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课件网) 第三节磁场 磁感应强度 一、磁场 二、磁感线 三、磁感强度 四、匀强磁场 五、磁通量 六、电流的磁场 一、磁场 在初中已经学过，磁体总有两个磁极：北（N）极和南（S）极。磁极之间会产生相互作用：同极相斥，异极相吸，如下图所示。 把一些可以自由转动的小磁针放在条形磁铁的周围，在磁场力的作用下，小磁针将发生偏转，静止时，小磁针的指向如右图所示。 我们把存在于磁体周围的特殊物质，叫做磁场。磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。 二、磁感线 物理学规定，在磁场中的任何一点，可以自由转动的小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。 为了形象直观地描写磁体周围的磁场，法拉第提出了与电场线类似的方法，用磁感线来描写各点的磁场方向。 演示实验 把一块玻璃板（或白纸板）水平地放在磁铁上，在板面上均匀地撒一些细铁屑，然后轻敲玻璃板，细铁屑会发生转动。最后静止时，细铁屑排列成规则的曲线形状，如下图所示。 于是，我们在磁场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点处跟箭头指向一致的切线方向，都和该点的磁场方向相同，这些曲线就叫做磁感线，如下图所示。 条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线如下图所示。 磁感线有这样的特点：磁铁外部的磁感线都是从北极发出，进入到南极，在空间不相交。 三、磁感强度 法国物理学家安培最早发现，磁场对电流有力的作用。为了纪念他，人们把磁场对电流的作用力叫做安培力。 实验发现：在磁场中的某一点，当一小段通电导线跟磁场垂直时，安培力 F 跟电流 I 和通电导线的长度 l 的乘积成正比，而比值恒定不变，如下图所示。 而在磁场中的不同点，这个比值一般不同。这表明，比值是一个与磁场中的位置有关的物理量，它反映了磁场的一种力的性质。 我们把在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的安培力 F 与电流 I 和导线长度 l 乘积的比值叫做通电导线所在处的磁感强度。如果用 B 表示磁感强度，那么 磁感强度 B 的SI单位是特（T）。 磁感强度 B 的大小反映了磁场的强弱程度。一般永久磁铁的磁极附近，磁感强度大约是0.4～0.7 T，在电机和变压器的铁芯中，磁感强度可达0.8～1.4T，通过超导材料的强电流产生的磁感强度可高达10 T，而地面附近地磁场的磁感强度大约只有5×10-5 T。 磁感强度是矢量，它的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向。 四、匀强磁场 同电场线类似，我们从磁感线的疏密也可以看出磁感强度的相对大小。磁感强度大的地方，磁感线密集；磁感强度小的地方，磁感线稀疏。如果在磁场的某一区域内，各点的磁感强度的大小和方向都相同，那么，这个区域内的磁场叫做匀强磁场。显然，匀强磁场的磁感线是一些疏密均匀、互相平行的直线，如下图所示。 匀强磁场是一种理想化的物理模型，在现实生活中是不存在的，但距离很近的两个异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以认为是匀强磁场。匀强磁场在生产与科研中有着广泛及重要的应用。 五、磁通量 在电磁学中，经常要讨论某一区域内的磁场和它的变化情况，为此我们引入一个新的物理量———磁通量。设在磁感强度为 B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为 S，我们把 B 与 S 的乘积叫做穿过该面积的 磁通量，如下图所示，简称磁通，用符号Φ 表示。 用公式表示为 Φ = BS 磁通量的SI单位是韦（Wb）。 当一个平面与磁场的方向垂直时，通过它的磁通量最大；当该平面与磁场方向平行时，穿过它的磁通量最小，为零。 由公式Φ =BS ，可以得出 上式表明，磁感强度在数值上等于单位面积上的磁通量，因此，工程技术人员常把磁感强度叫做磁通密度。 [例题] 已知某匀强磁场的磁感强度为0.6 T，在该磁场中有一个面 ... ...
