磁感线(Iine):在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线)表示,使曲线上任意点的切线方向与该点的磁场方向相同(且磁感应线不相互交叉)。 这些曲线称为磁力线。 磁场线是闭合曲线。 规定小磁针的北极所指向的方向就是磁力线1的方向。磁铁周围的磁力线都是从N极出来,进入S极。 在磁铁内部,磁力线从 S 极流向 N 极。
物理定义:磁力线又称磁感线,是用来形象地描绘磁场分布的曲线。 人们将磁场线定义为处处与磁感应强度相切的线。 磁感应强度的方向与磁力线的方向相同,其大小与磁力线的密度成正比。 了解磁力线的基本特性是掌握和分析磁路的基础2。
磁场线是人造的、假设的曲线。 有无数的磁力线。 磁力线是三维的,并且所有磁力线都不交叉。 磁力线总是从N极开始,进入最近的S极并形成。 等等,这些都是人类的想象。 基于一个有趣的小实验的想象力。 这个实验只需要一块条形磁铁和一些展示在一块平板玻璃上的铁屑。
闭环现象在电磁学中称为磁通连续性定理地磁场的磁感线方向,用方程描述:B=0 (4-1)
上式又称为磁场高斯定律,意思是任何磁场的散度都为0,即通过任何闭合表面的净磁通量始终为0,磁力线总是闭合的。
与电流类似,磁力线总是走磁阻最小(磁导率最大)的路径,因此磁力线通常是直线或曲线,不存在直角转弯的磁力线。
任意两条相同方向的磁力线都会相互排斥,因此不存在相交的磁力线。
当铁磁材料未饱和时,磁场线始终垂直于铁磁材料的极面。 当铁磁材料饱和时,磁力线在该铁磁材料中的表现与在非铁磁介质(例如空气、铝、铜等)中的表现一样。
由于磁力线具有这样的基本特性,介质的磁化状态取决于介质的磁特性和几何形状。 显然,在正常情况下,介质处于非均匀磁化状态,这意味着介质内部的磁力线通常是弯曲的且分布不均匀; 另外,自然界中虽然存在电绝缘体,但不存在磁绝缘体(超导物质除外),普通磁路中存在漏磁现象。 介质处于非均匀磁化状态和磁路存在漏磁这两个特点决定了磁路的精确计算非常复杂。
假设将一根小磁针放置在磁铁的磁场中。 小磁针受磁场影响,静止时其两个极点指向某一方向。 在磁场的不同点,小磁针静止时不一定指向同一方向。 这一事实表明磁场是有方向性的。 物理上规定,在磁场中的任意一点,小磁针N极的受力方向就是该点磁场的方向。
磁力线的概念最早是由著名物理学家法拉第发明并提出的。 在电场中,可以用电场线来形象地描述各点电场的方向。 在磁场中,也可以用磁力线来形象地描述各点磁场的方向。 磁力线是在磁场中绘制的,但实际上并不存在。 有些方向曲线(有些是直的),这些曲线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致。
磁力线是为了形象地研究磁场而制作的假想曲线。 它们不是磁场中客观存在的真实曲线。
判断方法**条形磁铁和蹄形磁铁的磁通线:**相对来说比较简单。 在磁铁外部,磁通线从N极出来,进入S极; 相反,在内部,它们从 S 极到 N 极。 。
线性电流磁场的磁通线:线性电流磁场的磁通线分布中,磁通线以通电直导线为中心由无数个同心圆组成,同心圆围绕着通电直导线。金属丝。 实验表明,如果改变电流的方向,则各点的磁场方向变为相反方向,也就是说,磁力线的方向随着电流的方向而改变。线性电流的方向和磁力线的方向可以用安培定则(也叫右手螺旋定则)来确定:用右手握住导线,使直拇指的方向与磁力线的方向一致。当前的。 四个弯曲手指所指向的方向就是磁力线的环绕方向。
环电流磁场的磁力线:流过环导线的电流称为环电流。 从环形电流磁场的磁力线分布可以看出,环形电流的磁力线也是闭合曲线,这些闭合曲线也包围着电流。 金属丝。 环形电流的磁力线方向也随着电流方向的变化而变化。 在研究环电流的磁场时,我们主要关心环轴上各点的磁场方向。 这可以通过右手螺旋定则来确定:让右手的四个弯曲的手指与环电流方向相同,直的拇指所指的方向就是磁力线的方向环的轴线。
