设在真空中有两根相距为设在真空中有两根相距为a 的无限长平行直导线，的无限长平行直导线，分分别通有同方向电流别通有同方向电流和和，求单位长度所受磁场力，求单位长度所受磁场力.解：解：二二 无限长两平行载流直导线间的相互作用力无限长两平行载流直导线间的相互作用力 大学物大学物理学理学国际单位制中电流单位国际单位制中电流单位“安培安培”的定义的定义放在真空中的两条无限放在真空中的两条无限长平行直平行直导线，各通，各通有相等的有相等的稳恒恒电流，当两流，当两导线相距相距1 1米米，每一，每一导线每米每米长度上受力度上受力为2 210107 7牛牛顿时，各，各导线中的中的电流流强强度度为1 1安培安培.问问若两直导线电流方向相反二者之间的作用力若两直导线电流方向相反二者之间的作用力如何？如何？电流流向相同时，两导线相互吸引；电流流向相电流流向相同时，两导线相互吸引；电流流向相反时，两导线相互排斥，斥力与引力大小相等反时，两导线相互排斥，斥力与引力大小相等.大学物大学物理学理学B取电流元取电流元方向方向例例1 1 均匀磁场均匀磁场中载流直导线所受安培力中载流直导线所受安培力大学物大学物理学理学讨论讨论大学物大学物理学理学解解 取一段电流元取一段电流元例例2求如图不求如图不规则的平面载流导线规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的在均匀磁场中所受的力，已知力，已知和和.PL大学物大学物理学理学结论结论任意平面载流导线在均匀磁场任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力中所受的力,与其始点和终点相同的载流与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同直导线所受的磁场力相同.PL大学物大学物理学理学结论结论在均匀磁场中任意形状闭合在均匀磁场中任意形状闭合载流线圈受合载流线圈受合磁场磁场力为零力为零练习：练习：如图求半圆导线所受安培力如图求半圆导线所受安培力方向竖直向上方向竖直向上大学物大学物理学理学例例3如图一通有电流如图一通有电流的闭合回路的闭合回路放在磁感应强度为放在磁感应强度为的均匀磁场中，回路的均匀磁场中，回路平面与磁感强度平面与磁感强度垂直垂直.回路由回路由直导线直导线AB 和半径为和半径为的圆弧导线的圆弧导线BCA 组成组成，电流为顺时针方向电流为顺时针方向,求磁场作用于闭合求磁场作用于闭合导线的力导线的力.ABCo大学物大学物理学理学根据对称性分析根据对称性分析解解ABCo大学物大学物理学理学由于由于ABCo因因故故大学物大学物理学理学例例4如图所示如图所示长直电流长直电流I1和长为和长为L的电流的电流I2平行共面，相距为平行共面，相距为a。求。求I2受受I1的磁场力。的磁场力。解：在电流上任取一电流元解：在电流上任取一电流元电流电流I1在电流元在电流元处磁处磁感强度为感强度为方向垂直纸面向里方向垂直纸面向里安培力安培力由于各电流元受力方向相同由于各电流元受力方向相同所以，合力方向指向所以，合力方向指向I1（如图）如图）大学物大学物理学理学合力大小：合力大小：由于各电流元处由于各电流元处磁感强度相同磁感强度相同代入数据得代入数据得#大学物大学物理学理学例例5如图所示如图所示长直电流长直电流I1和长为和长为L的电流的电流I2垂直共面垂直共面相距为相距为a 求求I2受受I1的磁场力的磁场力解：建坐标系如图解：建坐标系如图在在坐标坐标x处取电流元处取电流元安培力安培力电流电流I1在在x处磁感处磁感强度为强度为方向如图方向如图大学物大学物理学理学安培力大小为安培力大小为因为各电流元受力方向相因为各电流元受力方向相同，所以大小直接相加同，所以大小直接相加合力为：合力为：方向：垂直电流方向：垂直电流I2平行电流平行电流I1大学物大学物理学理学例例6：长直电流长直电流I1附近有一等腰附近有一等腰直角三角形线框，通以电流直角三角形线框，通以电流I2，二者共面，求二者共面，求的各边所受的各边所受的磁力。