磁场及其描述优化意见

实验5-8：把一个条形磁体放在一块玻璃板的下面并在玻璃板上撒一些铁锉屑或镍粉。

如图5-5所示，铁屑变成小磁体，取向并按磁极到磁极方向形成弧形线。

图5-5 棒磁体的磁场

在磁体中及其周围的空间由一个能量场，这个特殊的空间称为磁场。在磁场中有引起磁性的力作用在铁磁材料上。

磁场充满了磁体的内部及其周围的空间。

对于磁场可以利用称为磁力线的辅助描述线来解释磁场空间的状态。磁力线是表示磁力的作用线。如图5-6所示，人们规定出磁力线的流向。

ⓘ磁力线的流向

•磁力线是没有始点和终点的封闭曲线。

•在磁体的外部，磁力线从北极指向南极，而磁体的内部从南极指向北极。

•磁力线总是垂直于磁体表面。

图5-6 条形磁体磁力线分布

图5-7 磁极间的磁力线分布

a）相同极性极 b）不同极性极(www.xing528.com)

实验5-9：在实验5-8中，把两个磁体以同性磁极（N和N或S和S）相对地放到条形磁体处，并在玻璃板的上面撒些铁屑。然后以不同极性相对重复此实验。

如图5-7a所示，同极性间的磁力线是避开的；如图5-7b所示，不同极性间的磁力线呈弧形分布。

在磁极的中间分布有密的磁力线。彼此密集的磁力线意味着磁力线密度大，并且其磁作用力也大。磁力线间距大意味着磁力线疏，并且其磁作用力弱。

对于磁体应用的场有均匀磁场和径向均匀磁场（见提要）。因为均匀场的能量分布均匀，所以特别适用于技术上的应用。但是，往往只有在部分范围才能达到均匀分布的磁力线。有时需要利用磁能来产生转动作用力。因此在窄小的空气隙中磁作用力均匀并且效率好的径向均匀磁场是有利的。如测量仪器、电动机和发电机都是具有径向均匀磁场的磁性装置。

提要：

磁场的分类

均匀磁场

意义：在磁场中的每处磁作用力的大小和方向均相同。

描述：磁力线分布平行、等距和同向。

径向均匀磁场

意义：磁力作用方向以辐射的方式指向各个方向。力的大小在小的场区内几乎相同。

描述：磁力线以辐射的形式从一个想象的中心发散出去或射向中心。

磁场总是在空间传播。磁力线是人们画出的一条假想线，其功能是以图形的形式说明磁场特性的好坏。