作业 磁介质 磁介质中的安培环路定理 小结.pdf

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1、第11章恒定电流的磁场作业11.1、11.211.4、11.8、11.9、11.15、11.1787大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场11.711.7磁磁介介质质一、磁介质的分类放入磁场中能够显示磁性，并影响原磁场的物质，称为磁介质。磁介质分成三类:顺磁质、抗磁质和铁磁质。磁化后的磁介质产生附加磁场,对原磁场产生影响。B0磁感应强度磁BB介'0BBB质088大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场电介质放入外电场中E0EE0E'EE0E1相对介电常数E0r磁介质放入外磁场中BBBBB?B000B相

2、对磁导率rB0或BBr反映磁介质的性质。r089大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场顺磁质BB0（铝、氧、锰等）弱磁质抗磁质BB0（铜、铋、氢等）弱磁质铁磁质BB0（铁、钴、镍等）强磁性物质90大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场二、顺磁性和抗磁性的微观解释1.分子电流与分子磁矩构成物质的分子或原子中,每个电子绕原子核作轨道运动,具有轨道磁矩；电子本身还有自旋,具有自旋磁矩。分子中所有电子的各种磁矩总ip和构成固有磁矩：pomm固有磁矩可以看成由一个等效圆形分子电流i产生。分子电流91大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场2

3、.无外磁场作用时的抗磁质与顺磁质抗磁质各电子磁矩总和pm0,对外不显磁性。顺磁质各电子磁矩总和pm0，由于热运动，分子磁矩取向杂乱，对外不显磁性。B0时的顺磁质92大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场3.有外磁场作用时的顺磁质分子的固有磁矩受力矩的作用,趋于外磁场方向排列。但由于分子热运动的影响,各分子固有磁矩的取向不可能完全整齐,外磁场越强,排列越整齐。有外磁场B0由于这种取向排列使原磁场得到加强,但这种加强很小。93大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场4.有外磁场作用时的抗磁质分子的固有磁矩为零,pmB0但在外磁场的作用下产生附加磁矩。

4、原子核I电子当原子中的电子在库仑力的作用下以速度v绕原子核v作顺时针作圆周运动时,形成电子轨道运动的磁矩p。电子轨道磁矩与m外磁场方向相同94大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场电子受到洛仑兹力作用pBm0FevBm原子核IF与库仑力F相反,背离原子核。电子meFe向心力减小,则减v小,vFm轨道磁矩变小,等效为在轨'pm道磁矩上叠加一个反方向附'电子轨道磁矩与外磁加磁矩pm。场方向相同'pm与B0方向相反,削弱外磁场。95大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场当电子作逆时针转动时B0电子受到洛仑兹力Fm与库

5、仑IFqFev力方e向相同,在向心力增大的Fm情况下,要维持轨道半径不变,必pm然引起电子轨道运动速度增大,以pm致引起磁矩增加,即在轨道磁矩上电子轨道磁矩与外叠加一个同方向的附加磁矩。磁场方向相反'p与B方向相反,削弱外磁场。m096大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场三、磁介质中的安培环路定理磁场强度1.磁介质的磁化束缚电流磁介质磁化后,顺磁质的分子固有磁矩沿着磁场方向排列,产生与原磁场方向相同的附加磁场。抗磁质产生与原磁场方向相反的附加磁场。分子电流呈有规则排列在磁介质内部,宏观上将在磁介质表面形成电流。BBB0B0顺磁质抗

6、磁质97大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场束ISIS缚束缚电流电流IS抗B0IS顺B0磁磁质质L宏观上构成沿介质表面的等效环形电流,称为表面束缚电流或磁化电流。98大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场2.磁介质中的安培环路定理磁场强度(1)有介质时的高斯定理束缚电流在激发磁场方面与传导电流等效,激发的磁场都是涡旋场,存在介质的磁场中高斯定理仍然成立:BdS0s在真空中,B为外磁场;在磁介质中,B是外磁场与束缚电流产生的附加磁场的合磁场。99大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场(2)有介质时的安培环路定理在密绕的长直螺线管中,充满磁介

7、质,线圈中的电流为I。取闭合回路ABCDA,求此闭合回路的磁场环流。BdlBdlIBC0iABL闭合回路所包围的电流,包含传导电L流I和束缚电流I两项：SADBdlBdlNII0sABL100大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场或Bl0(NIIs)另外BlNI00BNIIs两式相比rBNI0代入式子Bdl0NIIsL得Bdl0rNIL令称为磁导率。0r101大学物理第三次修订本第11章恒定电流的磁场将NI写成I(内)