磁场强度,磁感应强度,磁化强度的物理意义
磁场的基本物理量
0 , r 1
当磁场媒质是非磁性材料时,有:
B 0 H
即 B与 H成正比,呈线性关系。 由于 B
B()
Φ
S
,
可见: 磁通与产生此磁通的电流 I 成正比,呈线性 关系。
NI H l
O
H ( I)
2、磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域,其分子间存在 的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列 整齐,显示磁性,称这些小区域为磁畴。 在没有外磁场作用的普通磁性物质中,各个磁畴 排列杂乱无章,磁场互相抵消,整体对外不显磁性。
磁通的单位: 国际单位制:韦[伯](Wb) 电磁制单位:麦克斯韦(Mx)
[Wb]=伏秒 1Wb=108 Mx
三、磁场强度
磁场强度H : 计算磁场时所引用的一个物理量。 单位:国际单位制:安每米(A/m) 电磁制单位:奥斯特(Oe) 1 A/m=410-8 Oe 磁场强度方向与产生磁场的电流方向之 I 间符合右手螺旋定则。 H 借助磁场强度建立了磁场与产生该 磁场的电流之间的关系。 即 安培环路定律(或称全电流定律)。
磁场的基本物理量
磁场的基本物理量主要包括:磁感应强度、磁通、 磁场强度、磁导率等。
一、磁感应强度
磁感应强度:表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量, 磁感应强度是矢量,用 B 表示。 I 磁感应强度的方向: B 电流产生的磁场,B 的方向用右手螺旋定则确定; 永久磁铁磁场,在磁铁外部,B 的方向由N极到S极。 磁感应强度的大小: 用该点磁场作用于1m长,通有 1A 电流且垂直于 该磁场的导体上的力 F 来衡量,即 B=F/(l I)。
安培环路定律(全电流定律) H dl I
I1 H I2
其中: H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合
磁场的磁感应与磁场强度
磁场的磁感应与磁场强度磁场是我们生活中一个不可忽视的自然现象。
在地球、电磁设备等许多地方,我们都可以观察到磁场的存在。
磁场的两个最重要的属性是磁感应强度和磁场强度,这两个参数基本上可以决定磁场的基本特性。
下面我们就来具体讨论这两个概念。
首先,我们来讨论磁感应强度。
在物理学中,磁感应强度是描述磁场的强度的一个参数,它的定义是通过某一点的单位面积的垂线方向上的磁力线数量。
这个参数的单位是特斯拉(T),取决于物质的磁性质和磁场的强度。
因此,磁感应强度可以很好地反映磁场的强度情况。
在考察磁感应强度的同时,我们也不能忽视磁场强度。
磁场强度是磁场对物质施加的力的度量,其单位是安/米(A/m)。
在自由空间中,磁场强度等于磁感应强度。
然而,在物质中,磁场强度可能小于磁感应强度,原因在于磁性物质的存在会对磁场产生影响,产生所谓“磁化现象”,使得单位体积内的磁偶极子比在自由空间中更集中,从而磁感应强度大于磁场强度。
磁感应强度和磁场强度是相互关联的。
在同一物理环境下,改变其中一个参数,另一个参数也会随之变化,这种关系可以由安培定律来描述。
安培定律是电磁动力学的基础定律之一,其内涵是磁场强度与沿闭合线积而成磁效应与沿该闭合线环流通过电流的总和之比值为常数。
这样,我们就可以通过磁感应强度或磁场强度来了解和控制磁场。
理解了磁场的磁感应强度和磁场强度,我们就可以更好地研究磁场和利用磁场。
在工业、医疗、科研等许多领域,我们都可以看到它们的影子。
例如,在电力工业中,我们经常要测量和控制磁场的磁感应强度和磁场强度,以确保电力设备的正常运行。
而在医疗领域,磁共振成像技术就是利用强磁场来获取人体内部构造的信息。
总的来说,磁感应强度和磁场强度是衡量磁场特性的两个重要参数。
了解这两个参数并掌握它们的物理含义,是我们研究和利用磁场的基础。
高中物理磁感应强度的知识点归纳
高中物理磁感应强度的知识点归纳高中物理磁感应强度的知识点归纳物理学(physics)是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
以下是店铺收集整理的高中物理磁感应强度的知识点归纳,欢迎大家分享。
高中物理磁感应强度的知识点归纳1磁感应强度(magnetic flux density),描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。
磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。
在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强;磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
磁感应强度的定义公式磁感应强度公式B=F/(IL)磁感应强度是由什么决定的?磁感应强度的大小并不是由F、I、L 来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。
如果是一块磁铁,那么B的大小之和这块磁铁的大小和磁性强弱有关。
如果是电磁铁,那么B与I、匝数及有无铁芯有关。
很多文章都建议同学们采用类比的方法来理解各个物理量。
我们用电阻R来做个对比。
R的计算公式是R=U/I;可一个导体的电阻R大小并不是由U或者I来决定的。
而是由其导体自身属性决定的,包括电阻率、长度、横截面积。
同样,磁感应强度B也不是由F、I、L来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。
如果同学们有时间,可以把静电场中电容的两个公式来对比着复习、巩固下。
B为矢量,方向与磁场方向相同,并不是在该处电流的受力方向,运算时遵循矢量运算法则(左手定则)。
描述磁感应强度的磁感线在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。
磁感线是闭合曲线。
规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。
磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。
磁感应强度磁场
【例2】 三根平行的直导线,分
别垂直地通过一个等腰直角 三角形的三个顶点,如图7所示. 现在使每条通电导线在斜边中 点O处所产生的磁感应强度大小
图7
均为B.则该处实际磁感应强度的大小和方向如何?
