磁感应强度

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。在物理学中磁场的强弱使用磁感强度(也叫磁感应强度)来表示。

磁感应强度基本信息

中文名称 磁感应强度 外文名称 magnetic flux density
别称 磁通量密度、磁通密度 适用领域范围 电磁学
应用学科 物理 表达式 B=F/IL
释义 描述磁场强弱和方向的基本物理量

无限长载流直导线外距离导线r处

B=μI/2πr

其中,μ=4π×10^(-7)N/A^2,为真空磁导率。r为该点到直导线距离。

圆电流圆心处

B=μI/2R  其中,R为圆半径。

无限大均匀载流平面外

B=1/2×μα

其中,α是流过单位长度的电流。

一段载流圆弧在圆心处

B=μIφ/4πR

其中,φ是该圆弧对应的圆心角,单位为弧度。

5.恒定电流在其周围产生的磁场(毕奥-萨伐尔定律): dB=(μIdlXe)/(4pi*r^2)

Idl表示恒定电流的一电流元,r表示从电流元指向某一场点P的径矢    

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磁感应强度基本概念

这个物理量之所以叫做磁感应强度,而没有叫做磁场强度,是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个物理量了。

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。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。

量纲

在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特(T)。在高斯单位制中,磁感应强度的单位是高斯(Gs ),1T=10KGs等于10的四次方高斯。由于历史的原因,与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B,而另一辅助量却被称为磁场强度H,名实不符,容易混淆。通常所谓磁场,均指的是B。

B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m,电流为1 A的导线所受磁场力的大小

B= F/IL (F=BIL而来)

一些磁感应强度的大小(单位:T)

原子核表面 约10^12

中子星表面 约10^8

目前实验室值:瞬时 10^3 恒定 37

星际空间 10^(-10)

人体表面 3*10^(-10)

磁场方向即磁感应强度的方向,判定方法是放入检验小磁针所受磁场力的方向,也是小磁针稳定平衡时的方向。

通电导体受安培力方向可用左手定则:让磁感线垂直穿过左手手心,四指指向电流方向,并使拇指与四指垂直,拇指所指方向即通电导体所受磁场力(安培力)方向。若磁感线不与电流方向垂直,则将磁感应强度分解到垂直于电流和平行于电流方向,对垂直于电流的分量应用上述左手定则即可,若平行,则不受安培力。可见,安培力垂直与磁感应强度和电流共同确定的平面。

同向的电流相互吸引,反向的电流相互排斥。

磁感应强度常见问题

  • 磁感应强度和磁场强度有什么区别

    1.磁感应强度:又称磁通密度,单位体积/面积里的磁通量,用于描述磁场的能量的强度的物理量,是一个矢量,符号是B,单位是特(斯拉)(T)。2.磁场强度,是在研究磁介质、推导有磁介质的安培环路定理...

  • 磁感应强度和磁通密度有区别吗

    磁感应强度和磁通密度都是描述磁场强弱和方向的物理量,只是计算公式有区别。磁感应强度B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m,电流为1 A的导线所受磁场力的大小B= F/IL磁通量密度,简称磁通密度...

  • 电磁感应的二次感应原理

    电磁感应原理:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路就有电流产生。 这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。 二 次 感 应:第一次被感应出的电流是变化的,所以尤其产生...

磁感应强度文献

探究磁感应强度大小实验设计 探究磁感应强度大小实验设计

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实验教学是中学物理教学极为重要的组成部分,实验教学与理论教学相结合,有利于学生对物理概念和规律的正确建立,普通高中课程标准实验教科书选修3—1“磁感应强度”一节也不例外,需要通过演示实验让学生了解磁场中某一处的磁场强弱由磁场本身l生质决定,在控制变量法思想的基础上如何找到几个物理量的定量关系难度较大。下面我就个人的认识谈谈几种设计思路及其利弊。

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《磁感应强度》新课程教学设计案例及分析 《磁感应强度》新课程教学设计案例及分析

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高中物理教学设计 《磁感应强度》 五华县高级中学 廖卓荣 一、三维目标 (一)知识与技能 1、知道磁感应强度 B的物理意义。 2、了解磁感应强度的方向是如何规定的。 3、理解磁感应强度 B的定义。 4、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。 (二)过程与方法 1、通过对电场的研究方法类比探究描述磁场的物理量。 2、利用控制变量法探究磁场力与电流及长度的关系。 3、通过演示实验,分析总结,获取知识。 4、体会比值法定义物理量。 (三)情感、态度与价值观 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。 二、分析教学内容、确定重点难点 磁感应强度是电磁学的重要概念之一,是本节的重点。同时磁场对磁极和电流的作用力远比电场对电 荷的作用力复杂,怎样建立磁感应强度的概念是本课教学的难点。 三、分析学生状况、创设问题情境 在引入磁感应强度的概念时,基于学生接受能力不是太强,让学生首先回忆在学习

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磁性材料磁化到饱和时的磁感应强度。符号为 Bs。单位为特斯拉(T)。

表征磁场强弱程度和磁场方向的物理量。又称磁通密度。设磁场中某点有正电荷q,它的速度是v,磁场对它的作用力是F;改变速度v的方向但维持其量值不变,直到力的量值F为最大;定义该点的磁感应强度B的量值为B=F/qv,B的方向为F×v的方向。在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特[斯拉] (T);也有用高斯(Gs)作单位的。测量磁感应强度的常见方法,有基于感应电动势效应的探测线圈法和基于霍耳效应的霍耳片法等。

磁感应线为了形象地描绘磁场,可画出磁感应(强度)线的分布图。在这种人为的有方向的磁感应线上,规定任一点的切线方向是该点的磁感应强度的方向。对于定性分析,所画磁感应线的根数可随意选定。如果还要求磁感应线能反映磁场强弱,可令垂直于磁场方向的单位截面积内穿过的磁感应线的根数,正比于该处的B值,从而磁感应线密度较大的地方,磁感应强度较大,即磁场较强。磁感应线通常是环绕电流的闭合曲线。图示为载流螺线管的磁感应线分布图。

磁场对运动电荷的作用力具有速度v的电荷q位于磁感应强度为B的位置时,电荷受到的力称为洛伦兹力,按下式计算

此式包含了B的定义。

磁场对载流导线的作用力长度是l的导线中通有电流I,当它置于磁感应强度是B的均匀磁场中时,导线受力F为

当导线的方向与B的方向垂直时,力F的量值最大。此时,B、l和F三者互相垂直,可用左手定则描述为:伸开左手,让磁感应线垂直进入手心,使合拢的四个手指指向电流的方向,则与四指相垂直的大拇指所指方向,就是载流导线所受磁场力的方向。 2100433B

《磁选设备磁感应强度检测方法》(GB/T 38947-2020)规定了磁选设备分类、磁选设备磁感应强度检测仪器及范围、检测方法。该标准适用于开梯度磁选设备、闭梯度磁选设备、多梯度磁选设备的磁感应强度检测方法。

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