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。
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。
在
国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是
特斯拉[1],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。
1.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。
2.圆电流圆心处:
B=μI/2R
其中,R为圆半径。
3.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。
4.一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。