思维导图 安培定则 三个电流到O 点的距离 三个电流在O点产生 的磁场强弱与方向
三个电流产生 的磁场叠加
答案
AB
题型3
“类比法”理解磁场的性质
【例3】 磁铁有N、S两极,跟正负电荷有很大的相似
性,人们假定在一根磁棒的两极上有一种叫做“磁
荷”的东西,N极上的叫做正磁荷,S极上的叫做负 磁荷,同号磁荷相斥,异号磁荷相吸.当磁极本身的 几何线度远比它们之间的距离小得多时,将其上的 磁荷叫做点磁荷.磁的库仑定律是:两个点磁荷之间 的相互作用力F沿着它们之间的连线,与它们之间的
(3)方向:小磁针静止时 N极 的指向.
3.安培的分子电流假说
安培认为,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着 一种 环形电流 ——分子电流.分子电流使每个物 质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于 两个磁 极 (如图1所示). 图1
二、磁感线及几种常见的磁场分布 1.磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点 的 切线 方向都跟这点的磁感应强度的方向一致. 2.几种常见的磁场
量和为0,所以直线电流在a处的磁感应强度B=1 T, 方向向左,由安培定则可得直导线中的电流方向垂直 纸面向里,由于圆周上各点到直导线的距离相同,所 以直线电流在圆周上各处的磁感应强度大小均为1 T, 但方向不同,在b处向上,在c处向右,在d处向下,则b、 c、d三处的实际磁感应强度分别为 2 T,方向斜向右 上方与B成45°夹角;2 T,方向向右; 2 T,方向斜向 右下方与B成45°夹角,选项A、B正确.
磁学中的磁场与磁感应强度
磁学中的磁场与磁感应强度磁场与磁感应强度是磁学中两个重要的概念,它们在物理学和工程学的许多领域都起到关键性的作用。
在本文中,我们将深入探讨磁场和磁感应强度的定义、性质以及它们之间的关系。
首先,我们来了解一下磁场。
磁场是指一个物体周围可以产生磁力的区域。
磁场可以由电流所产生,也可以由带有磁性的物体所产生。
磁场的强度与物体的磁性有关,通常用磁感应强度来表示。
磁场是一个矢量量,它有方向和大小。
接下来,我们来讨论磁感应强度。
磁感应强度是指单位面积上通过的磁力线数量。
在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉(Tesla),常用符号是B。
磁感应强度的大小与物体的磁性、形状和位置有关。
在一个均匀磁场中,磁感应强度的大小是恒定不变的。
磁感应强度越大,表示磁场越强。
现在让我们来探索一下磁场和磁感应强度之间的关系。
根据安培定律和法拉第电磁感应定律,在闭合回路中,磁感应强度的变化率与磁场的变化率成正比。
这个比例常用负号表示,即磁感应强度的变化率等于磁场的变化率乘以一个负数。
这意味着,在一个变化的磁场中,磁感应强度的变化方向与磁场变化的方向相反。
在应用中,磁场和磁感应强度常被用来描述磁铁磁化程度的大小。
磁场和磁感应强度与磁矩有关,磁矩是一个物体在磁场中受到的力矩的衡量。
磁矩的大小与磁场和磁感应强度有关,它们之间的关系可以用磁力矩方程来表示。
根据磁力矩方程,磁场和磁感应强度对磁矩的影响是线性的,即磁场和磁感应强度越大,磁矩的力矩也越大。
除了磁场和磁感应强度与磁矩的关系,它们还与磁感应强度的震荡频率和周期有关。
在一个变化的磁场中,磁感应强度会随着时间的推移而变化。
这个变化可以用正弦函数来描述,即磁感应强度的变化是周期性的。
磁场和磁感应强度的周期与变化频率成反比,即周期越短,频率就越高。
这个频率和周期的关系可以用振荡方程来表示。
此外,磁场和磁感应强度还在电磁感应、电磁波传播等许多领域中起到重要的作用。
例如,在电磁感应中,磁场和磁感应强度可以通过电磁感应定律来描述。
磁感应强度B与磁场强度H的区别,联系与物理意义
磁感应强度B与磁场强度H的区别,联系与物理意义从前学普物的时候,提到了磁感应强度B与磁场强度H这两个概念。
因为一直疏于思考,没有仔细想过两者的异同。
教材里说,H是人为引入的定义,没有物理意义,也没有多想,全盘接受。
至于教材提到的关于H与B谁更基本的争论,我只记住了这个事实,并没有想为什么,很是惭愧,更没有想过为什么这么称呼它们。
过去的一年里,逐渐理解固体里的故事,现在回想起来,才理顺清楚它们的意义。
简言之,H是外场,B总场,它们单位不同仅仅是由于来源不同:前者通过电流的磁效应得到,后者通过带电粒子在磁场中的运动定义。
B比H更加基本,是由于电流本身就是带电粒子的运动产生,所以粒子模型比电流模型更加基本。
想我们处于19世纪,暂时只知道磁场是由磁铁产生,也知道牛顿力学,但尚不知道怎么物理上定义“磁场”的大小。
1.H来源于Ampere定律。
Ampere通做电流做实验,发现长直导线外,到导线距离相等的点,“磁场”大小相同;距离不同的点,“磁场”强度随着距离成反比。
这里所谓的“磁场”大小是通过小磁针扭转力矩等力学方式得到的。
这样,通过力学测量和已有的电流强度的定义,即可定义一个物理量H,满足2*pi*R*H=I。
推广后就是Ampere环路定律。
此时无需真空磁导率μ0,因为只要知道电流I就能定义H这个物理量。
2.B来源于带电粒子的受力。
对于一定速度的粒子,加上H磁场,通过轨道测量以及牛顿力学,你可以测出粒子受的力。
