2018-09-25 16:14:25

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电磁学
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磁感应强度:(magnetic flux density)是物理学现象,描述磁场强弱和方向的基本物理量及其判断方法。其是矢量,常用符号 ‘B’表示。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‘磁感强度’(也称为‘磁感应强度’)来表示。

基本信息

  • 中文名

    磁感应强度

  • 外文名

    magnetic flux density

  • 别称

    磁通量密度、磁通密度

  • 适用领域范围

    电磁学

  • 应用学科

    物理

  • 表达式

    B=F/IL

  • 解释

    描述磁场强弱和方向的基本物理量

折叠 编辑本段 基本概念

世界上物质以两种方式存在,一种是看得见,摸得着的这个最常见的物质。一种是看不见,摸不着但却存在并与周围物质相互作用着,这种物质叫场。电磁场就是这样一类物质[1]。比如黑洞就是这样一类物质。这种物质所发生作用的强度计量单位是磁感应强度。这个物理量之所以叫做磁感应强度,而没有叫做磁场强度,是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个物理量了。

折叠 编辑本段 定义方法

电荷在电场中受到的电场力是一定的,方向与该点的电场方向相同或者相反。电流在磁场中某处所受的磁场力(安培力),与电流在磁场中放置的方向有关,当电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;当电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大。点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f 的作用。在磁

电荷电荷

场给定的条件下,f的大小与电荷运动的方向有关 。当v 沿某个特殊方向或与之反向时,受力为零;当v与此 特殊方向垂直时受力最大,为Fm。Fm与|q|及v成正比,比值 与运动电荷无关,反映磁场本身的性质,定义为磁感应强度的大小,即B。B的方向定义为:由正电荷所受最大力Fm的方向转向电荷运动方向 v 时 ,右手螺旋前进的方向 。定义了B之后,运动电荷在磁场 B 中所受的力可表为 F= QVB,此即洛伦兹力公式。

除利用洛伦兹力定义B外,也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df=Idl×B来定义B,或根据磁矩m在磁场中所受力矩M=m×B来定义B,三种定义,方法雷同,完全等价。

折叠 编辑本段 量纲

量纲量纲

在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特(T)。在高斯单位制中,磁感应强度的单位是高斯(Gs ),1T=10KGs等于10的四次方高斯。由于历史的原因,与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B,而另一辅助量却被称为磁场强度H,名实不符,容易混淆。通常所谓磁场,均指的是B。

B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m,电流为1 A的导线所受磁场力的大小

B= F/IL (F=BIL而来)

一些磁感应强度的大小(单位:T)

原子核表面 约10^12

中子星表面 约10^8

目前实验室值:瞬时 10^3 恒定 37

星际空间 10^(-10)

人体表面 3*10^(-10)

磁场方向即磁感应强度的方向,判定方法是放入检验小磁针所受磁场力的方向,也是小磁针稳定平衡时的方向。

通电导体受安培力方向可用左手定则:让磁感线垂直穿过左手手心,四指指向电流方向,并使拇指与四指垂直,拇指所指方向即通电导体所受磁场力(安培力)方向。若磁感线不与电流方向垂直,则将磁感应强度分解到垂直于电流和平行于电流方向,对垂直于电流的分量应用上述左手定则即可,若平行,则不受安培力。可见,安培力垂直与磁感应强度和电流共同确定的平面。

同向的电流相互吸引,反向的电流相互排斥。

折叠 编辑本段 计算公式

折叠 无限长载流直导线外距离导线r处

B=μI/2πr

其中,μ=4π×10^(-7)N/A^2,为真空磁导率。r为该点到直导线距离。

折叠 圆电流圆心处

B=μI/2R  其中,R为圆半径。

折叠 无限大均匀载流平面外

B=1/2×μα

其中,α是流过单位长度的电流。

折叠 一段载流圆弧在圆心处

B=μIφ/4πR

其中,φ是该圆弧对应的圆心角,单位为弧度。

5.恒定电流在其周围产生的磁场(毕奥-萨伐尔定律): dB=(μIdlXe)/(4pi*r^2)

Idl表示恒定电流的一电流元,r表示从电流元指向某一场点P的径矢。

参考资料
  • 1. 秦东魁 - 《上乘运气学》 - 水利出版社 . 1.

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