磁感应强度ciganying qiangdu

描写磁场性质的物理量。是矢量点函数，常用B表示。运动电荷、通电线圈、电流元在磁场中都会受到作用力，可用运动电荷或小通电线圈作为检验元件，判断空间一点是否存在磁场及磁场的强弱。❶以运动电荷为检验元件。作为检验元件的运动电荷应满足点电荷条件，且该运动电荷产生的磁场应足够弱，以保证将它引入后不会影响原来磁场的分布。实验中取q>0的运动检验电荷进行研究，可总结出如下规律：其一，运动电荷经过场中任一点P时(见图1)，受力F的大小因q、v而异，当q、v都取定后，还因v的方向不同而不同，但总有F⊥v，运动电荷所受的力在运动方向上没有分量。如果保持v的大小不变，在竖直平面l（磁场方向与运动电荷速度方向决定的平面）内改变其方向，则运动电荷受力F的大小因v的方向不同而异，但方向总与平面垂直；其二，图中MM′是一特殊方向，当v沿MM′时，不论q、v的大小如何，总有F=0,MM′叫做零力线。在磁场中，对应于一个P点，有一个方位唯一确定的零力线。不同点零力线的方位一般不同；其三，当v的方向与零力线的方向垂直时(记作v⏊),F有最大值，记作F_m；其四，取电量q不同的运动电荷，以不同的v⏊通过同一p点，Fm也应不同，但Fm/qv⏊=常量，对不同点此比值一般不同，它反映了磁场的性质。用表示这种性质，其大小为B=Fm/qv⏊，方向沿零力线方向，规定指向为Fm×v的方向。用右手螺旋法则，由Fm的方向沿小于180°角转向正电荷运动的v⏊的方向，螺旋前进的方向就是该点B的方向(与把磁针N极的指向规定为磁场方向是一致的)。B的单位在国际制中是特斯拉，1特斯拉=₁牛顿/安培·米。
❷利用磁场对载流小线圈的作用，检验磁场。取载流平面线圈，它要满足以下条件：其一，线度很小，可视为在线圈范围内，磁场的性质处处相同；其二，小载流线圈不影响原来磁场的性质。
图2中检验线圈的面积为Δs，线圈中电流为I，检验线圈的磁矩p^m＝IΔsn,n是沿线圈法线方向的单位矢量（法线与电流成右手螺旋关系）,pm方向与线圈法线方向一致。将检验线圈悬于磁场中P点处，线圈将受到磁场作用的磁力矩，使线圈转动，达到平衡时，线圈所受的磁力矩为零，线圈法线所指的方向，定义为线圈所在处的磁场方向。转动线圈，使之偏离平衡位置，线圈所受的磁力矩不为零了。当线圈从平衡位置转过90°时（虚线所示），线圈所受磁力矩最大，用Mm表示。实验指出，在磁场中P点，Mm∝I△s，即M_m∝P_m，比值M_m/pm仅与P点位置有关，对不同点比值一般不同。此比值反映各点处磁场性质，以B表征磁场的强弱，M_m/p_m∝B，写成等式则为B=kM_m/pm，在国际单位制中，k=1。总之，用载流线圈做为检验磁场的元件，则磁场中某点处的磁感应强度的方向为该点处的检验线圈在平衡位置时的正法线方向，磁感应强度的大小等于具有单位磁矩的检验线圈所受到的最大磁力矩。根据电流元Idl在磁场中所受的安培力公式dF=Idl×B，也可以定义磁感应强度B。现行高中课本中，把在匀强磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的磁场力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值，称为通电导线所在处的磁感应强度，即B=F/Il。这实际就是特殊条件下的安培力公式的变形。

图1

图2