你发现受的力和电荷数q以及速度成正比,也和H成正比,但是力F并不直接等于qvH,而是还差一个因子:F=A*q*vⅹH,A只是个待定因子,暂未赋予物理意义。
3.磁导率如何引入。
这样,H是电流外加给的磁场,通过粒子受力,直接定义一个粒子感受到的磁场,叫它B,为了使得F= qvⅹB成立。
即,外施H场,粒子运动感受到的却是B场,这就可以定义磁导率miu =B/H,“率”即比例的意思。
磁导率,就是粒子运动(受力)与外界磁的比例,描述前者随着后者的响应。
磁学中的磁场强度与磁感应强度
磁学中的磁场强度与磁感应强度磁学是物理学中的一个重要分支,研究磁场及其相关现象。
在磁学中,磁场强度和磁感应强度是两个核心概念。
本文将对这两个概念进行阐述,并探讨它们之间的关系。
一、磁场强度磁场强度是一个描述磁场强弱的物理量。
简单来说,磁场强度代表了磁场对单位长度磁极的力的作用程度。
其单位为安培/米(A/m)。
在物理学中,通常用字母H表示磁场强度。
磁场强度的大小与导线中电流的大小有关。
根据安培定律,电流通过导线时,会在导线周围形成一个磁场。
磁场强度的大小与导线中的电流成正比,即磁场强度随着电流的增大而增大。
此外,磁场强度的大小还与距离导线的距离有关。
与电场不同,磁场在空间中呈现出“环绕”的特性,即无论离导线多远,都存在磁场。
但是,距离导线越近,磁场的强度越大。
二、磁感应强度磁感应强度是描述磁场对物质磁化程度的物理量。
简单来说,磁感应强度代表了磁场对单位面积的力的作用程度。
其单位为特斯拉(T)。
在物理学中,通常用字母B表示磁感应强度。
磁感应强度的大小与物质的磁化程度有关。
当物质被放置在磁场中时,会发生磁化现象,即物质内部的微观磁偶极子被调整,使得物质自身也产生一个磁场。
磁感应强度的大小与物质的磁化程度成正比,即磁感应强度随着物质磁化程度的增大而增大。
类似于磁场强度,磁感应强度的大小也与距离磁源的距离有关。
距离磁源越近,磁感应强度越大。
三、磁场强度与磁感应强度的关系磁场强度和磁感应强度是两个相关的概念,在某些情况下可以相互转化。
根据安培定律,磁场强度与导线中的电流成正比。
而根据法拉第电磁感应定律,磁感应强度与导线中的变化磁通量成正比。
通过这两个定律可以得出一个重要的结论:对于导线中的电流和变化磁通量相同的情况下,磁场强度和磁感应强度是相等的。
具体来说,当电流为1安培时,在导线周围的空间中的磁场强度和磁感应强度都为1特斯拉。
当电流增大到2安培时,磁场强度和磁感应强度都增大到2特斯拉。
需要注意的是,磁场强度和磁感应强度的方向一般不同。
3磁场1-3节知识点与习题(有答案)
第三章磁场一、磁现象1、磁性:磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)2、磁体:定义:具有磁性的物质分类:永磁体分为天然磁体、人造磁体3、磁极:定义:磁体上磁性最强的部分叫磁极。
(磁体两端最强中间最弱)水平面自由转动的磁体,指南的磁极叫南极(S),指北的磁极叫北极(N)作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
说明:最早的指南针叫司南。
一个永磁体分成多部分后,每一部分存在两个磁极。
如图所示,当弹簧测力计吊着一磁体,沿水平方向从水平放置的条形磁铁的A端一到B 端的过程中,能表示弹簧测力计示数与水平位置关系的是图中的〔〕——条形磁铁的两端磁性最强,中间最弱;再者同名磁极相排斥,异名磁极相吸引,所以由A到B的过程中,弹簧测力计示数逐渐变大。
选D有两根外形完全相同的钢棒,一根有磁性,另一根没有磁性,要确定哪根钢棒有磁性,某同学用一根钢棒的一端去接触另一根钢棒的中间部分,如图所示,若两根棒互相吸引,可以决定_________钢棒有磁性,若两根钢棒互相不吸引,可以断定_________钢棒有磁性。
——乙;甲. 因为条形磁铁的两端磁性最强,中间最弱。
有两个完全相同的磁铁,在不同的磁极上吸引两只铁钉,如图所示.如果将两磁铁靠近,直至两个磁极相接触,会有什么现象发生?设法做一下这个实验,并分析产生有关现象的原因.当两磁铁靠近时,两个铁钉相吸引,因为两个铁钉都被磁化,下端为异名磁极,因此相吸引;当两个磁极相接时,两只铁钉会在重力作用下落下,因这时相接处相当于一条形磁铁中央处,磁性很弱.4、磁化:①定义:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极,异名磁极相互吸引的结果。
②钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。
钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。
所以制造永磁体使用钢,制造电磁铁的铁芯使用软铁5、物体是否具有磁性的判断方法:①根据磁体的吸铁性判断。
介质中磁场强度与磁感应强度关系 知乎
一、介质中磁场强度与磁感应强度的定义和关系介质中磁场强度与磁感应强度是磁学中的重要概念,对于理解磁性材料在外磁场中的行为及其应用具有重要意义。
磁场强度(H)是单位磁极所受磁力的大小,在介质中的磁场中,磁场强度是由介质内的磁性电流和外磁场产生的。
而磁感应强度(B)是描述单位面积上磁通量密度的大小,它与介质中磁场中的磁致磁化强度有密切的关系。
二、介质中磁场强度与磁感应强度的物理意义介质中的磁场强度和磁感应强度之间的关系,反映了磁性材料在外磁场中的响应特性。
