2022-2023学年高二物理竞赛课件：铁磁质

铁磁质 1、铁磁质的特性 铁磁质 一、铁磁质的磁化规律 （1）能产生特别强的附加磁场 ,使磁介质中的 远大于 ,其 值可达几百、甚至几千以上 （2）铁磁质的磁导率 不是常量， 与 不是线 性关系 （3） 磁化强度随外磁场而变，其变化落后于外磁 场的变化，而且在外磁场停止作用后，仍保留部分磁性 里点，当温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。 （4）一定的铁磁材料存在一特定的临界温度—居 2、磁化曲线 磁强计测量B,如用感应电动势测量 或用小线圈在缝口处测量； 由 得出 曲线 铁磁质的 不一定是个常数， 它是 的函数 原理: 励磁电流 I; 用安培定理得H 0 5 10 15 20 磁强计 A B和H也不是线性关系 初始磁 化曲线 . . . . . . . 矫顽力 饱和磁感应强度 磁滞回线 剩 磁 3、磁滞回线 B的变化落后于H，从而具有剩磁，即磁滞效应。 磁滞回线--不可逆过程 在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的 磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。 ①磁化过程不可逆 ④存在损耗 ② M、B、H不是线性关系，且非单值 每个H对应不同的B，与磁化的历史有关。 ③去磁 在没有达到饱和值之前，减小外磁场，反复进行 铁磁质内的磁畴结构 根据现代理论，铁磁质相邻原子的电子之间存在很强的“交换耦合作用”，使得在无外磁场作用时，电子自旋磁矩能在小区域内自发地平行排列，形成自发磁化达到饱和状态的微小区域。 这些区域称为“磁畴”。 相互间有一很薄的过渡 层称为畴壁。 多晶磁畴结构 示意图 1、自发磁化和磁畴 2、铁磁质的磁化机理 （1）无外磁场时，各磁畴的磁化方向不同，对外不显磁性。 （2）在外磁场作用下，磁畴发生变化。 A 外磁场较弱时，凡磁矩方向与外磁场相同或相近的磁畴都要扩大（畴壁向外移动）。 B 随着外磁场的不断增强，取向与外磁场成较大角度的磁畴全部消失，留存的磁畴将向外磁场的方向转向，再增大外磁场，所有磁畴沿外场方向整齐排列，这时磁化达到饱和。 练习 一磁导率为1的无限长圆柱形直导线，半径为 R1，其中均匀地通有电流 I 。在导线外包一层磁导率为 2 的圆柱形不导电的磁介质，其外半径为 R2，如图所示。求磁场强度和磁感应强度的分布。 2 1 I R2 R1 解：由安培环路定律 2 1 I R2 R1 练习 一电缆由半径为R1的长直导线和套在外面的内、外半径分别为R2和R3的同轴导体圆筒组成，其间充满相对磁导率为µr的各向同性非铁磁质。电流I由中心导体流入，由外面圆筒流回。求磁场分布。 解：由介质中的安培环路定理 无限长直电流的磁场 圆电流中心的磁场 长螺线管电流中部的磁场 环形长螺线管中部的磁场 无限大均匀磁介质中磁场的毕-萨定律 静电场与静磁场的比较 静电场 静磁场 （稳恒磁场） 对应量 高斯定理 环路定理 性质方程 $