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什么是磁性?我們把物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性。既然磁性是指磁體能夠吸引順磁物質(zhì)的一種特性,那么它是由磁體本身的性質(zhì)決定的。 磁力是力的一種,磁體本身并不存在磁力,是兩個(gè)磁體之間的相互作用。所以只能說(shuō)磁鐵的兩極磁性最強(qiáng)",而不能說(shuō)"磁鐵兩極磁力最大”。 當(dāng)說(shuō)到磁體的性質(zhì)時(shí)必須說(shuō)磁性,而說(shuō)到磁體間的相互作用時(shí),應(yīng)該說(shuō)磁力。
磁體
磁體,顧名思義,指的是具有磁性的物體。它有以至于無(wú)形的力,既能把一些東西吸過(guò)來(lái),又能把一些東西排開(kāi)。而磁體吸引物體或排斥物體所施的力即是磁力。磁力既然是力,那么它就有大小,而磁力的大小與磁體本身有著密不可分的關(guān)系。
電生磁
如果一條直的金屬導(dǎo)線通過(guò)電流,那么在導(dǎo)線周圍的空間將產(chǎn)生圓形磁場(chǎng)。導(dǎo)線中流過(guò)的電流越大,產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)。磁場(chǎng)成圓形,圍繞導(dǎo)線周圍。磁場(chǎng)的方向可以根據(jù)“右手定則”來(lái)確定:將右手拇指伸出,其余四指并攏彎向掌心。這時(shí),拇指的方向?yàn)殡娏鞣较,而其余四指的方向是磁?chǎng)的方向。實(shí)際上,這種直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)類似于在導(dǎo)線周圍放置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果。
如果將一條長(zhǎng)長(zhǎng)的金屬導(dǎo)線在一個(gè)空心筒上沿一個(gè)方向纏繞起來(lái),形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個(gè)螺線管通電,那么會(huì)怎樣?通電以后,螺線管的每一匝都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向如圖2中的圓形箭頭所示。那么,在相鄰的兩匝之間的位置,由于磁場(chǎng)方向相反,總的磁場(chǎng)相抵消;而在螺線管內(nèi)部和外部,每一匝線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相疊加起來(lái),最終形成了如圖2所示的磁場(chǎng)形狀。也可以看出,在螺線管外部的磁場(chǎng)形狀和一塊磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)形狀是相同的。而螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)剛好與外部的磁場(chǎng)組成閉合的磁力線。在圖2中,螺線管表示成了上下兩排圓,好象是把螺線管從中間切開(kāi)來(lái)。上面的一排中有叉,表示電流從熒光屏里面流出;下面的一排中有一個(gè)黑點(diǎn),表示電流從外面向熒光屏內(nèi)部流進(jìn)。
磁場(chǎng)
磁場(chǎng)英文:magnetic field
簡(jiǎn)易定義:能夠產(chǎn)生磁力的空間存在著磁場(chǎng)。磁場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)。磁體周圍存在磁場(chǎng),磁體間的相互作用就是以磁場(chǎng)作為媒介的。
電流、運(yùn)動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)周圍空間存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。由于磁體的磁性來(lái)源于電流,電流是電荷的運(yùn)動(dòng),因而概括地說(shuō),磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的。
磁場(chǎng)的基本特征是能對(duì)其中的運(yùn)動(dòng)電荷施加作用力,磁場(chǎng)對(duì)電流、對(duì)磁體的作用力或力距皆源于此。而現(xiàn)代理論則說(shuō)明,磁力是電場(chǎng)力的相對(duì)論效應(yīng)。
與電場(chǎng)相仿,磁場(chǎng)是在一定空間區(qū)域內(nèi)連續(xù)分布的矢量場(chǎng),描述磁場(chǎng)的基本物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B ,也可以用磁感線形象地圖示。然而,作為一個(gè)矢量場(chǎng),磁場(chǎng)的性質(zhì)與電場(chǎng)頗為不同。運(yùn)動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng),或兩者之和的總磁場(chǎng),都是無(wú)源有旋的矢量場(chǎng),磁力線是閉合的曲線族,不中斷,不交叉。換言之,在磁場(chǎng)中不存在發(fā)出磁力線的源頭,也不存在會(huì)聚磁力線的尾閭,磁力線閉合表明沿磁力線的環(huán)路積分不為零,即磁場(chǎng)是有旋場(chǎng)而不是勢(shì)場(chǎng)(保守場(chǎng)),不存在類似于電勢(shì)那樣的標(biāo)量函數(shù)。
磁感應(yīng)強(qiáng)度:與磁力線方向垂直的單位面積上所通過(guò)的磁力線數(shù)目,又叫磁力線的密度,也叫磁通密度,用B表示,單位為特(斯拉)T。 磁通量:磁通量是通過(guò)某一截面積的磁力線總數(shù),用Φ表示,單位為韋伯(Weber),符號(hào)是Wb。 通過(guò)一線圈的磁通的表達(dá)式為:Φ=B·S(其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為該線圈的面積。) 1Wb=1T·m2 磁場(chǎng)方向:規(guī)定小磁針的北極在磁場(chǎng)中某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向?yàn)樵撾姶艌?chǎng)的方向 。從北極出發(fā)到南極的方向。
磁感線:在磁場(chǎng)中畫一些曲線,使曲線上任何一點(diǎn)的切線方向都跟這一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同,這些曲線叫磁力線。磁力線是閉合曲線。規(guī)定小磁針的北極所指的方向?yàn)榇帕的方向。磁鐵周圍的磁力線都是從N極出來(lái)進(jìn)入S極,在磁體內(nèi)部磁力線從S極到N極。
電磁場(chǎng)是電磁作用的媒遞物,是統(tǒng)一的整體,電場(chǎng)和磁場(chǎng)是它緊密聯(lián)系、相互依存的兩個(gè)側(cè)面,變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),變化的電磁場(chǎng)以波動(dòng)形式在空間傳播。電磁波以有限的速度傳播,具有可交換的能量和動(dòng)量,電磁波與實(shí)物的相互作用,電磁波與粒子的相互轉(zhuǎn)化等等,都證明電磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì),它的“特殊”只在于沒(méi)有靜質(zhì)量。
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