磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義是什么
在日常生活或是工作,學(xué)習(xí)中,大家一定都或多或少地接觸過(guò)一些物理知識(shí),下面是小編為大家收集的有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義相關(guān)內(nèi)容,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義
電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力是一定的,方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)方向相同或者相反。電流在磁場(chǎng)中某處所受的磁場(chǎng)力(安培力),與電流在磁場(chǎng)中放置的方向有關(guān),當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí),電流受的安培力最小,等于零;當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),電流受的安培力最大。
點(diǎn)電荷q以速度v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到力f的作用。在磁場(chǎng)給定的條件下,f的大小與電荷運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。當(dāng)v沿某個(gè)特殊方向或與之反向時(shí),受力為零;當(dāng)v與這個(gè)特殊方向垂直時(shí)受力最大,為Fm。Fm與|q|及v成正比,比值與運(yùn)動(dòng)電荷無(wú)關(guān),反映磁場(chǎng)本身的性質(zhì),定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,即。B的方向定義為:由正電荷所受最大力Fm的方向轉(zhuǎn)向電荷運(yùn)動(dòng)方向v時(shí),右手螺旋前進(jìn)的方向。定義了B之后,運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)B中所受的力可表為F=QVB,此即洛倫茲力公式。
除利用洛倫茲力定義B外,也可以根據(jù)電流元Idl在磁場(chǎng)中所受安培力df=Idl×B來(lái)定義B,或根據(jù)磁矩m在磁場(chǎng)中所受力矩M=m×B來(lái)定義B,三種定義,方法雷同,完全等價(jià)。
磁感應(yīng)強(qiáng)度的量綱
在國(guó)際單位制(SI)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉[3],簡(jiǎn)稱(chēng)特(T)。在高斯單位制中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是高斯(Gs),1T=10KGs等于10的.四次方高斯。由于歷史的原因,與電場(chǎng)強(qiáng)度E對(duì)應(yīng)的描述磁場(chǎng)的基本物理量被稱(chēng)為磁感應(yīng)強(qiáng)度B,而另一輔助量卻被稱(chēng)為磁場(chǎng)強(qiáng)度H,名實(shí)不符,容易混淆。通常所謂磁場(chǎng),均指的是B。
B在數(shù)值上等于垂直于磁場(chǎng)方向長(zhǎng)1m,電流為1A的直導(dǎo)線(xiàn)所受磁場(chǎng)力的大小。
B=F/IL,(由F=BIL而來(lái))。
注:磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是客觀存在的,與是否放置通電導(dǎo)線(xiàn)無(wú)關(guān),定義式F=BIL中要求一小段通電導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)垂直于磁場(chǎng)放置才行,如果平行于磁場(chǎng)放置,則力F為零[4]。
例子(單位:T)
原子核表面約10^12;
中子星表面約10^8;
星際空間10^(-10);
人體表面3*10^(-10)。
磁場(chǎng)方向即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,判定方法是放入檢驗(yàn)小磁針北極所受磁場(chǎng)力的方向,也是小磁針?lè)(wěn)定平衡時(shí)的方向。
通電導(dǎo)體受安培力方向可用左手定則:讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)左手手心,四指指向電流方向,并使拇指與四指垂直,拇指所指方向即通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力(安培力)方向。若磁感線(xiàn)不與電流方向垂直,則將磁感應(yīng)強(qiáng)度分解到垂直于電流和平行于電流方向,對(duì)垂直于電流的分量應(yīng)用上述左手定則即可,若平行,則不受安培力?梢(jiàn),安培力垂直與磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流共同確定的平面。同向的電流相互吸引,反向的電流相互排斥。
磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算公式
B=F/IL=F/qv=E/v=Φ/S
F:洛倫茲力或者安培力;
q:電荷量;
v:速度;
E:電場(chǎng)強(qiáng)度;
Φ(=ΔBS或BΔS,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為面積):磁通量;
S:面積;
L:磁場(chǎng)中導(dǎo)體的長(zhǎng)度。
定義式:F=ILB。
表達(dá)式:B=F/IL。
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