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物理学课件13章节

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常见问题

1、第十三章磁介质,主要内容：,3、铁磁质的主要特性及其应用。,1、磁介质磁化及其微观本质；,2、磁场强度及磁介质中的安培环路定理；,教学要求：,1、了解磁介质的磁化及其微观解释;,3、了解铁磁质的一些重要特性及应用.,2、理解磁介质中安培环路定理的意义;,一、磁介质对磁场的影响,1、磁介质的磁化：磁介质处于磁场中所表现出的一种状态。,磁介质中的 = 真空中的 + 介质中磁化产生的附加,随磁介质性质不同有很大的差异,二、磁介质分类：,（1）顺磁质：,相对磁导率与同向。如锰、铬、铂、氧、铝等,（2）抗磁质：与反向，如水银、铜、氢等。,（3）铁磁质：很大与同向，如铁、镍、钴等.,3、微观解释:,等效圆电流,c.顺磁质和抗磁质的区别:,抗磁质:分子磁矩为零,附加磁矩是抗磁质产生磁效应的唯一原因.附加磁矩与外磁场相反,故而有无外场时,分子无磁性。,顺磁质:分子磁矩附加磁矩,分子磁矩是产生磁效应的主要原因.在外场作用下,所有分子磁矩都力图转到外磁场方向,所以与同向;无外场时,分子磁矩取向杂乱无章，,二、磁场强度磁介质中安培环路定理,现将管内充以均匀的各向同性的磁介质

2、,那么管内的磁感强度为 ,由实验测得:,如图,有一通有电流I的环形螺线管,内为真空管中任意点磁感为在管内取一闭合回路,由安培定理有：,（2）,上式为：,相对磁导率,对顺磁质 ,对抗磁质 ,对铁磁质 .将(2)代入(1)得：,称为磁场强度,式(5)即为磁介质中的安培环路定理.显然: 的环流与磁介质无关,因此在求解磁介质的磁感强度时,可先求 ,然后再求。,磁场强度是一辅助量,引进它可以比较方便地处理磁介质中的磁场问题,就象引入电位移矢量能使我们比较方便地处理电介质中的问题一样。,三、铁磁质,铁磁质的相对磁导率非常大，通常用在电磁铁、电机、变压器、电表等的线圈中，借以增强磁性。为什么铁磁质能大大增强磁场呢？下面用磁畴的概念加以说明。,1、磁畴,铁磁质内部原子间的相互作用非常强烈,在这种作用下,铁磁质的内部形成了一些微小的区域磁畴.,每一磁畴中,各原子的排列很整齐,因此具有很强的磁性.但不同的磁畴排列方向彼此不同,所以没有外磁场时,各磁畴磁矩相互抵消,对外不显磁性.,加上外磁场 :各磁畴磁矩取向趋于一致,且与外磁场方向相同,所以在不强的外磁场下,铁磁质会表现出很强的磁性.通常铁磁质产生的附加磁场要比外磁场要大好几个数量级。,2、铁磁质的特性：,a、相对磁导率非常大；,c、磁导率不是恒量,随所在处磁场强度变化而变化,B与H不是线形关系.,b、铁磁质磁化存在一居里点.原因:铁磁质中的自发磁化区域磁畴受到剧烈的分子热运动的破坏，磁畴被瓦解,铁磁质的磁性消失,过渡到顺磁质.不同的铁磁质居里温度亦不同.,d、外磁场撤去后,仍能保留部分磁性存在磁滞现象,画出图就有一磁滞回线.,铁磁质的初始磁化、消磁、反向磁化过程构成一图所示的闭合曲线，称为磁质回线。,当外磁场为零时,磁感强度B 仍具有记忆特性,并不马上为零，叫做矫顽力,表示铁磁质抵抗去磁的能力。,不同铁磁性物质的磁滞回线有很大差异。图示三种铁磁材料的磁滞回线。,H,B,12-1 12-3 12-5,

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