电磁学北大王稼军讲义ppt4.6磁荷观点

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1、磁荷观点与分子电流观点的等价性2021/9/192021/9/19“磁荷”模型要点磁荷有正、负，同号相斥，异号相吸磁荷遵循磁的库仑定律（类似于电库仑定律）定义磁场强度H为单位点磁荷所受的磁场力把磁介质分子看作磁偶极子认为磁化是大量分子磁偶极子规则取向使正、负磁荷聚集两端的过程，磁体间的作用源于其中的磁荷但没有单独的磁极存在——？返回2021/9/19磁荷观点：描述磁化的物理量J、qm、H’磁极化强度矢量J：描述介质在外磁场作用下被磁化的强弱程度的物理量定义：单位体积内磁偶极矩的矢量和介质的体积，宏观小微观大（包含大量分子）介质中一点的J(宏观量)分子磁偶极子，微观量与电介质极化的描述类似

2、磁荷退磁场强度2021/9/19静电场和恒磁场类比（磁荷观点）静电场磁荷观点场强环路积分梯度极化强度2021/9/19电偶极子磁偶极子偶极矩势偶极层势偶极层场强在外场力矩2021/9/19退磁场退磁场H’：在磁介质内部：退磁场与外磁场方向相反，削弱在磁介质外部：退磁场与外磁场方向相同，加强2021/9/19退磁因子可以类比求极化电荷产生附加电场来求退磁场H’H’与J成正比当J给定后，2021/9/19退磁因子l/dNdl/dNd0.00.20.40.60.81.01.52.01.0000000.7504840.5881540.4758260.3944400.3333330.2329810.

3、1735643.05.010.020.050.0100.01000.0∞0.1087090.0558210.0202860.0067490.0014430.0004300.0000070.0000002021/9/19磁极化强度矢量J与总磁场强度H的关系——磁化规律猜测H与J可能成正比（但有条件）——两者成线性关系（有的书上说是实验规律，实际上没有做多少实验，可以说是定义）影响磁化率：由物质的属性决定2021/9/19磁荷观点下的定理安培环路定理和高斯定理引入磁感应强度B没有自由磁荷，所有磁荷都是束缚的由传导电流产生的磁化场磁荷产生的退磁场类似静电场可得与分子电流观点中的表达式一致2021

4、/9/19两种观点的等效性电流环与磁偶极子的等效性小线圈产生的磁感应强度公式磁偶极子产生的磁场强度公式按照理解作代换单位面积上的磁偶极矩pm/S单位面积上的磁矩m/S2021/9/19电流环与磁偶极子的等效性2021/9/19受力的等效性2021/9/19两种观点的等效性有介质时的两种观点的场方程一样分子电流观点中磁化强度与磁场强度的关系磁荷观点中B的定义分子电流观点中B的定义磁荷观点中磁极化强度的定义2021/9/19B‘与H’曲线比较B‘的方向与外磁场一致，随l/d的减小而减小H‘的方向与外磁场相反，随l/d的减小而增加2021/9/19例题导出磁偶极子在非均匀磁场中受力的公式磁场力做

5、功等于磁偶极子磁势能减少设想磁偶极子有一微小位移磁偶极子磁势能2021/9/19讨论Pm与H同方向F与H的梯度方向相同F指向H增加的方向Pm与H反方向F与H的梯度方向相反F指向H减少的方向2021/9/19例题一抗磁小球质量为m0，密度为，磁化率为m,放在一个半径为R的圆线圈的轴线上距圆心l处，线圈中载有电流I，求电流作用在这抗磁小球上的力的大小和方向。2021/9/19解：把抗磁质小球看成一个磁偶极子式中H为圆电流圈在l处的磁场强度2021/9/19Pm可以利用两种观点等价性求抗磁小球的磁偶极矩抗磁小球的磁矩方向指向H减少的方向