磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念
磁感應(yīng)強(qiáng)度(magnetic flux density),描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量,是矢量,常用符號(hào)B表示,國(guó)際通用單位為特斯拉(符號(hào)為T)。磁感應(yīng)強(qiáng)度也被稱為磁通量密度或磁通密度。在物理學(xué)中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱使用磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)表示,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大表示磁感應(yīng)越強(qiáng);磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,表示磁感應(yīng)越弱。
磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義公式
磁感應(yīng)強(qiáng)度公式B=F/(IL)
磁感應(yīng)強(qiáng)度是由什么決定的?磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小并不是由F、I、L來(lái)決定的,而是由磁極產(chǎn)生體本身的屬性。
如果是一塊磁鐵,那么B的大小之和這塊磁鐵的大小和磁性強(qiáng)弱有關(guān)。
如果是電磁鐵,那么B與I、匝數(shù)及有無(wú)鐵芯有關(guān)。
物理網(wǎng)很多文章都建議同學(xué)們采用類比的方法來(lái)理解各個(gè)物理量。我們用電阻R來(lái)做個(gè)對(duì)比。
R的計(jì)算公式是R=U/I;可一個(gè)導(dǎo)體的電阻R大小并不是由U或者I來(lái)決定的。而是由其導(dǎo)體自身屬性決定的,包括電阻率、長(zhǎng)度、橫截面積。同樣,磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不是由F、I、L來(lái)決定的,而是由磁極產(chǎn)生體本身的屬性。
如果同學(xué)們有時(shí)間,可以把靜電場(chǎng)中電容的兩個(gè)公式來(lái)對(duì)比著復(fù)習(xí)、鞏固下。
B為矢量,方向與磁場(chǎng)方向相同,并不是在該處電流的受力方向,運(yùn)算時(shí)遵循矢量運(yùn)算法則(左手定則)。
描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感線
在磁場(chǎng)中畫一些曲線,用(虛線或?qū)嵕表示)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(且磁感線互不交叉),這些曲線叫磁感線。
磁感線是閉合曲線。規(guī)定小磁針的北極所指的方向?yàn)榇鸥芯的方向。磁鐵周圍的磁感線都是從N極出來(lái)進(jìn)入S極,在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極。
磁感線都有哪些性質(zhì)呢?
⒈磁感線是徦想的,用來(lái)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行直觀描述的曲線,它并不是客觀存在的。
⒉磁感線是閉合曲線;磁鐵的磁感線,外部從N指向S,內(nèi)部從S指向N;
⒊磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱,磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。
⒋任何兩條磁感線都不會(huì)相交,也不能相切。
磁感線(不是磁場(chǎng)線)的性質(zhì)最好與電場(chǎng)線的性質(zhì)對(duì)比來(lái)記憶。
磁感應(yīng)強(qiáng)度B的所有計(jì)算式
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/IL
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=F/qv
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=ξ/Lv
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=Φ/S
磁感應(yīng)強(qiáng)度B=E/v
其中,F(xiàn):洛倫茲力或者安培力
q:電荷量
v:速度
ξ:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
E:電場(chǎng)強(qiáng)度
Φ:磁通量
S:正對(duì)面積
磁通量
磁通量是閉合線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的累積。
⒈定義一:φ=BS,S是與磁場(chǎng)方向垂直的面積,如果平面與磁場(chǎng)方向不垂直,應(yīng)把面積投影到與磁場(chǎng)垂直的方向上,求出投影面積;
⒉定義二:表示穿過(guò)某一面積磁感線條數(shù);此時(shí),我們認(rèn)為B代表的意義是單位面積內(nèi)的磁感線密度。
磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù),正、負(fù)號(hào)不代表方向,僅代表磁感線穿入或穿出。同學(xué)們能不能想到其他類似的物理量呢?比如,電流,也是有“運(yùn)動(dòng)方向”的標(biāo)量。
當(dāng)一個(gè)面有兩個(gè)方向的磁感線穿過(guò)時(shí),磁通量的計(jì)算應(yīng)算“純收入”,即ф=ф -ф (ф 為正向磁感線條數(shù),ф 為反向磁感線條數(shù)。)