三种模型分别是:电流元,载流线圈,运动电荷 。
1.电流元(Idl)在磁场中的受力,定义磁感应强度 。电流元在磁场中的受力方向不仅与磁场性质有关,还与电流元(Idl)的大小和方向有关 。满足右手螺旋定责 。当电流元与磁场方向垂直时力最大 。我们将该点的力的大小(dF)与电流元(Idl)的大小的比值定义为该点的磁感应强度大小 。其方向由右手螺旋定则来规定 。
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客观上讲,这种根据磁场对电流元的作用力,引入磁感应强度的方法,存在着一个不可避免的困难,那就是作为探测磁场用的孤立稳恒电流元,在实验是无法实现的 。故这种引入磁感强度的方法,在原则上不可能提供一种测量磁感应强度的方法 。
2.根据载流线圈在磁场中所受的力矩来定义磁感应强度 。(理想模型)
采用的探测磁场的元件是限度很小的平面载流线圈 。为了达到目的,现场限度必须足够小,使得线圈范围内各点的磁场性质可以视为相同,同时,线圈所在的电流也必须足够小,以便可以忽略线圈电流的磁场对原磁场的影响 。
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面积的面积为s,电流为I0,则线圈的磁距为Pm
实验发现,将试探线圈放置在磁场中某点时,它受到的磁力矩(M)的作用而发生转动,所受磁力距不仅与磁场的该点性质有关,还与线圈磁距的大小和方向有关 。当线圈的磁距方向与磁场方向垂直时,它所受的磁力距最大 。对于磁场中任意给定点,只要线圈的磁矩垂直于磁感应强度,无论线圈磁矩多大,他所受的磁力距与线圈的磁矩比值总是一个常数,我们可以用这个常数来反映该点的磁感强度大小 。
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Pm=Io*S方向为垂直于线圈平面,满足右手螺旋定则 。
B=M/Pm 。
实际上,这种定义磁感应强度的方法是根据平面载流线圈在均匀磁场中受到的磁力距的作用而提出来的,对于任意词说,只要线圈满足,试探线圈的要求 。这种定义磁感应强度的方法,原则上为我们提供了一种测量磁感强度的方法 。
3.磁场对运动电荷(qv垂直于磁场方向)的作用 。(洛伦兹力)
力,磁场方向,正电荷运动方向满足右手螺旋定则 。
B=F/(qv)
这三种方法都特别注意了B对磁场性质的描述 。无论它的大小还是方向,都与探测元件无关,所以用三种方法中的任意一种来定义磁感应强度b都是可行的,这三种定义方法也等价的三种方法中,定义磁感应强度的方向与磁极恩受力方向一致,自然也是统一的 。电流源可以与运动电荷等价 。
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