浅议磁感应强度与磁场强度的关系

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1磁荷观点中的磁场强度 ，，和磁感应强度 B1.1磁场强度 JH的定义电磁学发展至今天，人们对磁现象的本质认识出现了两种观点，即磁荷观点和分子电流观点。

最早的观点是磁荷观点，这种观点认为磁场来源于磁荷。人类发现磁现象是从磁铁开始的，研究发现磁铁两端的磁性很强，被称为磁极：北极和南极，磁极具有同性相斥、异性相吸的特点。磁极的这种性质与静电学中电荷间的相斥或相吸现象极为相似，基于这种相似性，物理学家模仿电荷”的概念而引入了磁荷”的概念。

按照磁荷”观点，磁铁间的相互作用起源于磁荷”间的相互作用♀仑在建立了电荷问的相互作用的基本规律--点电荷之间的库仑定律之后，同年又建立了磁荷”间的相互作用的基本定律--磁的库仑定律。其基本形式与点电荷的库仑定律完全相同，F qlq24上r/Xo 2 4 ‰ r其 中：g。、q2为 磁 荷 ” 的数 量， 0 4at×10-N/A。. 磁场是有强弱而且是有方向的，因此用类似定义电场强度描述电场强弱和方向的方法，引入磁场强度来描述磁场的强弱和方向，即定义磁场强度为：单位磁荷”q所受的磁场力Ⅳ ：因此得到点磁荷”的磁场强度公式：日 ： - 旦 -. 4rix0r21.2磁感应强度曰的定义将-个没有磁化的铁芯插人线圈中，当线圈通入直流电时，铁芯将被磁化。这时，总的磁场强度日是传导电流产生的磁场强度风 和磁介质上磁荷产生的磁场强度日 的叠加，即：H HoH。

2分子电流观点中的磁感应强度 8和磁场强度 ，-，2.1磁感应强度 8的定义收稿日期：20134)6-27作者简介：叶丽娜(1962-)，女，河南南阳人，副教授，主要从事大学物理教学与研究。

2013年 9月 叶丽娜：浅议磁感应强度与磁场强度的关系 7在电磁学发展历史上相当长的-段时间内，磁学和电学的研究-直彼此独立地进行着，人们认为磁与电是 2种截然不同的现象。直至 l9世纪初，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应后，人们才逐步认识到磁与电之间存在着某种关系，磁荷”并不存在。法国物理学家安培提出了安培分子电流假说，指出组成磁的最小单元(磁分子)就是环形电流，若这些分子电流定向排列起来，在宏观上物质就会显示出磁性，磁性最强之两处即南极(S)和北极(N)，也就是说，无论是导线中的电流，还是磁铁，它们的根源都是电荷的运动。由于描述磁场强弱的物理量--磁场强度已在磁荷观点中被使用过，于是分子电流观点中就用磁感应强度来描述磁场的强弱和方向。

定量描述磁场分布的情况，可以仿照与研究静电场类似的方法。在静电场中，用试探电荷在电场中所受电场力的大型方向来定义电场强度，在磁场中，用试探电荷受到的磁场力的大型方向来定义磁感应强度，不过这个试探电荷必须是运动的而不是静止的。根据运动的试验电荷在磁场中受磁力的特征，我们对磁感应强度 定义如下：磁场中某点处运动电荷不受磁力作用的方向即相应点的磁感应强度的方向(其指向与该点处小磁针的指向相同)。运动电荷在磁场中某点所受的最大磁力F 与q· 的比值为该点的磁感应强度 的大小，即：： g其中，q，v与分别为试探电荷的电量及运动速度，比值 与运动试探电荷无关 ，只与磁场的强弱有q口关 。

以上方法是用洛伦兹力来定义磁感应强度的，除此之外也可以用电流元 Idl在磁场中所受的安培力dF来定义磁感应强度。当电流元 的方向与其所在的磁场方向相同或相反时，所受的安培力为零；当电流元Idl的方向与其所在点的磁场方向垂直时，所受的安培力为最大 。对于磁场中所确定的点，比值 具有确定的值，与电流元lⅡ 无关，只与磁场的强弱有关，这个比值能够反映磁场的分布情况。因此可以定义磁场中某点的磁感应强度矢量的大小为：·2.2磁场强度 ，，的定义我们知道，将磁介质放人磁场中，磁介质被磁化，产生磁化电流，磁化电流产生附加磁场，从而影响原磁场的分布，使磁介质中的磁场不同于真空中的磁常真空中稳恒磁场钓安培环路定理为：· dlixo∑，。

有磁介质存在时，安培环路定理应写成：和·dl (∑，传∑ )。

因为磁化电流，硅不能事先给定，也无法直接测量，它依赖于介质磁化的情况，而介质的磁化又依赖于磁介质中的磁感应强度，直接用上式求解方程很复杂，因此引入-个辅助量--磁场强度 日，将会帮助我们避开磁化电流，H：堡 -M. 其中，肘是磁化强度，而 dl Im。

此式即有磁介质时的安培环路定理，它表明磁场强度的环流只与传导电流有关，而与磁介质的磁性无关。

从以上分析可以看出，引人磁场强度是为了使未知的磁化电流不显现在由磁场强度所表现的磁场的安培环路定理之中。

3嗅3.1磁感应强度与磁场强度的物理意义不同。在磁荷”观点中，磁场强度用来表示磁场的强弱，它的物理意义是明确的；而磁感应强度作为辅助量被引入，它的物理意义不直观。在分子电流观点中，磁感应强度表示磁场的强弱，它的物理意义是明确的，而磁场强度是-个辅助量，其物理意义不直观 。

3.2两种观点具有等效性。虽然磁荷”观点和分子电流观点所假设的微观模型不同，磁感应(下转第14页)14 甘肃广播电视大学学报 第23卷第3期，，1)A(1- ，1-y0)得、f (1A) -A (4)，l(1A)ro-A将(3)式代人(4)式消去y0得r l(1A) -A)，l(1A) -A(1A)，又点 在抛物线Y 上所以Y 再将(3)代人Y 得(1A)2 2-A(1A)，-A(1A) -2A(1A) A22A(1A) -A(1A)Y-A(1A)0。

A(1A)(2 -，-1)0·.。A>0 .2x-Y-1：0，故所过点P的轨迹方程为2x-Y-10。

8 点差法在求动点轨迹时，牵涉到直线与曲线相交形成的弦中点问题，就可以用点差法，通过代点作差，并以中点弦的斜率为桥梁，就可以求得动点的轨迹方程。

. ，2例 8.已知椭圆 1，求斜率为 2的平二 行弦中点的轨迹方程。

解：设弦的两个端点分别为P( 。，Y。)，Q( ，Y2)，PQ的中点为M( ，)，)。

则等 2l，(5)y2 1，(6)(5)-(6)得： (y - )：0，.·. 譬 (y。y2)：0。

·. 弦中点轨迹在已知椭圆内..所求弦中点的轨迹方程为 4y0(在已知椭圆内)。

点差法只适用于求动弦中点轨迹方程，模式定型，另外涉及设而不求”的方法技巧。