磁感强度

就像电场强度可以用来描述电场的力的性质一样，磁感[应]强度是用来描述磁场的力的性质的物理量。

为了使磁感线的疏密可以用来表示磁感强度，物理学中把穿过某一平面的磁感线条数叫做穿过这一平面的磁通量，用符号Φ表示。在国际单位制中，磁通量的单位名称是韦[伯]，单位符号是 Wb。并且规定，在垂直于磁场方向的单位面积上的磁通量就等于该处的磁感强度，用符号 B 表示。如果在磁场中穿过垂直于磁场方向、面积为 S 的平面上的磁通量为Φ，则

该处的磁感强度

B＝ Φ ，

S

方向与该处的磁感线方向相同。在国际单位制中，磁感强度的单位名称是特［斯拉］，单位符号是 T，即

1T＝ 1Wb ＝1wb / m2 。1m2

在磁场的某一区域里，如果各点的磁感强度的大小和方向都相同，这个区域的磁场就叫做匀强磁场。匀强磁场的磁感线是疏密均匀、方向相同的直线。

当磁铁的两个异名磁极，距离很近且相互平行时，磁极间的磁场除边缘外，其余是匀强磁场（图 14-29）。一个较长的通电螺线管内部的磁场， 也可以近似地看作匀强磁场。

图 14-29

在匀强磁场里，穿过和磁感强度(b)垂直的平面(S)的磁通量

Φ＝ BS。

  1. 磁场对通电直导线的作用下面通过实验来研究磁场对通电直导线的作用。**实验

    14．8**

〔目的〕研究磁场对电流的作用。

〔器材〕直导线，支架，电键，蹄形磁铁，变阻器，电源，导线。

〔步骤〕

  1. 按图 14-30 装置将磁铁固定起来并连接电路。

图 14-30

  1. 将一根直导线放在导轨上构成电路，闭合电键，使直导线中有电流通过，观察直导线的运动情况。

  2. 改用磁性较强的磁铁，改变磁场的磁感强度，重做上述实验，观察直导线的运动情况。

  3. 移动变阻器的滑片，改变电路中电流的大小，重做上述实验，观察直导线的运动情况。

  4. 增加几个蹄形磁铁，改变直导线在磁场中的有效长度，重做上述实验，观察直导线的运动情况。

〔结果〕

  1. 通电直导线在磁场中 ，表明通电直导线在磁场中受到的作用。

  2. 通电直导线在磁场中所受的力的大小跟 、 、 有关。

  3. 通电直导线在磁场中的受力方向跟 有关。

精确的实验发现，当通电导线跟磁场的方向垂直时，磁场对通电导线的作用力 F 跟磁感强度 B、通电导线在磁场中的长度 L 成正比，跟电流 I 也成正比，即

F＝kBIL，

式中 k 是比例系数，当式中的 F、B、I、L 的单位依次用国际单位牛(N)、特(T)、安(a)、米(m)时，比例系数 k＝1，即上式可以写为

F＝BlL。

知道了磁场中某处的磁感强度 B，就可以求出放在该处垂直于磁场方向的一根长度是 L、电流是 I 的通电直导线所受磁场力。通常把通电导线在磁场中所受的磁场力叫做安培力。

实验表明，通电直导线在磁场中所受安培力的方向与磁场的方向以及

电流的方向都有关系。这三个量的方向相互垂直，只要知道了其中的两个量的方向，第三个量的方向就可以用左手来判定：伸出左手，让大拇指与其余四指垂直并且都跟手掌在同一平面内（图 14-31），如果使磁感线垂直穿过手掌，四指指向电流方向，那么，大拇指所指的就是直线电流所受安培力的方向。这就是左手定则。

图 14-31

【练习 14．4】

图 14-32 中表示通电直导线在磁场中受力的情况，但磁感线、安培力和电流三个量的方向只标出了两个。请将第三个量的方向在图上标出来。

（图中叉表示电流方向朝里，点表示电流方向朝外）。图 14-32

根据磁场对通电直导线的作用，可以按下列公式测出匀强磁场的磁感强度

B＝ F 。

IL

由上述公式可以看出

1T＝1N/(A·m)。