当介质中存在磁性材料时,介质中的磁场强度与磁感应强度之间存在一定的关系。
这种关系不仅受到磁性材料自身的磁性特性影响,还受到外磁场的影响,这种影响不仅涉及到磁性材料的磁滞特性、磁导率等,还涉及到介质的形状、温度等因素的影响。
三、介质中磁场强度与磁感应强度的影响因素介质中的磁场强度与磁感应强度之间的关系受到多种因素的影响。
介质中的磁化电流和外磁场强度是影响磁场强度的重要因素。
介质中的形状和尺寸、介质的磁化特性等也是影响磁场强度与磁感应强度之间关系的重要因素。
介质的温度、外界环境等也可能会对介质中的磁场强度和磁感应强度产生影响。
四、对介质中磁场强度与磁感应强度的理解介质中的磁场强度与磁感应强度的关系复杂而有趣,需要我们通过理论分析和实验研究不断深化对其的认识。
在应用中,充分理解介质中磁场强度与磁感应强度的关系,对于设计磁性材料的性能和开发磁性材料应用具有重要意义。
通过理论分析和实验研究,可以发现新的磁性材料,拓展磁性材料的应用领域。
介质中磁场强度与磁感应强度的关系,不仅仅具有理论研究的意义,更有着重要的实际应用价值。
五、结语介质中磁场强度与磁感应强度的关系是磁性材料研究的重要内容,其理论分析和实验研究对于磁性材料的设计和开发具有重要的意义。
通过对介质中磁场强度与磁感应强度的深入研究,可以更好地理解磁性材料在外磁场中的行为,并为磁性材料的应用提供理论基础和实验依据。
磁场-磁感应强度-磁感线知识点讲解(含答案)
磁场 磁感应强度 磁感线知识点讲解(教师)一、磁场1.定义:是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质。
2.基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
3.方向:小磁针N 极所受磁场力的方向,即小磁针静止时N 极的指向就是那一点磁场的方向。
4.安培分子电流假说(1)内容:在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。
(2)该假说能够解释磁化、去磁等现象。
(3)分子电流的实质是原子内部带电粒子在不停地运动。
磁场的电本质:一切磁现象都是起源于电荷的运动。
【题1】(多选)指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针,下列说法正确的是 A .指南针可以仅具有一个磁极B .指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C .指南针的指向会受到附近铁块的干扰D .在指针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转 【答案】AC【解析】指南针有N 、S 两个磁极,受到地磁场的作用静止时N 极指向北方,选项A 错误,B 正确。
指南针有磁性,可以与铁块相互吸引,选项C 正确。
由奥斯特实验可知,小磁针在通电导线放置位置合适的情况下,会发生偏转,选项D 错误。
二、磁感应强度1.磁感应强度(1)物理意义:表示磁场强弱的物理量。
是反映磁场性质的物理量,由磁场本身决定,是用比值法定义的(2)定义:在磁场中垂直磁场方向的通电导线,受到的安培力跟电流强度和导线长度乘积比值。
(3)定义式:ILFB(通电导线垂直于磁场)。
(4)矢量性:方向为该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向。
小磁针的N 极所受磁场力的方向,即小磁针静止时N 极的指向就是那一点磁场的方向。
【题2】如图,一束电子沿某坐标轴运动,在x 轴上的A 点处产生的磁场方向沿z 轴正方向,则该束电子的运动方向A .z 轴正方向B .z 轴负方向C .y 轴正方向D .y 轴负方向 【答案】C(6)单位:特斯拉T 1 T =1 N/(A·m )=1 kg/(A·s 2) 2.匀强磁场(1)定义:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。
磁场强度,磁感应强度,磁化强度的物理意义
B和H的关系正名,虽然发在数学吧,但是是我在网上目前看到唯一没有根本错误的解释。
希望读者耐心看完。
设想你暂时只知道磁场是由磁铁产生,也知道牛顿力学,但尚不知道怎么物理上定义“磁场”。
有一天,你用电流做实验。
你惊讶的发现:通了电的导线能使它附近的小磁针扭转,从而得出了“电流也产生磁场”的结论。
进一步,你通过力学(如平行电流线,扭转力矩等)的测量,你发现1.长直导线外,到导线距离相等的点,磁针感受到的“磁场”强度相同2.距离不同的点,“磁场”强度随着距离成反比。
这样,你便想要通过力学测量和电流强度定义一个物理量H,2*pi*r*H=I。
对形状稍稍推广,你就得到了安培环路定理的一般积分形式。
注意这时候不需要用到真空磁导率μ0,因为你只要知道电流I就足以定义H这个物理量,没有理由知道μ0这回事儿。
现在,你有了H,有了“电流能够产生磁场”这个概念,有了安培环路定理。
你心满意足,转移了研究兴趣,开始研究带电粒子的受力。
对于一定速度的粒子,加上刚才的磁场,通过几何轨道,牛顿力学,你可以测出粒子受的力。
你发现受的力和电荷数q以及速度成正比,也和H成正比,但是力F并不直接等于qvH,而是还差一个因子:F=A*q*vⅹH,A只是个待定因子,暂未赋予物理意义。