的磁力。da解解大学物大学物理学理学dadF大学物大学物理学理学例例7半径为半径为载有电流载有电流的导体圆的导体圆环与电流为环与电流为的长直导线的长直导线放在同一平放在同一平面内（如图），直导面内（如图），直导线与圆心相距为线与圆心相距为d，且且R d 两者间绝缘两者间绝缘,求求作用在圆电流上的作用在圆电流上的磁场力磁场力.OdR大学物大学物理学理学解解OdR.大学物大学物理学理学OdR.大学物大学物理学理学OdR.大学物大学物理学理学二二磁场作用于载流线圈的磁力矩磁场作用于载流线圈的磁力矩如图如图均匀均匀磁场中有磁场中有一矩形载流线圈一矩形载流线圈MNOPMNOPI大学物大学物理学理学线圈有线圈有N匝时匝时 M,N O,PMNOPI大学物大学物理学理学IB.IB BI稳定平衡稳定平衡不不稳定平衡稳定平衡讨讨论论（1）与与同向同向（2）方向相反方向相反（3）方向垂直方向垂直力矩最大力矩最大大学物大学物理学理学结论结论:均匀均匀磁场中，任意形状磁场中，任意形状刚刚性闭性闭合合平面平面通电线圈所受的力和力矩为通电线圈所受的力和力矩为与与成成右右螺旋螺旋磁矩磁矩0p=稳定稳定平衡平衡非稳定非稳定平衡平衡大学物大学物理学理学例例1 1：一半径为一半径为R的半圆形闭合线圈的半圆形闭合线圈,通有电流通有电流I,线圈放在均匀外磁场线圈放在均匀外磁场B中中,B的方向与线圈平面成的方向与线圈平面成300角角,如右图设线圈有如右图设线圈有N 匝，问：匝，问：（1 1）线圈的磁矩是多少？线圈的磁矩是多少？（2 2）线圈所受力矩的大小和方向？）线圈所受力矩的大小和方向？解（解（1）线圈的磁矩）线圈的磁矩（2）此时线圈所受力矩的大小为此时线圈所受力矩的大小为大学物大学物理学理学例例2如图半径为如图半径为0.20 m，电流为电流为20 A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中中，磁感应强度的大，磁感应强度的大小为小为0.08 T，方向沿方向沿x 轴正向轴正向.问问线圈受力情况怎样？线圈受力情况怎样？线圈所受的磁力矩又线圈所受的磁力矩又为多少？为多少？IRQJKPo大学物大学物理学理学解解把线圈分为把线圈分为JQP和和PKJ两部分两部分IRQJKPo以以为轴，为轴，所受磁力矩大小所受磁力矩大小大学物大学物理学理学IRQJKPo大学物大学物理学理学 物物质质（磁磁介介质质）在在磁磁场场的的作作用用下下，将将发发生生变变化化，这这种种变变化化反反过过来来又又影影响响原原来来的的磁磁场场，这这种种物物质质称称为为磁磁介介质质。在在磁磁场场作作用用下下磁磁介介质质的的变变化化磁磁化化。这这个个与与电电解解质质在在电电场场中中的的情情形形类类似似，因因此此，磁磁介介质质的的描述方法及物理量与电介质非常相似。描述方法及物理量与电介质非常相似。磁磁介介质质的的应应用用主主要要有有：发发电电机机、电电动动机机、变变压压器器中的铁芯、计算机中的记忆元件等。中的铁芯、计算机中的记忆元件等。8 磁场中的磁介质磁场中的磁介质大学物大学物理学理学磁介质磁介质:在磁场的作用下性质发生变化并影响原磁场分布在磁场的作用下性质发生变化并影响原磁场分布的物质。的物质。轨道磁矩轨道磁矩自旋磁矩自旋磁矩分子分子 电子电子磁效应磁效应总和总和等效圆电流等效圆电流分子磁矩分子磁矩磁介质宏观上不显磁性。磁介质宏观上不显磁性。