現象與思考磁場磁感線勻強磁場磁通量9-1

磁場

磁鐵為什么能夠吸引鐵、鈷、鎳等材料？懸掛起來的磁體，兩個磁極為什么會分別指向北方與南方？磁極之間為什么存在相互作用的引力和斥力？如圖9.1-1。現象與思考圖9.1-1

磁鐵吸引物體

一、磁場

1.磁性

磁鐵能夠吸引鐵、鈷、鎳等材料，這種性質稱為磁性。2.磁極

磁體兩端磁性最強的地方稱為磁極。

（1）指北的極稱為北極，用N表示；指南的極稱為南極，用S表示。如圖9.1-2所示。圖9.1-2

常見的磁體

（2）同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。異名磁極相互吸引（動畫）

3.磁場的方向可以自由轉動的小磁針在磁場中某點靜止時，N極所指的方向為該點的磁場方向，也就是小磁針N極在該點所受磁場力的方向，如圖9.1-3所示。圖9.1-3

磁場的方向條形磁鐵形成的磁場（動畫）

（1）定義垂直于磁場方向的通電導線受的磁場力F與電流I

和導線長度l的乘積Il的比值，稱為導線所在處的磁感應強度，簡稱磁感強度（符號為B

）。

4.磁感應強度（2）公式

（3）單位特斯拉，符號是T。磁感強度是矢量1T=1N/(A·m)二、磁感線

1.定義為了形象地描繪磁場，在磁場中畫一系列帶箭頭的曲線，使曲線上每點的切線方向跟該點的磁場方向一致，這些曲線叫做磁感線（圖9.1-3、9.1-4）。圖9.1-3條形磁鐵磁感線圖9.1-4蹄形磁鐵磁感線2.特點（1）磁感線是閉合曲線。（2）任意兩條磁感線不會相交。

（3）磁感線的疏密表示磁場的強弱。磁感線密集處磁場強，磁感強度較大；磁感線稀疏處磁場弱，磁感強度較小。圖9.1-5

勻強磁場三、勻強磁場

1.定義在磁場中的某一區域，如果各點的磁感強度的大小和方向都相同，這個區域內的磁場就稱為勻強磁場。如圖9.1-5所示，兩個距離很近的異性磁極間的磁場是勻強磁場。

2.特點疏密均勻，方向一致，互相平行。

四、磁通量（2）磁場與平面成θ角時（如圖9.1-7）2.公式（1）磁場與平面垂直時(如圖9.1-6)

=BS

=BS′=BScosθ

3.單位韋伯，符號是Wb。1Wb=1T.m2

1.定義把穿過磁場中某一面積磁感線的條數，稱為穿過這個面的磁通量，磁通量用字母

表示。BenS圖9.1-6磁場與平面垂直時的磁通量enS′

Bθ圖9.1-7磁場與平面成θ角時的磁通量例題1在磁感強度為0.5T的勻強磁場中，有一個面積為0.02m2的線圈，求在下列兩種情況下穿過線圈的磁通量。（1）線圈平面和磁場方向垂直；（2）線圈平面的法線方向和磁場方向成30°角。=8.7×10-3Wb解：（1）根據式

=BS

有

=BS=0.5×0.02Wb=0.01Wb（2）根據式

=BScosθ

有

′=BScosθ

=0.5×0.02×0.866Wb例題2在勻強磁場B內，有一半徑R1=0.1m的球面S1和軸線與磁場平行、半徑R2=0.12m的半球面S2（如圖9.1-8）。設B=1.5T，求通過S1和S2的磁通量。S1S2S3BO1O2R2R1圖9.1-8=6.78×10-2Wb解：

（1）由于球面S1是閉合曲面，所以通過它的磁通量

1=0。（2）穿過平面S3的磁通量為

3=BS3=B·πR22=1.5×π×0.122Wb=6.78×10-2Wb這些磁通量必定穿過曲面S2，所以穿過S2的磁通量為

2=

3練習1.如何確定磁場中某一點的磁場方向？答：自由轉動的小磁針在磁場中某點靜止時，N極所指的方向為該點的磁場方向。2.選擇：下列關于磁感線的論述中錯誤的是（）

A.磁感線始于N極，止于S極

B.磁感線是閉合曲線

C.磁感線密的地方磁感強度大

D.磁場方向沿磁感線