这个公式多了个外加因子,不好看。
现在你开始考虑构建“磁导率”这个概念,因为H只是电流外加给的磁场,你希望通过粒子受力,直接定义一个粒子感受到的磁场——叫它B,使得F= qvⅹB成立。
现在你理解的磁导率,就是一个粒子对外界磁场的受力响应程度:磁导率大,那么同样大的外加磁场H使得粒子受力的响应(如偏转)也越大;磁导率如果为零,那么多大的磁场也不会使得粒子有偏转等力学反应,磁导率如果近乎无限大,你只要加一丁点外磁场H,粒子就已经偏转的不亦乐乎了。
你开始管这个磁导率叫μ,并且定义μ=B/H。
其中H是(通过电流)外来的,B是使得粒子偏转的响应。
这样,磁导率=粒子的响应/外加的场。
物理学中的磁化强度与磁感应强度
物理学中的磁化强度与磁感应强度磁化强度与磁感应强度是物理学中研究磁场的两个重要概念。
磁场,作为一个基本的物理现象,存在于我们周围的自然界中。
了解磁化强度和磁感应强度的关系,有助于我们更深入地理解磁场及其应用。
磁化强度是物质响应磁场的能力的度量,表示物体在外加磁场作用下的磁化程度。
当物体处于外加磁场中时,其内部的磁性原子或电子会发生磁矩的取向变化,使其具有一定的磁化强度。
磁化强度与物体内磁性原子或电子的数量、磁矩的大小以及磁场的强度有关。
磁化强度通常用符号"M"表示,它的单位是安培每米(A/m)。
磁化强度的大小越大,代表物体在磁场中磁化的程度越高。
与磁化强度密切相关的是磁感应强度,也称为磁场强度。
磁感应强度是描述磁场的一个重要物理量,表示单位面积内通过的磁通量。
磁感应强度与磁化强度的关系可以通过麦克斯韦方程组中的一个重要方程来描述。
根据麦克斯韦方程组中的法拉第电磁感应定律,磁感应强度的大小与磁场的变化率有关。
当磁化强度发生变化时,磁场相应地也会发生变化。
磁化强度越大,磁场的变化率越大,磁感应强度也就越大。
磁化强度和磁感应强度在物理学中有着重要的应用。
它们是制造电磁设备和磁性材料的基础。
通过调节磁化强度,可以改变材料的磁性。
比如,在制造电动机和发电机时,可以根据需要选择不同的磁化强度,以获得所需的磁场强度。
此外,磁化强度和磁感应强度还在磁共振成像等医学仪器中有着广泛的应用。
磁共振成像利用磁场对人体组织的影响来获取影像信息,其中磁化强度和磁感应强度的精确控制是确保成像质量的关键。
虽然物理学中经常使用磁化强度和磁感应强度来描述磁场,但我们也要明白,磁场作为一个形而上学的概念,无法直接感知。
我们只能通过磁场对物体或其他磁场的相互作用来间接感知。
已经有很多实验和观测结果证实了磁场的存在和特性,但对于磁场的本质以及与其他基本力的关系,科学家们仍在不断的研究之中。
总的来说,磁化强度与磁感应强度在物理学中有着重要的地位和应用。
磁场强度的概念
磁场强度的概念1. 定义磁场强度(Magnetic field strength),也称为磁场的磁感应强度,是指空间中某一点的磁场的强弱程度。
它是一个矢量量,用H表示,单位是安培/米(A/m)。
根据安培力定律,磁场强度与电流之间存在着直接的关系。
当通过一段导线传导电流时,该导线周围会产生一个磁场,磁场强度的大小与电流大小成正比。
2. 重要性磁场强度在物理学和工程学中起着重要的作用,具有以下几个重要方面的意义:2.1 描述磁场的强弱磁场强度是描述磁场强弱程度的重要参数。
通过测量磁场强度,可以了解到磁场的强度大小,从而对磁场进行定量的描述和比较。
2.2 磁场对物质的影响磁场强度对物质具有一定的影响。
磁场强度越大,对物质的磁化程度越高,对磁性物质的吸引力也越大。
磁场强度还与物质的导磁率有关,不同导磁率的物质对磁场的响应程度也不同。
2.3 电磁感应定律的应用磁场强度在电磁感应定律中起着重要的作用。
根据电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势和感应电流。
磁场强度的大小与感应电动势、感应电流的大小成正比。
2.4 磁场的设计和控制在磁场的设计和控制过程中,磁场强度是一个重要的参数。
通过控制磁场强度的大小和分布,可以实现对磁场的精确控制和调节。
这在电磁设备、磁共振成像等领域具有广泛应用。
2.5 磁场的测量和检测磁场强度的测量和检测是研究磁场和应用磁场的基础。
通过测量磁场强度,可以了解到磁场的分布情况和变化规律,为磁场的应用提供数据支持和参考。
3. 应用磁场强度的应用非常广泛,涉及到多个领域和行业。
以下是一些常见的应用领域:3.1 电磁设备在电磁设备中,磁场强度的控制和调节是实现设备工作的关键。
例如,电磁铁利用磁场强度的变化实现对铁磁材料的吸附和释放;电磁感应加热设备利用磁场强度的变化产生感应电流,实现对材料的加热。
3.2 磁共振成像磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种常用的医学成像技术,通过对人体组织中的核磁共振信号进行检测和处理,得到人体的影像信息。
磁极化强度 磁感应强度
磁极化强度磁感应强度磁极化强度和磁感应强度是磁学中两个重要的概念。
磁极化强度是物质在磁场中受到磁化作用的程度,而磁感应强度则是磁场对物质产生的影响力。
本文将分别介绍磁极化强度和磁感应强度的概念、计算方法以及应用领域。
我们来了解磁极化强度。
磁极化强度是描述物质在磁场中磁化程度的物理量,通常用字母J表示。
磁极化强度的单位是安培/米(A/m)。
当物质置于外加磁场中时,磁场会使物质内部的原子或分子磁矩发生重新排列,从而使物质具有磁性。
