2020高中物理竞赛 江苏省苏州高级中学竞赛讲义
第六章 稳恒磁场
§6.3 磁介质
一、磁介质
1 磁介质(magnetic medium)：能够影响磁场的物质。
2 磁化现象：把介质放在磁场中，介质将产生附加磁场，使原来磁场变化，这种现象称为磁化。
磁化后介质内部的磁场与附加磁场和外磁场的关系 3 磁介质的分类 (1)弱磁性物质
顺磁质(锰、铬、铂、氧、氮等) 抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等) (2)强磁性物质 铁磁质(铁、钴、镍等) 4 相对磁导率
rrrB?B0?B?B?B0B?B0B??B0?r?BB0?r
?1?1??1抗磁质抗磁质铁磁质弱磁性物质
二、磁场强度
有磁介质后，空间任一点的磁场 B = B0 + B?
B0是原磁场的磁感强度，B?是磁化产生的磁场的磁感强度。 定义： 把磁感应强度和磁介质中磁导率的比值称为磁场强度。
单位： A ?m-1(SI制)
vrBH??值得注意： 为研究介质中的磁场提供方便而不是反映磁场性质的基本物理量， 才是反映磁场性质的基本物理量。 三、铁磁质
有一类磁介质（如铁、钴、镍等）磁化后在介质内部产生很强的附加磁场，其方向与原磁场同方向，使介质磁化后的磁场显著增强。这类磁介质称为铁磁质。 B??B0?r?BB 0 B??B0???11 . 磁畴
在铁磁质中，原子间的相互作用是非常强烈的，由于这种作用，使铁磁质内部形成一些微小区域，称为磁畴。
无外磁场 在没有外磁场作用时，各个磁畴排列的 方向是无规则的，整体不显磁性。
加上外磁场
当加上外磁场后，各个磁畴在外磁场
作用下趋向于沿外磁场方向作有规则排列。
2.磁化曲线
顺磁质的磁化曲线 铁磁质的磁化曲线
Bv0BBtan????HB BBmaxN P B?H曲线 O 3 磁滞回线
?HO
M H
当外磁场强度逐渐减小时，磁感应强度 B 并不沿起始磁化曲线返回 ，而是沿着ab曲线比较缓慢地减小，这种B 落后于 H 的变化的现象，叫做磁滞现象，简称磁滞。
B r
4.铁磁材料
B BS ·a · b -HS c -Hc c ? · o ·-Br Hc HS H
· b? -BS a? · 实验表明，不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大。
BBBO HO HO H软磁材料 硬磁材料 矩磁铁氧体材料
软磁材料
矫顽力很小(Hc<102A?m-1)，磁滞回线窄，所围的面积小，磁滞损耗小。软磁材料如纯铁、硅钢、坡莫合金、铁氧体等材料，适用于交变磁场中，常用作变压器、继电器、电动机、电磁铁和发动机的铁芯。 硬磁材料
矫顽力大，剩磁大、磁滞回线宽，所围的面积大，磁滞损耗大。硬磁材料如碳钢、钨钢、铝镍钴合金等材料。磁化后能保持很强的磁性，适用于制成各种类型的永久磁铁。 矩磁铁氧体材料
磁滞回线接近于矩形，特点是剩磁Br接近
饱和值BS。当矩磁材料在两种剩磁状态，可作电子
B m 和- B不同方向的外磁场磁化后，总是处于+ m计算机的“记忆”元件。 压磁材料
压磁效应：一些铁磁材料受外力作用时，可以引起磁导率的变化，这一现象称为压磁效应。
利用压磁材料，的这种特性可以制作压磁式传感器，将非电量转换为电量。 磁致伸缩效应：一些铁磁材料在磁化过程中能发生机械形变，铁磁材料的这种特性称为磁致伸缩效应。
电声换能器中，把电磁振荡转换为机械振荡利用的就是磁致伸缩效应。
2020年高中物理竞赛名校冲刺讲义设计—第六章 稳恒磁场：第三节 磁介质
