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大学物理:磁感应线磁通量的重要性

时间:2023-10-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:曾用电场线来描绘静电场,同样,也可用磁感应线来形象地描绘磁场。因而,磁场较强处磁感应线较密,磁场较弱处磁感应线较疏。图7—13给出了几种常见电流的磁感应线分布图。与静电场中引入电通量的概念类似,磁场中我们引入磁通量的概念:磁场中通过某一给定曲面的磁感应线的条数,称为通过该曲面的磁通量,用Φm表示。图7—14磁通量

大学物理:磁感应线磁通量的重要性

曾用电场线来描绘静电场,同样,也可用磁感应线来形象地描绘磁场。磁感应线(magnetic induction line)(或称B线)是一系列有向曲线,曲线上每一点的切线方向都与该点的磁感应强度B的方向一致,而通过垂直于该点磁感应强度B的单位面积的磁感应线条数,等于该点磁感应强度B的大小。因而,磁场较强处磁感应线较密,磁场较弱处磁感应线较疏。

图7—13给出了几种常见电流的磁感应线分布图。由图可见,磁场中每一条磁感应线都是无头无尾的闭合曲线,它们和电流互相套合。这说明磁场是无源场或称涡旋场。而在静电场中,由于电场线是有头有尾的不闭合线,故静电场是有源场。

图7—13 几种常见电流的磁感应线

磁场中,磁感应线的环绕方向和电流方向之间遵循右手螺旋关系。例如,对于长直电流,用右手握住直导线,大拇指伸直指向电流方向,四指的弯曲方向即为磁感应线的环绕方向,如图7—13(a)所示;对于圆电流和载流长直螺线管电流,则用四指弯向电流方向,伸直的大拇指方向指向磁感应线的方向,如图7—13(b)和7—13(c)所示。

与静电场中引入电通量的概念类似,磁场中我们引入磁通量(magnetic flux)的概念:磁场中通过某一给定曲面的磁感应线的条数,称为通过该曲面的磁通量,用Φm表示。

在任意曲面S上取面积元dS(见图7—14),dS的法线方向与该点处磁感应强度方向之间的夹角为θ,根据磁感应线的规定,有

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于是,通过面积元dS的磁通量

m=BcosθdS=B·dS

通过有限曲面S的磁通量

国际单位制中,磁通量的单位为韦伯(Wb),1Wb=1T·m2

图7—14 磁通量

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