磁极化强度的大小与物质的磁性有关,不同物质的磁极化强度不同。
磁极化强度的计算方法主要有两种:一种是通过磁化曲线的斜率来计算,另一种是通过测量物质受到的磁场力来计算。
前者需要在实验中绘制磁化曲线,然后通过计算斜率来得到磁极化强度。
后者则是通过测量物质在磁场中受到的力来间接计算磁极化强度。
这两种方法在不同的实验条件下都可以得到较为准确的结果。
磁极化强度在工程和科学研究中有着广泛的应用。
在电磁设备中,磁极化强度是设计和制造电磁线圈的重要参数之一。
通过控制磁极化强度的大小,可以调节电磁线圈产生的磁场强度,从而实现对电磁设备的控制。
在材料科学中,磁极化强度是研究材料磁性的重要指标之一。
通过测量不同材料的磁极化强度,可以了解材料的磁性特性,从而指导材料的选择和应用。
接下来,我们来了解磁感应强度。
磁感应强度是描述磁场对物质产生的影响力的物理量,通常用字母B表示。
磁感应强度的单位是特斯拉(T)。
磁感应强度是磁场强度的另一种称呼,它是描述磁场的一个重要参数。
磁感应强度的大小与磁场的强度有关,不同磁场的磁感应强度也不同。
磁感应强度的计算方法主要有两种:一种是通过安培定律和法拉第定律来计算,另一种是通过磁感应强度计来直接测量。
前者需要根据安培定律和法拉第定律建立数学模型,通过计算得到磁感应强度的数值。
后者则是通过使用磁感应强度计来直接测量磁感应强度的数值。
这两种方法在不同的实验条件下都可以得到较为准确的结果。
磁极化强度 磁感应强度
磁极化强度磁感应强度磁极化强度和磁感应强度是磁学中的两个重要概念,它们分别描述了磁材料的磁化程度和磁场的强度。
本文将从理论和实际应用两个方面,分别介绍磁极化强度和磁感应强度的相关知识。
一、磁极化强度磁极化强度是描述磁材料磁化程度的物理量。
当一个磁材料暴露在外磁场中时,其内部原子或分子会发生重新排列,使得材料整体具有磁性。
磁极化强度即是描述这种磁化程度的量。
磁极化强度可以用磁化强度矢量来表示,它的方向与磁化的方向一致。
磁极化强度的大小与材料的磁化能力有关,不同材料的磁极化强度不同。
常见的磁材料如铁、钴、镍等,具有较高的磁极化强度,而非磁性材料如木材、玻璃等则具有较低的磁极化强度。
磁极化强度的计量单位是安培/米(A/m),它表示单位长度内磁材料所具有的磁极化强度。
磁极化强度与外磁场的强度和磁材料的磁化能力有关,当外磁场的强度增加或磁材料的磁化能力增强时,磁极化强度也会相应增加。
二、磁感应强度磁感应强度是描述磁场强度的物理量。
当一个磁材料被磁化后,它会产生一个磁场,磁感应强度即是描述这个磁场强度的量。
磁感应强度可以用磁感应强度矢量来表示,它的方向与磁场的方向一致。
磁感应强度的大小与磁材料的磁极化强度和外磁场的强度有关。
当磁材料的磁极化强度增加或外磁场的强度增加时,磁感应强度也会相应增加。
磁感应强度的计量单位是特斯拉(T),它表示单位面积内磁场的强度。
在实际应用中,我们常常使用更小的单位高斯(G)来表示磁感应强度,1 T = 10000 G。
磁感应强度在磁学研究和实际应用中具有重要的作用。
在磁共振成像(MRI)技术中,磁感应强度被用来生成人体内部的磁场分布图像,从而实现对人体组织和器官的成像诊断。
在电机、发电机和变压器等电磁设备中,磁感应强度的大小直接影响设备的性能和效率。
因此,对磁感应强度的准确测量和控制是这些设备设计和运行的重要问题。
磁极化强度和磁感应强度是磁学中的两个重要概念。
磁极化强度描述了磁材料的磁化程度,磁感应强度描述了磁场的强度。
磁化强度的名词解释
磁化强度的名词解释在物理学中,磁化强度是描述材料对磁场响应程度的一个重要物理量。
它是指单位体积内的磁性原子或分子在外加磁场下,获得或失去的磁矩的平均值。
简而言之,磁化强度是一种反映材料对磁场的响应能力的物理量。
磁化强度通常用字母M表示,它与磁感应强度B之间存在着重要的关系。
根据磁化强度与磁感应强度的关系,我们可以得到以下的等式:M = χH其中M为磁化强度,χ为磁化率,H为磁场强度。
这个等式表明磁化强度与磁场强度成正比,同时也与磁化率有关。
磁化率是另一个重要的磁学参数,它描述了材料对磁场的响应程度。
磁化率是磁化强度M与磁场强度H的比值,即:χ = M/H磁化率可以分为两种类型,一种是顺磁性材料的磁化率,另一种是铁磁性材料的磁化率。
顺磁性材料的磁化率为正值,表示材料在磁场作用下获得了与磁场方向相同的磁矩。
而铁磁性材料的磁化率则更为复杂,在一定的磁场下,磁化率随着磁场强度的增加会先增大后减小,最后趋于饱和。
这是因为在铁磁性材料中,磁矩既可以根据磁场方向排列一致,也可以相互抵消,因此磁化率随着磁场的变化而变化。
磁化强度的大小取决于材料的磁性以及外加磁场的强度和方向。
一般来说,磁性材料具有较大的磁化强度,而非磁性材料则具有较小的磁化强度。
此外,磁化强度还可以通过外加磁场的施加方式来改变。
在磁场施加之前,材料中的磁矩是无序排列的,当磁场施加时,磁矩开始逐渐与磁场方向一致排列,从而增加了材料的磁化强度。
不过需要注意的是,材料的磁化强度是有上限的,即磁矩无法无限增加。
这是因为当材料中的磁矩达到一定程度时,磁矩之间的相互作用会抵消新添加的磁矩,导致磁化强度达到饱和。
磁化强度在实际应用中具有广泛的用途,在磁记录、磁存储、电磁感应等方面发挥着重要的作用。
在磁记录中,磁化强度决定了磁头可以读出或写入的最小磁场强度。
在磁存储中,磁化强度决定了存储器的存储容量和数据的稳定性。
