磁感線(Iine):在磁場中畫一些曲線,用(虛線或實線)表示,使曲線上任意點的切線方向與該點的磁場方向相同(且磁感應線不相互交叉)。 這些曲線稱為磁力線。 磁場線是閉合曲線。 規定小磁針的北極所指向的方向就是磁力線1的方向。磁鐵周圍的磁力線都是從N極出來,進入S極。 在磁鐵內部,磁力線從 S 極流向 N 極。
物理定義:磁力線又稱磁感線,是用來形象地描繪磁場分布的曲線。 人們將磁場線定義為處處與磁感應強度相切的線。 磁感應強度的方向與磁力線的方向相同,其大小與磁力線的密度成正比。 了解磁力線的基本特性是掌握和分析磁路的基礎2。
磁場線是人造的、假設的曲線。 有無數的磁力線。 磁力線是三維的,并且所有磁力線都不交叉。 磁力線總是從N極開始,進入最近的S極并形成。 等等,這些都是人類的想象。 基于一個有趣的小實驗的想象力。 這個實驗只需要一塊條形磁鐵和一些展示在一塊平板玻璃上的鐵屑。
閉環現象在電磁學中稱為磁通連續性定理地磁場的磁感線方向,用方程描述:B=0 (4-1)
上式又稱為磁場高斯定律,意思是任何磁場的散度都為0,即通過任何閉合表面的凈磁通量始終為0,磁力線總是閉合的。
與電流類似,磁力線總是走磁阻最小(磁導率最大)的路徑,因此磁力線通常是直線或曲線,不存在直角轉彎的磁力線。
任意兩條相同方向的磁力線都會相互排斥,因此不存在相交的磁力線。
當鐵磁材料未飽和時,磁場線始終垂直于鐵磁材料的極面。 當鐵磁材料飽和時,磁力線在該鐵磁材料中的表現與在非鐵磁介質(例如空氣、鋁、銅等)中的表現一樣。
由于磁力線具有這樣的基本特性,介質的磁化狀態取決于介質的磁特性和幾何形狀。 顯然,在正常情況下,介質處于非均勻磁化狀態,這意味著介質內部的磁力線通常是彎曲的且分布不均勻; 另外,自然界中雖然存在電絕緣體,但不存在磁絕緣體(超導物質除外),普通磁路中存在漏磁現象。 介質處于非均勻磁化狀態和磁路存在漏磁這兩個特點決定了磁路的精確計算非常復雜。
假設將一根小磁針放置在磁鐵的磁場中。 小磁針受磁場影響,靜止時其兩個極點指向某一方向。 在磁場的不同點,小磁針靜止時不一定指向同一方向。 這一事實表明磁場是有方向性的。 物理上規定,在磁場中的任意一點,小磁針N極的受力方向就是該點磁場的方向。
磁力線的概念最早是由著名物理學家法拉第發明并提出的。 在電場中,可以用電場線來形象地描述各點電場的方向。 在磁場中,也可以用磁力線來形象地描述各點磁場的方向。 磁力線是在磁場中繪制的,但實際上并不存在。 有些方向曲線(有些是直的),這些曲線上各點的切線方向與該點的磁場方向一致。
磁力線是為了形象地研究磁場而制作的假想曲線。 它們不是磁場中客觀存在的真實曲線。
判斷方法**條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁通線:**相對來說比較簡單。 在磁鐵外部,磁通線從N極出來,進入S極; 相反,在內部,它們從 S 極到 N 極。 。
線性電流磁場的磁通線:線性電流磁場的磁通線分布中,磁通線以通電直導線為中心由無數個同心圓組成,同心圓圍繞著通電直導線。金屬絲。 實驗表明,如果改變電流的方向,則各點的磁場方向變為相反方向,也就是說,磁力線的方向隨著電流的方向而改變。線性電流的方向和磁力線的方向可以用安培定則(也叫右手螺旋定則)來確定:用右手握住導線,使直拇指的方向與磁力線的方向一致。當前的。 四個彎曲手指所指向的方向就是磁力線的環繞方向。
環電流磁場的磁力線:流過環導線的電流稱為環電流。 從環形電流磁場的磁力線分布可以看出,環形電流的磁力線也是閉合曲線,這些閉合曲線也包圍著電流。 金屬絲。 環形電流的磁力線方向也隨著電流方向的變化而變化。 在研究環電流的磁場時,我們主要關心環軸上各點的磁場方向。 這可以通過右手螺旋定則來確定:讓右手的四個彎曲的手指與環電流方向相同,直的拇指所指的方向就是磁力線的方向環的軸線。
