磁感应强度的含义:磁感应强度是指描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强。磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
磁感应强度的计算公式:
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与这个特殊方向垂直时受力最大,为Fm。
$F_m$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$B = \frac{F_m}{qv}$。
磁感应强度的方向定义为: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。
右手螺旋
定义了B之后,运动电荷在磁场B中所受的力可表示为 $F=QVB$,此即洛伦兹力公式。
为便于理解,下图是洛伦兹力,大家可以使用上面的定义,判断磁感应强度的方向。
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$df=Idl \times B$来定义B,或根据磁矩m在磁场中所受力矩$M=m \times B$来定义B,三种定义,方法雷同,完全等价。
磁感应强度的单位
在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉,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。
使用安培力计算磁感应强度
B在数值上等于垂直于磁场方向长1m,电流为1A的直导线所受磁场力的大小。
$B=F/IL$,(由$F=BIL$而来)。
注:磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的,与是否放置通电导线无关,定义式F=BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行,如果平行于磁场放置,则力F为零。
相关链接(洛伦兹力):
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