高二物理競賽：磁場中的磁介質(zhì)課件

在磁場作用下發(fā)生變化，并能反過來影響磁場的物質(zhì)，稱為磁介質(zhì)；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的物質(zhì)對(duì)磁場的作用都會(huì)有響應(yīng)；

物質(zhì)在磁場作用下的變化稱為磁化；第十四章磁場中的磁介質(zhì)一磁介質(zhì)磁化強(qiáng)度1

磁介質(zhì)介質(zhì)磁化后的附加磁感強(qiáng)度真空中的磁感強(qiáng)度

磁介質(zhì)中的總磁感強(qiáng)度2

磁介質(zhì)的分類鐵磁質(zhì)（鐵、鈷、鎳等）順磁質(zhì)

抗磁質(zhì)（鋁、氧、錳等）（銅、鉍、氫等）弱磁質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率順磁質(zhì)（不是常數(shù)）抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)（反映磁介質(zhì)對(duì)原場的影響程度）思考：不同磁介質(zhì)為什么呈現(xiàn)不同的磁性呢？3

磁介質(zhì)的磁化機(jī)理物質(zhì)的磁性來源于原子的磁性電子的軌道磁矩電子的自旋磁矩電子的自旋磁矩分子固有磁矩分子中所有電子的軌道磁矩和電子磁矩的和≈0≠0抗磁質(zhì)順磁質(zhì)分子電流無外磁場順磁質(zhì)的磁化有外磁場順磁質(zhì)內(nèi)磁場3

磁介質(zhì)的磁化機(jī)理無外磁場時(shí)抗磁質(zhì)分子磁矩為零

抗磁質(zhì)內(nèi)磁場

同向時(shí)

反向時(shí)抗磁質(zhì)的磁化4

磁化強(qiáng)度分子磁矩的矢量和體積元單位（安/米）

意義磁介質(zhì)中單位體積內(nèi)分子磁矩的矢量和.（1）磁化強(qiáng)度與磁化電流的關(guān)系磁化電流：由于磁化而在磁介質(zhì)的邊緣形成的環(huán)形電流.二磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理設(shè)圓柱形磁介質(zhì)表面上沿柱體母線方向單位長度的磁化電流為（磁化電流密度）

磁化強(qiáng)度沿任意閉合環(huán)路L的線積分，等于穿過L的磁化電流的代數(shù)和磁化強(qiáng)度的線積分：磁化強(qiáng)度長為Ｌ截面積為Ｓ的磁介質(zhì)內(nèi)，總磁矩MBADC（2）磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理L傳導(dǎo)電流磁化電流++++++++++++ADBC各向同性磁介質(zhì)（磁化率）磁場強(qiáng)度

磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理相對(duì)磁導(dǎo)率

各向同性磁介質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率順磁質(zhì)（非常數(shù)）抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)介質(zhì)中：鐵磁質(zhì)順磁質(zhì)

抗磁質(zhì)

實(shí)驗(yàn)表明，鐵磁質(zhì)具有如下特點(diǎn)：（1）相對(duì)磁導(dǎo)率r很大：r>>1純鐵：呈非線性關(guān)系，

r不是常數(shù)（3）存在磁滯現(xiàn)象：B的變化落后H的變化（4）存在居里點(diǎn),鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)化為順磁質(zhì)三鐵磁質(zhì)（2）1

磁疇無外磁場有外磁場

鐵磁質(zhì)的磁性來源于電子的自旋磁矩。在無外磁場的條件下鐵磁質(zhì)中電子的自旋磁矩可以在小范圍內(nèi)自發(fā)地排列起來，形成一個(gè)個(gè)小的自發(fā)磁化區(qū)—磁疇。無外磁場時(shí)，由于熱運(yùn)動(dòng)，各磁疇的磁化方向不同，因而在宏觀上對(duì)外不顯磁性。

當(dāng)鐵磁質(zhì)受到外磁場作用時(shí)，它將通過以下兩種方式實(shí)現(xiàn)磁化：外場較弱時(shí)，磁化方向與外場相近或相同的那些磁疇的體積將逐漸增大（疇壁位移）；外場較強(qiáng)時(shí)，每個(gè)磁疇的自發(fā)磁化方向?qū)⒆鳛橐粋€(gè)整體，在不同程度上轉(zhuǎn)向外磁場方向；當(dāng)所有磁疇都沿外磁場方向排列時(shí)，磁化達(dá)到飽和。三鐵磁質(zhì)θ4006008001000H/(Am-1)15105B/10-4TB=f(H)順磁質(zhì)的B-H曲線02鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律——磁滯回線矯頑力

當(dāng)外磁場由逐漸減小時(shí)，這種B的變化落后于H的變化的現(xiàn)象，叫做磁滯現(xiàn)象，簡稱磁滯.O磁滯回線

由于磁滯，時(shí)，磁感強(qiáng)度，叫做剩余磁感強(qiáng)度(剩磁).Q’3

鐵磁性材料O軟磁材料O硬磁材料不同鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線形狀相差很大.軟磁材料：矯頑力小，磁滯損耗小，變壓器、電表鐵芯

硬磁材料：矯頑力大，剩磁也大，永久磁鐵O矩磁鐵氧體材料鐵氧體材料：高磁導(dǎo)率，高電阻率，計(jì)算機(jī)中的記憶元件1磁介質(zhì)對(duì)磁場的影響鐵磁質(zhì)順磁質(zhì)

抗磁質(zhì)介質(zhì)磁化后的附加磁感強(qiáng)度真空中的磁感強(qiáng)度

磁介質(zhì)中的總磁感強(qiáng)度2磁場強(qiáng)度磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理

磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理順磁質(zhì)（非常數(shù)）抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)各向同性介質(zhì)中3鐵磁物質(zhì)的特性軟磁材料：矯頑力小，磁滯損耗小，適宜制作變壓器、電機(jī)中的鐵芯硬磁材料：矯頑力大，剩磁也大，適宜制造永久磁鐵矩磁材料：高磁導(dǎo)率，高電阻率，適宜制作計(jì)算機(jī)中的記憶元件（1）相對(duì)磁導(dǎo)率