大学物理 磁学4.pptVIP

* 四、磁力的功 1、磁力对运动载流导线作的功 F ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? I B a b c d L a? b? ?x 磁场力：F = BIL 磁场力的功： A = F?x= BIL?x 其中 BL?x=B?S= ?? 磁场力的功： 2、载流线圈在磁场中转动时磁场力的功 ? ? ? ? n F2 F1 B ? d? 力矩的功： 磁力矩： 例、有一半径为R的闭合载流线圈，通过电流I。今把它放在均匀磁场中，磁感应强度为B，其方向与线圈平面平行。求：（1）以直径为转轴，线圈所受磁力矩的大小和方向。（2）在力矩作用下，线圈转过90°，力矩做了多少功？ 解： 法一 作用力垂直于线圈平面 R ? ? dl I 力矩的功： 力矩： R ? ? dl I 法二： 线圈转过90°时，磁通量的增量为： R ? ? dl I §8-7 磁场中的磁介质 一、磁介质及其分类 磁介质：放入磁场后受磁场影响（磁化）反过来又影响磁场的介质称为“磁介质”。 1、磁场要使磁介质磁化 - - - - 未加外磁场 介质磁化以后，由于分子磁矩的有序排列，其宏观效果是在介质横截面边缘出现环形电流，这种电流称为磁化电流Is又叫分子面电流。 产生磁化电流Is。 Is 磁化电流与传导电流的区别： 磁化电流是分子电流规则排列的宏观反映，并不伴随电荷的定向运动，不产生热效应。而传导电流是由大量电荷作定向运动而形成的 磁介质中的总磁感应强度为： 2、处于磁化状态的磁介质使磁场发生变化 传导电流I激发的磁场 磁化电流Is激发的磁场 定义： 四类磁介质： （1）顺磁性介质： 介质磁化后呈弱磁性。 附加磁场B?与外场Bo同向。 B Bo , ?r 1 （2）抗磁性介质： 介质磁化后呈弱磁性。 附加磁场B?与外场Bo反向。 B Bo , ?r 1 （3）铁磁性介质： 介质磁化后呈强磁性。 附加磁场B?与外场Bo同向。 B Bo , ?r 1 （4）超导体(完全抗磁体）： B=0 B=0 二、分子电流和分子磁矩 分子磁矩 各电子磁矩 近代科学实践证明，分子或原子中的电子存在轨道运动和自旋运动。这两种运动都能产生磁效应。 分子或原子中各电子对外产生磁效应的总和，等效于一个圆电流，称为“分子电流”。分子电流的磁矩称为“分子磁矩” 单个电子绕核： + - + - - + 电子的进动：在外磁场 的作用下，分子或原子中和每个电子相联系的磁矩都受到磁力矩的作用，由于分子或原子中的电子以一定的角动量作高速转动，这时，每个电子除了保持环绕原子核的运动和电子本身的自旋以外，还要附加电子磁矩以外磁场方向为轴线的转动，称为电子的进动。 进动 进动 进动 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，在外磁场 中，电子角动量 进动的转向总是和 的方向构成右手螺旋关系。这种等效圆电流的磁矩的方向永远与 的方向相反。 三、弱磁质的磁化规律 两种弱磁质结构特点不同 顺磁质：分子固有磁矩不为0 抗磁质：分子固有磁矩为0 顺磁质 （a）无外磁场时，杂乱无章（热运动） - + + - + - B0 + - - + - + （b）加外磁场B0 有序 顺磁质 与 同方向 但由于 ，所以附加磁感应强度 抗磁质 抗磁材料在外磁场的作用下，磁体内任意体积元中大量分子或原子的附加磁矩的矢量和 有一定的量值，结果在磁体内激发一个和外磁场方向相反的附加磁场，这就是抗磁性的起源。 （a）无外磁场时 （b）加外磁场B0 1. 磁化强度 反映磁介质磁化程度(大小与方向)的物理量。 均匀磁化 非均匀磁化 §8－8 有介质时的安培环路定理 磁场强度 磁化强度：单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和 加上附加磁矩的矢量和 ，称为磁化强度，用 表示。 磁化强度的单位： 注意：对顺磁质， 可以忽略；