什么是磁感線?如何判斷磁感線?

磁感線是物理學(xué)中的名詞，對于磁感線，想必上過高中的朋友都有所耳聞，畢竟這是物理課上的內(nèi)容。為增進(jìn)大家對磁感線的認(rèn)識，本文將對磁感線以及磁感線的判斷方法予以介紹。如果你對磁感線具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、什么是磁感線

磁感線又叫磁力線，是形象描繪磁場分布的一些曲線，曲線上每一點的切線方向都和這點的磁場方向一致。磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與該點的磁力線切線方向相同，其大小與磁力線的密度成正比。了解磁力線的基本特點是掌握和分析磁路的的基礎(chǔ)。

磁力線是人為的假設(shè)的曲線。磁力線有無數(shù)條，磁力線是立體的，所有的磁力線都不交叉，磁力線總是從N極出發(fā)，進(jìn)入與其最鄰近的S極并形成。這些假設(shè)的曲線基于一個有趣的小實驗，這個實驗只需要一個條形磁鐵，一些鐵屑在一塊平板玻璃上就可以展示。

磁力線都是閉合的，參見電磁學(xué)中的磁通連續(xù)性定理。

同電流類似，磁力線總是走磁阻最小(磁導(dǎo)率最大)的路徑，因此磁力線通常呈直線或曲線，不存在呈直角拐彎的磁力線。任意二條同向磁力線之間相互排斥，因此不存在相交的磁力線。

當(dāng)鐵磁材料未飽和時，磁力線總是垂直于鐵磁材料的極性面。當(dāng)鐵磁材料飽和時，磁力線在該鐵磁材料中的行為與在非鐵磁性介質(zhì)(如空氣、鋁、銅等)中一樣。由于磁力線具有這樣的基本特性，因此介質(zhì)的磁化狀態(tài)取決于介質(zhì)的磁學(xué)特性和幾何形狀。顯而易見，在通常情況下，介質(zhì)都處于非均勻磁化狀態(tài)，也就是說通常介質(zhì)內(nèi)部的磁力線都成曲線狀態(tài)且分布不均勻;另外，由于在自然界雖存在電的絕緣體，但不存在磁的絕緣體(除超導(dǎo)體物質(zhì))，使得通常的磁路都存在漏磁。介質(zhì)處于非均勻磁化狀態(tài)和磁路都存在漏磁這二個特征，就決定了磁路的準(zhǔn)確計算非常復(fù)雜。

假設(shè)把小磁針放在磁鐵的磁場中，小磁針受磁場的作用，靜止時它的兩極指向確定的方向。在磁場中的不同點，小磁針靜止時指的方向不一定相同。這個事實說明，磁場是有方向性的，物理上規(guī)定，在磁場中的任意一點，小磁針N極的受力方向，為那一點的磁場方向。

磁感線的概念是著名物理學(xué)家法拉第最先發(fā)明并引入的。在電場中可以用電場線形象地描述各點的電場場方向，在磁場中也可以用磁感線 形象地描述各點的磁場方向，磁感線是在磁場中畫出而實際不存在的一些有方向的曲線(也有直的)，這些曲線上每一點的切線方向都和這點的磁場方向一致。

磁感線是為了形象地研究磁場而人為假想的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。

二、磁感線判斷方法

條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線：相對來講比較簡單，在磁鐵外部，磁感線從N極出來，進(jìn)入S極;反之，在內(nèi)部由S極到N極。

直線電流磁場的磁感線：在直線電流磁場的磁感線分布中，磁感線是以通電直線導(dǎo)線為圓心作無數(shù)個同心圓，同心圓環(huán)繞著通電導(dǎo)線。實驗表明，如果改變電流的方向，各點磁場的方向都變成相反的方向，也就是說磁感線的方向隨電流的方向而改變。直線電流的方向跟磁感線方向之間的關(guān)系可以用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。

環(huán)形電流磁場的磁感線：流過環(huán)形導(dǎo)線的電流簡稱環(huán)形電流，從環(huán)形電流磁場的磁感線分布，可以看出，環(huán)形電流的磁感線也是一些閉合曲線，這些閉合曲線也環(huán)繞著通電導(dǎo)線。環(huán)形電流的磁感線方向也隨電流的方向而改變。研究環(huán)形電流的磁場時，我們主要關(guān)心圓環(huán)軸上各點的磁場方向，這可以用右手螺旋定則來判定：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是圓環(huán)的軸線上磁感線的方向。

通電螺線管磁場的磁感線(類似于條形磁鐵)：螺線管是由導(dǎo)線一圈挨一圈地繞成的。導(dǎo)線外面涂著絕緣層，因此電流不會由一圈跳到另一圈，只能沿著導(dǎo)線流動，這種導(dǎo)線叫做絕緣導(dǎo)線。通電螺線管可以看成是放在一起的許多通電環(huán)形導(dǎo)線，我們自然會想到二者的磁場分布也一定是相似的。實際上的確如此。要判斷通電螺線管內(nèi)部磁感線的方向，就必須知道螺線管的電流方向。螺線管的電流方向跟它內(nèi)部磁感線的方向也可以用右手螺旋定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向(即N級)。通電螺線管外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似，并和內(nèi)部的磁感線連接，形成一條條閉合曲線。

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