无外磁场时，无外磁场时，一一磁介质磁介质磁化强度磁化强度大学物大学物理学理学介质磁化后的介质磁化后的附加磁感强度附加磁感强度真空中的真空中的磁感强度磁感强度磁介质中的磁介质中的总磁感强度总磁感强度1磁介质磁介质铁铁磁质磁质（铁、钴、镍等）（铁、钴、镍等）顺磁质顺磁质抗抗磁质磁质（铝、氧、锰等）（铝、氧、锰等）（铜、铋、氢等）（铜、铋、氢等）弱磁质弱磁质大学物大学物理学理学(1)分子电流假说：分子电流假说：安培认为，磁介质中的每一安培认为，磁介质中的每一个个分子都可以看作一个环形电流，在无磁场时，这分子都可以看作一个环形电流，在无磁场时，这些环形电流的磁矩方向在空间的取向是杂乱无章的。些环形电流的磁矩方向在空间的取向是杂乱无章的。如图所示如图所示首先介绍顺磁质的磁化机理首先介绍顺磁质的磁化机理大学物大学物理学理学分子圆电流和磁矩分子圆电流和磁矩无外磁场无外磁场顺顺磁磁质质的的磁磁化化有外磁场有外磁场顺顺磁质内磁场磁质内磁场2顺磁质和抗磁质的磁化顺磁质和抗磁质的磁化大学物大学物理学理学1）顺磁质的磁化：）顺磁质的磁化：宏观上不显磁性。宏观上不显磁性。无外磁场时：分子的固有磁矩无外磁场时：分子的固有磁矩杂乱无章排列。杂乱无章排列。由于热运动由于热运动有外磁场时：分子磁矩有外磁场时：分子磁矩转向外磁场的方向。转向外磁场的方向。磁力矩磁力矩宏观上表现：在磁介质表面出现宏观上表现：在磁介质表面出现磁化电流磁化电流。在磁介质内的磁。在磁介质内的磁感应强度增大。感应强度增大。外磁场撤消：由于热运动破坏分子磁矩的定向排列，外磁场撤消：由于热运动破坏分子磁矩的定向排列，宏观上宏观上对外不显磁性。对外不显磁性。大学物大学物理学理学无外磁场时抗磁质无外磁场时抗磁质分子磁矩为零分子磁矩为零抗抗磁质内磁场磁质内磁场同同向向时时反反向向时时抗抗磁磁质质的的磁磁化化大学物大学物理学理学2）抗磁质的磁化：）抗磁质的磁化：无外磁场时：抗磁质不显磁性。无外磁场时：抗磁质不显磁性。加外磁场时加外磁场时:抗磁质分子在外磁场的作用下，将产生和外磁抗磁质分子在外磁场的作用下，将产生和外磁场方向相反的附加磁场。场方向相反的附加磁场。外磁场撤消：宏观上又不显磁性。外磁场撤消：宏观上又不显磁性。宏观上表现：宏观上表现：在磁介质表面出现磁化电流。在磁介质表面出现磁化电流。在磁介质内的磁在磁介质内的磁感应强度减小。抗磁质产生磁化电流很小，因感应强度减小。抗磁质产生磁化电流很小，因此抗磁质也为弱磁质。此抗磁质也为弱磁质。任何磁介质都有抗磁性。但在顺磁质中，以固有磁矩的任何磁介质都有抗磁性。但在顺磁质中，以固有磁矩的转向为主，抗磁性被掩盖了。转向为主，抗磁性被掩盖了。说明说明大学物大学物理学理学 载流子的宏观定向移动，载流子的宏观定向移动，是电荷迁移的结果。是电荷迁移的结果。磁介质被外磁场磁化的结果，磁介质被外磁场磁化的结果，是大量分子电流的叠加，是大量是大量分子电流的叠加，是大量分子电流统计平均的宏观效果。分子电流统计平均的宏观效果。不不同同点点相相同同点点 都可以产生磁场，满足毕奥都可以产生磁场，满足毕奥-萨伐尔定律，遵从萨伐尔定律，遵从电流产生磁场规律电流产生磁场规律.电荷的宏观迁移电荷的宏观迁移.磁化电流不能传导，电子都磁化电流不能传导，电子都被限制在分子范围内运动，束被限制在分子范围内运动，束缚在介质内部缚在介质内部.磁化电流磁化电流传导电流传导电流磁化电流与传导电流的异同磁化电流与传导电流的异同 分子电流运行无阻力，即无分子电流运行无阻力，即无热效应。热效应。电荷的宏观迁移产生焦耳热。电荷的宏观迁移产生焦耳热。大学物大学物理学理学3磁化强度磁化强度分子磁矩分子磁矩的矢量和的矢量和体积元体积元单位（安单位（安/米）米）意义意义磁介质中单位体积内分子磁介质中单位体积内分子的合磁矩的合磁矩.