通電螺線管(類似于條形磁鐵)磁場的磁力線:螺線管由繞一圈又一圈的電線制成。 導線的外面涂有一層絕緣層,因此電流不會從一圈跳到另一圈,而只能沿著導線流動。 這種類型的電線稱為絕緣電線。 通電螺線管可以看作是許多通電環線組合在一起。 我們很自然地認為兩者的磁場分布一定是相似的。 事實上確實如此。 要確定通電螺線管內部磁力線的方向,您必須知道螺線管中電流的方向。
線圈中電流的方向和內部磁力線的方向也可以用右手螺旋定則來確定:用右手握住螺線管,使四個彎曲的手指指向與線圈相同的方向。電流方向,伸直拇指指向的方向就是螺線管內部磁力線的方向(即N級)。 通電螺線管外部的磁力線與條形磁鐵外部的磁力線類似,并與內部磁力線連接形成閉合曲線。
物理特性 ① 磁力線是閉合曲線。 磁鐵外部的磁力線從磁鐵的N極出來,返回磁鐵的S極。 內部磁力線從S極到N極。 外磁力線是曲線地磁場的磁感線方向,內磁力線是曲線。 感測線是一條直線。
②每條磁力線都是一條閉合曲線,任意兩條磁力線不相交。
③磁力線上各點的切線方向表示該點的磁場方向。
④磁力線的密度表示磁感應強度的大小。
⑤地球磁力線方向與條形磁鐵相同。
特別提示:
① 磁場中并不存在客觀存在的磁??力線,而是人們為了研究問題的方便而想象出來的。
②區分電場線和磁力線的區別:電場線不是閉合的,而磁力線是閉合曲線。
普通磁場線性電流周圍的磁場線
它們是以導體上的每個點為中心的同心圓。 這些同心圓都在垂直于導體的平面上。 直線電流方向與磁力線方向的關系可以用安培定則(也稱右手螺旋定則)來確定:用右手握住導線,使大拇指伸直指向與電流方向相同的方向。 四根手指彎曲的方向就是磁力線的方向。 3.
環流磁場
○環形電流磁場的磁力線:是圍繞環形導體的一些閉合曲線。 在環形導體的中心軸上,磁力線垂直于環形導體的平面。
○環形電流的方向與中心軸磁力線方向的關系也可以用安培定則來確定:讓右手彎曲的四個手指與環形電流的方向一致,則直拇指指向的方向是環線中心軸上的磁力線方向。
來自通電螺線管的磁場。
○通電螺線管磁場的磁力線:與條形磁鐵外面的磁力線類似,一端相當于南極,另一端相當于北極; 內部磁力線平行于螺線管的軸線,方向為從南極到北極。 ,并與外部磁感線連接,形成一些圍繞電流的閉合曲線(圖5)
○通電螺線管的電流方向與其磁力線方向之間的關系也可以用安培定則來確定:用右手握住螺線管,使四個彎曲的手指指向的方向與通電的方向一致。當前。 那么大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內部磁力線的方向)****。
電流磁場的特點(與天然磁鐵相比):可以通過通電或斷電來控制磁場的存在或不存在; 磁場的極性可以通過電流的方向來改變; 磁場的強度可以通過電流的大小來控制。
【解說】由于下面的安培力、洛倫茲力、電磁感應和磁感應強度密切相關,
物理假說安培分子電流假說4:
對于分子電流,結合環電流產生的磁場和安培定律的知識,讓學生更容易理解“它的兩側相當于兩個磁極”這句話; 并且需要強調的是“這兩個磁極與分子電流是不可分割地聯系在一起的”**,這樣他們就能理解為什么磁極不能以單獨的N極或S極的形式存在。他根據環形電流的磁特性類似于磁鐵。
【解說】“假說”是用來解釋某種現象但未經實踐證明的命題。 在建立物理定律和理論的過程中,“假設”往往起著非常重要的作用。 它是在一定的觀察和實驗的基礎上總結和抽象出來的。 安培的分子電流假說受到奧斯特實驗的啟發,并通過思考而發展起來。
均勻磁場 ** (1****) ** 均勻磁場:如果在磁場的某一區域內,各處磁感應強度的大小和方向都相同,則該區域內的磁場稱為均勻磁場。 均勻磁場的磁力線是等間隔的平行直線。
**(2)均勻磁場分兩種情況: **即除了兩個非常接近的同義磁極之間的邊緣部分以外的磁場; 相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時,其中間區域產生磁場。
本條目內容的貢獻者是:
陳波 - 副教授 - 中央財經大學