通电螺线管(类似于条形磁铁)磁场的磁力线:螺线管由绕一圈又一圈的电线制成。 导线的外面涂有一层绝缘层,因此电流不会从一圈跳到另一圈,而只能沿着导线流动。 这种类型的电线称为绝缘电线。 通电螺线管可以看作是许多通电环线组合在一起。 我们很自然地认为两者的磁场分布一定是相似的。 事实上确实如此。 要确定通电螺线管内部磁力线的方向,您必须知道螺线管中电流的方向。
线圈中电流的方向和内部磁力线的方向也可以用右手螺旋定则来确定:用右手握住螺线管,使四个弯曲的手指指向与线圈相同的方向。电流方向,伸直拇指指向的方向就是螺线管内部磁力线的方向(即N级)。 通电螺线管外部的磁力线与条形磁铁外部的磁力线类似,并与内部磁力线连接形成闭合曲线。
物理特性 ① 磁力线是闭合曲线。 磁铁外部的磁力线从磁铁的N极出来,返回磁铁的S极。 内部磁力线从S极到N极。 外磁力线是曲线地磁场的磁感线方向,内磁力线是曲线。 感测线是一条直线。
②每条磁力线都是一条闭合曲线,任意两条磁力线不相交。
③磁力线上各点的切线方向表示该点的磁场方向。
④磁力线的密度表示磁感应强度的大小。
⑤地球磁力线方向与条形磁铁相同。
特别提示:
① 磁场中并不存在客观存在的磁力线,而是人们为了研究问题的方便而想象出来的。
②区分电场线和磁力线的区别:电场线不是闭合的,而磁力线是闭合曲线。
普通磁场线性电流周围的磁场线
它们是以导体上的每个点为中心的同心圆。 这些同心圆都在垂直于导体的平面上。 直线电流方向与磁力线方向的关系可以用安培定则(也称右手螺旋定则)来确定:用右手握住导线,使大拇指伸直指向与电流方向相同的方向。 四根手指弯曲的方向就是磁力线的方向。 3.
环流磁场
○环形电流磁场的磁力线:是围绕环形导体的一些闭合曲线。 在环形导体的中心轴上,磁力线垂直于环形导体的平面。
○环形电流的方向与中心轴磁力线方向的关系也可以用安培定则来确定:让右手弯曲的四个手指与环形电流的方向一致,则直拇指指向的方向是环线中心轴上的磁力线方向。
来自通电螺线管的磁场。
○通电螺线管磁场的磁力线:与条形磁铁外面的磁力线类似,一端相当于南极,另一端相当于北极; 内部磁力线平行于螺线管的轴线,方向为从南极到北极。 ,并与外部磁感线连接,形成一些围绕电流的闭合曲线(图5)
○通电螺线管的电流方向与其磁力线方向之间的关系也可以用安培定则来确定:用右手握住螺线管,使四个弯曲的手指指向的方向与通电的方向一致。当前。 那么大拇指所指的方向就是螺线管的北极(螺线管内部磁力线的方向)****。
电流磁场的特点(与天然磁铁相比):可以通过通电或断电来控制磁场的存在或不存在; 磁场的极性可以通过电流的方向来改变; 磁场的强度可以通过电流的大小来控制。
【解说】由于下面的安培力、洛伦兹力、电磁感应和磁感应强度密切相关,
物理假说安培分子电流假说4:
对于分子电流,结合环电流产生的磁场和安培定律的知识,让学生更容易理解“它的两侧相当于两个磁极”这句话; 并且需要强调的是“这两个磁极与分子电流是不可分割地联系在一起的”**,这样他们就能理解为什么磁极不能以单独的N极或S极的形式存在。他根据环形电流的磁特性类似于磁铁。
【解说】“假说”是用来解释某种现象但未经实践证明的命题。 在建立物理定律和理论的过程中,“假设”往往起着非常重要的作用。 它是在一定的观察和实验的基础上总结和抽象出来的。 安培的分子电流假说受到奥斯特实验的启发,并通过思考而发展起来。
均匀磁场 ** (1****) ** 均匀磁场:如果在磁场的某一区域内,各处磁感应强度的大小和方向都相同,则该区域内的磁场称为均匀磁场。 均匀磁场的磁力线是等间隔的平行直线。
**(2)均匀磁场分两种情况: **即除了两个非常接近的同义磁极之间的边缘部分以外的磁场; 相隔一定距离的两个平行线圈(亥姆霍兹线圈)通电时,其中间区域产生磁场。
本条目内容的贡献者是:
陈波 - 副教授 - 中央财经大学