大学物大学物理学理学单位单位（安（安/米）米）磁化强度磁化强度：磁介质内某点处单：磁介质内某点处单位体积内分子磁矩的矢量和位体积内分子磁矩的矢量和顺顺磁磁质质磁化主要原因是抗磁磁化主要原因是抗磁质分子在分子在外磁外磁场中所中所产生附加磁矩生附加磁矩Pm抗抗磁磁质质方向与方向与方向一致方向一致方向与方向与方向相反方向相反大学物大学物理学理学由特例给出由特例给出(均匀磁化的柱形棒均匀磁化的柱形棒)取图示的回路，则有：取图示的回路，则有：故有：故有：I s为为S面上的电流，面上的电流，L为为S面的边界。面的边界。1.1.与磁化电流密度与磁化电流密度L大学物大学物理学理学C分子磁矩分子磁矩（单位体积分子磁矩数）（单位体积分子磁矩数）二二磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理大学物大学物理学理学传导电流传导电流分布电流分布电流+ADBC大学物大学物理学理学各向同性各向同性磁介质磁介质（磁化率）（磁化率）磁场强度磁场强度磁介质磁介质中的中的安培环路安培环路定理定理大学物大学物理学理学各向同性各向同性磁介质磁介质相对相对磁导率磁导率磁磁导导率率顺磁质顺磁质（非常数）（非常数）抗磁质抗磁质铁磁质铁磁质大学物大学物理学理学例例1有两个半径分别为有两个半径分别为和和的的“无限无限长长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为导率为的磁介质的磁介质.当两圆筒当两圆筒通有相反方向的电流通有相反方向的电流时，时，试试求（求（1）磁介质中任意点磁介质中任意点P的磁感应强度的大小的磁感应强度的大小;（2）圆柱体外面一点圆柱体外面一点Q的磁感强度的磁感强度.II大学物大学物理学理学解解II同理可求同理可求大学物大学物理学理学1磁磁畴畴无无外外磁磁场场有有外外磁磁场场三三铁磁质铁磁质 近代科学实验证明，铁磁质的磁性主要来源于近代科学实验证明，铁磁质的磁性主要来源于电子自旋磁电子自旋磁矩矩。在无外磁场的时，铁磁质中电子自旋磁矩可以在小范围内。在无外磁场的时，铁磁质中电子自旋磁矩可以在小范围内“自发地自发地”排列起来，形成一个个小的排列起来，形成一个个小的“自发磁化区自发磁化区”磁磁畴畴。大学物大学物理学理学 自发磁化的原因是由于相邻原子中电子之间存在自发磁化的原因是由于相邻原子中电子之间存在着一种交换作用（一种量子效应），使电子的磁矩平着一种交换作用（一种量子效应），使电子的磁矩平行排列起来而达到自发磁化的饱和状态行排列起来而达到自发磁化的饱和状态 当存在外磁场时，当存在外磁场时，在外场的作用下磁畴的在外场的作用下磁畴的取向与外磁场一致，显取向与外磁场一致，显现一定的磁性。现一定的磁性。大学物大学物理学理学a：未磁化时状态未磁化时状态b：畴壁的可逆位移阶段畴壁的可逆位移阶段 OM段段c：不可逆的磁化不可逆的磁化 MN 段段d：磁畴磁矩的转动磁畴磁矩的转动 NS 段段e：趋于饱和的阶段趋于饱和的阶段 SP 段段在外磁场撤消后，在外磁场撤消后，在外磁场撤消后，铁磁质内在外磁场撤消后，铁磁质内掺杂掺杂和和内应力内应力或因为或因为介质存在缺陷介质存在缺陷,阻碍磁畴恢复阻碍磁畴恢复到原来的状态，有到原来的状态，有剩磁。剩磁。a b c d e大学物大学物理学理学1）附加磁场）附加磁场很大，很大，相对磁导率高。相对磁导率高。2)磁化曲线非线性。磁化曲线非线性。是是的复杂函数。的复杂函数。3）存在磁滞现象。）存在磁滞现象。4）剩余磁性）剩余磁性剩磁剩磁。5）存在居里温度存在居里温度。铁磁体的特点铁磁体的特点材材料料居里点居里点铁铁1043k钴钴1388k镍镍631k温度对磁性有影响温度对磁性有影响 当温度升高到某一临界点时，铁磁当温度升高到某一临界点时，铁磁性就消失，变为顺磁质。