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磁场与电磁感应 磁体及其性质 磁：磁是物质运动的一种基本形式，由电荷运动所产生。 某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。具有磁性的物体称为磁体。磁体分天然磁体和人造磁体两大类。 天然磁体：天然存在的磁体，如Fe3O4 人造磁体：人工制造的磁体，包括永久磁体（如计算机中的磁盘）和暂时磁体（如起重电磁铁） 永久磁体的磁性可长期保存，暂时磁体的磁性是暂时的，它随外部磁化条件的消失而消失。 磁体两端磁性最强的部分称磁极。可以在水平面内自由转动的磁针，静止后总是一个磁极指南，另一个指北。指北的磁极称北极（N）；指南的磁极称南极（S）。 任何磁体都具有 两个磁极，而且无论 把磁体怎样分割总保 持有两个异性磁极。 一、磁场与磁感线 1． 磁场 在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质——磁场。 磁极之间的作用力通过磁场进行传递。 2． 磁感线 磁场的分布常用磁感线来描述。 二、铁磁物质的磁化 使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为磁化。 只有铁磁性物质才能被磁化，而非铁磁性物质是不能被磁化的。这是因为铁磁物质可以看作是由许多被称为磁畴的小磁体所组成。 在无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，磁性互相抵消，对外不显磁性；但在外磁场作用下，磁畴就会沿着外磁场方向变成整齐有序的排列，所以整体也就具有了磁性。 四、电流的磁场 不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。 一、磁感应强度 在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，所受电磁力F与电流I和导线长度l的乘积IL的比值称为该处的磁感应强度，用B表示，即 磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，用符号T表示。 磁感应强度是个矢量，它的方向就是该点的磁场的方向。 磁感线的疏密程度可以大致反映磁感应强度的大小。在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，磁感应强度越大，磁场越强。 B是描述磁场强弱和磁场方向的物理量 二、磁通 匀强磁场中，穿过与磁感线垂直的某一截面的磁感线的条数，叫穿过这个面的磁通。用φ表示磁通，则有 φ = BS 磁通的单位是韦伯，简称韦，用Wb表示。 如果磁场不与所讨论的平面垂直，则应以这个平面在垂直于磁场B的方向的投影面积S’与B的乘积来表示磁通。 当面积一定时，如果通过该面积的磁感线越多，则磁通越大，磁感越强。 从φ=BS，可得 这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通，所以磁感应强度又称磁通密度，并且用Wb/m2作单位。 三、磁导率 不同的媒介质对磁场的影响不同，影响的程度与媒介质的导磁性能有关。 磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用μ表示，其单位为H/m。由实验测得真空中的磁导率μ 0=4π×10-7H/m，为一常数。 根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类： 顺磁物质 相对磁导率稍大于1。如空气、铝、铬、铂等。 反磁物质 相对磁导率稍小于1。如氢、铜等。 铁磁物质 相对磁导率远大于1，其可达几百甚至数万以上，且不是一个常数。如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。 四、磁场强度 该点的磁感应强度B与媒介质磁导率μ的比值即为磁场中某点的磁场强度，用H表示，即： 磁场强度的单位为A/m。 将 带入可得 一、磁场对通电直导体的作用 通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力，也称安培力。 通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。 把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，电流所受的电磁力最大。 利用磁感应强度的表达式B = F/Il，可得电磁力的计算式为 F = BIl 如果电流方向与磁场方向不垂直，而是有一个夹角α，这时通电导线的有效长度为lsinα。电磁力的计算式变为 F = BIlsinα 二、磁场对通电线圈的作用 磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。 当线圈平面与磁感线平行时，线圈在N极一侧的部分所受电磁力向下，在S极一侧的部分所受电磁力向上，线圈按顺时针方向转动，这时线圈所产生的转矩最大。当线圈平面与磁感线垂直时，电磁转矩为零，但线圈仍靠惯性继续