在电磁感应中,磁化强度则决定了感应电动势的大小。
理解高中物理中的磁化强度与磁场的关系
理解高中物理中的磁化强度与磁场的关系磁化强度与磁场的关系是高中物理中一个重要的概念。
理解这一关系对于学生来说可能会有一定的难度,但只要我们从基础开始,逐步深入,就能够逐渐掌握这个概念。
首先,我们需要了解磁化强度的概念。
磁化强度是指单位体积内磁性物质所具有的磁矩。
磁矩是指物体在磁场中受到的力矩,它是磁性物质在磁场中的一个重要特性。
磁化强度与磁矩之间存在着密切的关系,磁化强度越大,磁矩也就越大。
接下来,我们来讨论磁场的概念。
磁场是指物体周围存在的一种物理现象,它是由磁性物质产生的。
磁场具有方向性,它的方向可以通过磁针来确定。
在磁场中,磁性物质会受到力的作用,这个力就是磁场对磁性物质的作用力。
磁场的强度可以通过测量磁力来确定,磁场强度越大,磁力也就越大。
那么,磁化强度与磁场之间是如何关联的呢?我们可以通过一个简单的实验来理解这一关系。
首先,我们取一个长直导线,通电后在导线周围就会形成一个磁场。
如果我们将一根磁性物质放在导线附近,它就会被磁场所吸引,这就是磁化强度与磁场之间的关系。
进一步地,我们可以通过数学公式来表示这一关系。
根据安培定律,磁场的强度与电流之间存在着关系。
具体而言,磁场的强度与导线中的电流成正比,与导线的长度成反比。
这个公式可以用来计算导线周围的磁场强度。
在高中物理中,我们还会学习到磁化强度与磁感应强度之间的关系。
磁感应强度是指磁场中单位面积内通过的磁力线的数量。
磁化强度与磁感应强度之间的关系可以用安培定律来表示。
根据安培定律,磁感应强度与磁化强度成正比。
这个关系可以通过实验来验证,只要我们改变磁化强度,就能够观察到磁感应强度的变化。
总结起来,磁化强度与磁场之间存在着密切的关系。
磁化强度越大,磁场也就越强。
磁化强度与磁感应强度之间也存在着正比关系。
通过实验和数学公式,我们可以更好地理解这一关系。
通过深入学习和实践,我们可以逐渐掌握磁化强度与磁场的关系,为更深入的物理学习打下坚实的基础。
磁化与磁感应强度
磁化与磁感应强度磁化和磁感应强度是磁学中两个重要的概念。
磁化是指物质在外加磁场作用下产生的磁性,而磁感应强度则是物质对外磁场的响应程度。
本文将从磁化和磁感应强度的基本概念入手,探讨它们之间的关系以及在实际应用中的意义。
磁化是物质在外加磁场作用下产生的磁性。
当物质处于无外磁场的状态时,其内部的磁矩是无序排列的,没有明显的磁性。
但是,当外加磁场作用于物质时,磁场会使物质内部的磁矩重新排列,使得物质具有磁性。
这种磁性称为磁化。
磁化的程度可以用磁化强度来描述。
磁化强度是指单位体积内磁矩的总和。
磁化强度越大,说明物质的磁化程度越高。
不同物质的磁化强度有很大的差异,这取决于物质的结构和性质。
与磁化相对应的是磁感应强度。
磁感应强度是指物质对外磁场的响应程度。
当外加磁场作用于物质时,物质会在内部产生磁场,这个磁场称为磁感应强度。
磁感应强度是一个矢量量,它的大小和方向都与外磁场有关。
磁化和磁感应强度之间存在着密切的关系。
磁化是物质对外磁场的响应,而磁感应强度则是物质在外磁场作用下产生的磁场。
它们之间的关系可以用磁化率来描述。
磁化率是磁化强度与磁感应强度之间的比值。
磁化率越大,说明物质的磁化程度越高,对外磁场的响应也越强。
磁化和磁感应强度在实际应用中具有重要的意义。
首先,它们是磁材料性能的重要指标。
磁材料的磁化和磁感应强度决定了它们在磁领域的应用范围和效果。
例如,对于磁铁,它的磁化强度和磁感应强度决定了它的吸力大小和使用寿命。
其次,磁化和磁感应强度也与电磁感应有关。
在电磁感应中,磁场的变化会产生感应电动势,而磁化和磁感应强度则是决定感应电动势大小的重要因素。
在实际应用中,我们可以通过改变外磁场的强度和方向来控制物质的磁化和磁感应强度。
这种控制可以用于磁存储、磁传感器等领域。
例如,磁存储器中的磁化和磁感应强度决定了存储单元的状态,从而实现数据的读写操作。
磁传感器则利用物质的磁化和磁感应强度对外磁场的响应来实现磁场的测量和控制。
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B和H的关系正名,虽然发在数学吧,但是是我在网上目前看到唯一没有根本错误的解释。
希望读者耐心看完。
设想你暂时只知道磁场是由磁铁产生,也知道牛顿力学,但尚不知道怎么物理上定义“磁场”。
有一天,你用电流做实验。
你惊讶的发现:通了电的导线能使它附近的小磁针扭转,从而得出了“电流也产生磁场”的结论。
进一步,你通过力学(如平行电流线,扭转力矩等)的测量,你发现1.长直导线外,到导线距离相等的点,磁针感受到的“磁场”强度相同2.距离不同的点,“磁场”强度随着距离成反比。
这样,你便想要通过力学测量和电流强度定义一个物理量H,2*pi*r*H=I。
对形状稍稍推广,你就得到了安培环路定理的一般积分形式。
注意这时候不需要用到真空磁导率μ0,因为你只要知道电流I就足以定义H这个物理量,没有理由知道μ0这回事儿。
现在,你有了H,有了“电流能够产生磁场”这个概念,有了安培环路定理。
你心满意足,转移了研究兴趣,开始研究带电粒子的受力。
对于一定速度的粒子,加上刚才的磁场,通过几何轨道,牛顿力学,你可以测出粒子受的力。
你发现受的力和电荷数q以及速度成正比,也和H成正比,但是力F并不直接等于qvH,而是还差一个因子:F=A*q*vⅹH,A只是个待定因子,暂未赋予物理意义。