温度下降后，铁磁性又恢复。该性就消失，变为顺磁质。温度下降后，铁磁性又恢复。该临界温度称为居里温度。临界温度称为居里温度。大学物大学物理学理学2磁化曲线磁化曲线磁滞回线磁滞回线400 600 800 1 000H/(Am-1)1510 5B/10-4TB=f(H)顺磁质的顺磁质的B-H曲线曲线0大学物大学物理学理学矫顽力矫顽力 当外磁场由当外磁场由逐渐减小时，这种逐渐减小时，这种B的变化落后于的变化落后于H的变的变化的现象，叫做化的现象，叫做磁滞磁滞现象现象，简称，简称磁滞磁滞.O磁滞回线磁滞回线由于磁滞，由于磁滞，时，时，磁感强度磁感强度 ，叫做剩余磁感强叫做剩余磁感强度度(剩磁剩磁).大学物大学物理学理学3铁磁性材料铁磁性材料O软软磁材料磁材料O硬硬磁材料磁材料O矩矩磁铁氧体材料磁铁氧体材料不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大.大学物大学物理学理学1）软磁材料）软磁材料磁滞回线窄、磁滞回线窄、矫顽力矫顽力小的材料。小的材料。如电工纯铁、如电工纯铁、硅钢片，铁氧体等。广泛应用于变压器，互硅钢片，铁氧体等。广泛应用于变压器，互感器，接触器，继电器等的铁心。感器，接触器，继电器等的铁心。大学物大学物理学理学2）硬磁材料）硬磁材料磁滞回线宽、磁滞回线宽、矫顽力大矫顽力大的材料。的材料。用于用于制造永磁铁、制造永磁铁、磁电式仪表，电声换能元件，永磁电机，磁电式仪表，电声换能元件，永磁电机，指南针等指南针等。大学物大学物理学理学3）矩磁材料）矩磁材料剩磁大的软磁材料。剩磁大的软磁材料。可用作记忆元件，控制元件，开关元件。可用作记忆元件，控制元件，开关元件。大学物大学物理学理学4磁屏蔽磁屏蔽把磁导率不把磁导率不同的两种磁介质同的两种磁介质放到磁场中，在放到磁场中，在它们的交界面上它们的交界面上磁场要发生突变，磁场要发生突变，引起了磁感应线引起了磁感应线的折射的折射.磁屏蔽示意图磁屏蔽示意图大学物大学物理学理学F 基本规律1.洛伦兹力2.磁场高斯定理3.洛伦兹关系式4.安培定律5.毕萨定律总 结等效结论大学物大学物理学理学无源场非保守场F 稳恒磁场的场方程1.磁场的高斯定理2.安培环路定律F 基本物理量磁感应强度矢量函数大 小：方 向：大学物大学物理学理学F 磁感应强度 的计算2.安培环路定律矢量积分式电流分布具有对称性，找合适的回路 L，电流的正负按右手螺旋判断。1.毕萨定律叠加原理大学物大学物理学理学3.圆电流中心的场1.无限长载流直导线 2.无限长直均匀载流圆筒F 应熟记的一些结论（真空中）方向：右手螺旋法则判断注意：可结合磁场叠加原理推出半无限长导线，半圆电流等形状的磁场强度。大学物大学物理学理学5.密绕螺绕环4.密绕长直螺线管内部场n 为单位长度上的匝数大学物大学物理学理学磁化强度矢量：磁化强度矢量：磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的高斯定理磁介质中的高斯定理磁场强度矢量磁场强度矢量 大学物大学物理学理学磁介质分类磁介质分类 -磁滞磁滞.外磁场撤除后外磁场撤除后,外磁场撤除后外磁场撤除后,外磁场撤除后外磁场撤除后,保留部分磁性保留部分磁性.磁性消失磁性消失.磁性消失磁性消失.顺磁质顺磁质(弱弱)抗磁质抗磁质(弱弱)铁磁质铁磁质(强强)(锰、铝、氧锰、铝、氧)(铜、银、岩盐、氢铜、银、岩盐、氢)(铁、钴、镍铁、钴、镍)有分子电流有分子电流,无净分子电流无净分子电流有固有磁矩有固有磁矩.无固有磁矩无固有磁矩电子的自旋磁矩电子的自旋磁矩形成磁畴形成磁畴部分抗磁性部分抗磁性,总效果顺磁性总效果顺磁性.抗磁性抗磁性.顺磁性顺磁性