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磁场强度的方向
[楼主] 作者:混天下第一  发表时间:2012/06/29 09:37
点击:1462次

 

磁场强度的方向

关键字:磁场强度   磁感应强度     磁场方向     磁场力     作者:吴兴广

磁场的基本性质就是对放入其中的磁极 电流 运动电荷产生力的作用 ,我们把这些统称为磁场力。磁场有单个逆时针或顺时针方向磁场,例如导线电流产生的磁场;有两个磁场组成的磁场,例如磁体(包括条形磁铁,蹄形磁铁等),两个磁场方向不同,一个顺时针,一个逆时针;例如两条靠近的同向直线导线,可看成两个磁场方向磁场组成的一个磁场。磁场力分为,1)单磁场对单磁场的力的作用例如直线通电导线之间;2)两个磁场方向不同组成的磁场对单磁场的作用,例如直线通电导线对小磁针的力的作用;3)两个磁场方向不同组成的磁场对两个磁场方向不同组成的磁场的力的作用,例如条形磁铁对条形磁铁的力的作用。(见《磁场力的归一》与《读洛伦茨力》与《磁场力归一的实例》)

在上节,我们知道这几种磁场力都是一种磁场力,(是安培力,)力的方向垂直磁感线。洛伦茨力属于一个单磁场完全处于磁场中的情况;安培力属于两个差不多的单磁场接触的相互作用;磁极对小磁针作用属于两个不同方向磁场组成的磁场完全处于单个磁场的情形或两个不同方向磁场组成的磁场情形。所有的磁场力都可以用单磁场的相互作用分析,磁极对小磁针作用中(小磁针处在蹄形磁场中,小磁针水平放置,),小磁针可用环流导线代替,我们根据右手定则判断磁场方向,根据直线通电导线之间电流相互作用即单磁场相互作用分析,得出小磁针在匀强磁场中不受力,在非匀强磁场中向磁感强度大的方向运动。即小磁针受到的磁场力是垂直磁感线的,所受磁场力合力的方向就是磁感线方向。

磁场力方向    直线通电导线之间,磁场力的方向垂直磁感线;磁体对小磁针,小磁针受力的方向是沿着磁感线运动。

磁体对小磁针作用中,磁场方向与磁感线方向相同,或磁感线切线方向与力的方向相同;直线通电导线之间相互作用中 ,力的方向与磁场强度方向一样,与磁感线方向垂直。

磁场强度与磁感应强度       我们知道磁感应强度,描述磁场>强弱和方向的基本物理量>。是矢量>,常用符号B表示;磁场强度,在真空中,为磁感应强度B与磁常数之商。矢量,符号"H"。那么磁场强度方向是怎样的呢?

如果认为磁场强度方向与磁场力的方向相同,那么:在磁体对小磁针,磁体对磁体中,磁场力的方向为磁感线方向或磁感线切线方向,磁场强度方向与磁感应强度方向与磁场力方向相同;在直线通电导线之间,磁场力的方向垂直磁感线方向,磁场强度方向与磁感线方向垂直,磁场强度方向与磁场力的方向相同,我认为在这里,磁感应强度方向应与磁场力的方向相同,而不是与磁感线方向相同。原因是,磁感线方向表示只是两个磁场组成的磁场对两个磁场组成的磁场,或单磁场对两个磁场组成的磁场,的磁场合力的方向。在直线通电导线之间,在单磁场对单磁场的磁场力作用时,磁感线不再表示磁场力的方向。磁场力的方向为垂直磁感线方向。由于电流方向相反时候或者说把一个磁场翻个个时,即磁感线的上下面对导时,磁场力方向不同,所以单磁场对单磁场的磁场力方向可能为垂直穿过磁感线的闭合曲线。磁力线与涡旋电场力线一样。两个磁场组成的磁场对两个磁场组成的磁场(例如,磁铁磁极对磁铁磁极)或单磁场对两个磁场组成的磁场(例如,条形磁铁一侧对小磁针的作用),的磁场合力显现出的磁感线属于单磁场的磁场力线组合共同作用结果。(见《读洛伦茨力》《磁场力的归一》)

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[楼主]  [2楼]  作者:混天下第一  发表时间: 2012/06/30 21:08 

《读磁感应强度》
我们知道,磁感应强度(magnetic flux density),描述磁场强弱和方向的基本物理量。是矢量,常用符号B表示。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。定义方法
  电荷在电场中受到的电场力是一定的,方向与该点的电场方向相同或者相反。电流在磁场中某处所受的磁场力(安培力),与电流在磁场中放置的方向有关,当电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;当电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大。
  点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f 的作用。在磁场给定的条件下,f的大小与电荷运动的方向有关 。当v 沿某个特殊方向或与之反向时,受力为零;当v与此 特殊方向垂直时受力最大,为fm。fm与|q|及v成正比,比值 与运动电荷无关,反映磁场本身的性质,定义为磁感应强度的大小,即。B的方向定义为:由正电荷所受最大力fm的方向转向电荷运动方向 v 时 ,右手螺旋前进的方向 。定义了B之后,运动电荷在磁场 B 中所受的力可表为 F= QVB,此即洛伦兹力公式。
除利用洛伦兹力定义B外,也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df=Idl×B来定义B,或根据磁矩m在磁场中所受力矩M=m×B来定义B,三种定义,方法雷同,完全等价。
分析:洛伦兹力属于属于一个单磁场完全处于磁场中的情况,属于单磁场与磁场的作用;安培力中通电导线处于磁场中,属于一个单向顺时针或逆时针方向磁场与磁场的作用;磁铁对小磁针作用属于两个不同方向磁场组成的磁场完全处于单个磁场的情形或两个不同方向磁场组成的磁场情形。所有的磁场力都可以用单磁场的相互作用分析,直线通电导线之间电流相互作用即单磁场相互作用。问题是,1)洛伦兹力,安培力,磁极对小磁针的作用力都是磁场相互作用的合力,那么,根据这些力定义B,B值相等不?或者说定义磁感应强度B时,力是否相等?2)B在直线通电导线相互作用即单磁场相互作用时,与上是否相等?磁感应强度是否只适用与电荷在磁场中运动,导线在磁场中运动,磁极对小磁针作用?直线通电导线相互作用是否适用?3)一个直线导线单磁场两侧能否完全处于另一直线导线磁场中?这与直线导线一侧与另一直线导线的一侧相互作用时,相同的力,磁感强度一样吗?接上《磁场强度的方向》。

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