这个公式多了个外加因子,不好看。
现在你开始考虑构建“磁导率”这个概念,因为H只是电流外加给的磁场,你希望通过粒子受力,直接定义一个粒子感受到的磁场——叫它B,使得F= qvⅹB成立。
现在你理解的磁导率,就是一个粒子对外界磁场的受力响应程度:磁导率大,那么同样大的外加磁场H使得粒子受力的响应(如偏转)也越大;磁导率如果为零,那么多大的磁场也不会使得粒子有偏转等力学反应,磁导率如果近乎无限大,你只要加一丁点外磁场H,粒子就已经偏转的不亦乐乎了。
你开始管这个磁导率叫μ,并且定义μ=B/H。
其中H是(通过电流)外来的,B是使得粒子偏转的响应。
这样,磁导率=粒子的响应/外加的场。
这个式子有着深刻背景,正是理论物理里线性响应理论的雏形。
此外,你发现,粒子处于真空中的时候,这个μ是一个富了,它代表在该点处的总磁场。
为什么说“总”磁场呢?考虑空间里的一点,没有材料的时候磁场值为H。
现在有了材料,这一点处于材料中,外加场H穿进材料后,材料受H影响产生了一些附加场,在该点处的磁场不再是H了。
受外界磁场影响使得材料里也有内部额外磁场的过程,我们叫它“磁化”。
我们希望一件事物更加具体,就说把它具体化,希望一个企业有规模,就说把它规模化,同样希望一块材料里面有更多额外磁场,就说把它“磁化”。
2楼
我们管产生的额外磁场大小叫做M。
与磁导率一样,为了研究这个额外的磁场M与外加场H的关系,我们定义磁化率χ=M/H. 磁化率大,说明同样大的外磁场,能产生更多的内在
额外磁场;磁化率为很小,说即使外加磁场很大,里面的材料也“懒得理它”,只有微弱的响应。
这里要注意两点。
这是你不难发现,磁化率也是线性响应的过程。
所谓线性响应,好比我们有五块钱,就能从售货机里买一罐可乐,我们有十块,根据线性响应,就能买两罐,15块买三罐;如果买得多给打折,20块给五罐,那么输入(钱)和输出(可乐瓶数)就不符合线性响应了。
磁场情形也一样,太强的外加场H(输入),感生场M作为输出,就不符合现行响应了。
此外还要注意一点,磁化率可正可负。
所谓正磁化率χ>0,就是说产生的内部磁场M方向与外加磁场H相同;负磁化率χ<0,就是材料内部由于H产生的额外磁场M和外场H方向相反。
进一步,χ>0但是数值不太大的,你命名他为顺磁介质,它顺从的跟着磁场方向嘛;χ>0数值比较大的,就是铁磁介质,由于其他机制(超过深度不加以介绍),外加的磁场产生了很大的内磁场,比用用电流制造永磁铁的过程;χ<0,就是H给材料产生的外加磁场M与H方向相反,所以就是反磁介质,或叫抗磁介质;如果是第一类超导体,它所谓的完全抗磁性,就是这个意思:外加场H,总有感生的内场M,把外场抵消,使得超导体内部磁场为零。
物理上看,好像磁场穿不进来一样。
这样,总场B在某点的值,应该是该处的外场值H,与H的感生下产生的额外场M在该点的值的和。
写成B(r)=H(r)+M(r),r表示空间处注意这是对任何一点都成立;实际上,如果使用高斯单位制,由于需要考虑了麦克斯韦方程电和磁的对称性,以及球面的立体角,正确的式子是B(r)=H(r)+4πM(r)。
如果要换成SI单位制,则是B=μ0[H(r)+M(r)].
这个式子的正确解释是:总磁场等于外加磁场和感生的磁场(就叫它磁化)的矢量和。
既然B表示总场,已经考虑了感应产生的磁化M,就叫做B为磁感应强度;H 来源于外场,就叫它磁场强度;M是H磁化感生的,就叫它磁化强度。
注意这个式子是普遍的。
在线性响应的额外前提下,我们有M=χH成立。
这样,H表示电流产生的外场,B表示总场。
它们都有物理意义。
物理学家之所以争吵哪个物理量更加基本,也在于此。
因为电流和电荷受力,分别产生了H和B,那么谁更加基本的确是个问题。
后来电流的微观机制发现,原来电流本质也是电子受力产生的漂移(注意这里是受电场力)。
因此受力图像里的B就比电流得来的H更加基本了。
有些人说H没有意义,试想,物理学家怎么会定义没有物理意义的物理量呢?
与任何你能想到的物理量都无关的常数,这正是真空磁导率。
目前你已经很有成就了:你通过得到了一个外磁场H,并在真空环境下,把这个磁场作用于带q电荷的粒子,你测量粒子受力F= qvⅹB,并且把测量力F和速度v得到的B值与测量电流I得到的H值相除,你便得到了真空磁导率。
现在你已经知道了,H与B单位的不同,仅仅是由于你最开始研究力学用的单位,和开始研究电荷、电流的单位的不同,导致的一种单位换算。
H从I得来,B从F 得来,所以看到的是“施H”与“受B”的关系。
(实际过程还要复杂些,因为先研究的是电场的情形,然后导出了磁场下的情况,所以你看到的μ0是个漂亮的严格值,而真空介电常数作为另一种
线性响应确是一个长长的实验数字)。
既然知道了B与H单位不同只是由于电流和牛顿力学导致的,现在你为了简化,将二者单位化为相同单位:B=H;这样你就得到了电磁学里更常用的高斯单位制。
如果需要换算,随时添加磁导率即可。
你开始进一步研究了。
你已经研究了电流产生磁场的效应,以及单个粒子在磁场中的运动。
那么,有着大量粒子的各种材料介质,从铁块,到石墨,到玻璃,它们对于磁场的相应是如何呢?
现在你通过电流I,把磁场H加到某种材料当中,你所要研究的粒子,不再活在真空,而在材料里活动,它可以是金属里本身自带的电子,也可以是通过外界射束打入的。
这都无妨,只需记住现在你要研究的粒子不再在真空,而在介质里。
一个粒子受到的力学上的响应,当然是与这个点的总磁场有关。