磁感应强度

基本介绍

电流（运动电荷）的周围存在磁场，它对外的重要表现是：对引入场中的运动试探电荷、载流导体或永久磁铁有磁场力的作用，因此可用磁场对运动试探电荷的作用来描述磁场，并由此引入磁感应强度B作为定量描述磁场中各点特性的基本物理量，其地位与电场中的电场强度E相当。2

这个物理量之所以叫做磁感应强度，而没有叫做磁场强度，是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个物理量了，区别：磁感应强度反映的是相互作用力，是两个参考点A与B之间的应力关系，而磁场强度是主体单方的量，不管B方有没有参与，这个量是不变的。

定义

电荷在电场中受到的电场力是一定的，方向与该点的电场方向相同或者相反。电流在磁场中某处所受的磁场力（安培力），与电流在磁场中放置的方向有关，当电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。

点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f 的作用。在磁场给定的条件下，f的大小与电荷运动的方向有关 。当v沿某个特殊方向或与之反向时，受力为零；当v与这个特殊方向垂直时受力最大，为Fm。Fm与|q|及v成正比，比值与运动电荷无关，反映磁场本身的性质，定义为磁感应强度的大小，即。B的方向定义为：由正电荷所受最大力Fm的方向转向电荷运动方向v时 ，右手螺旋前进的方向 。定义了B之后，运动电荷在磁场 B 中所受的力可表为 F= QVB，此即洛伦兹力****公式。

除利用洛伦兹力定义B外，也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df=Idl×B来定义B，或根据磁矩m在磁场中所受力矩M=m×B来定义B，三种定义完全等价。

量纲

在国际单位制（SI）中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特（T），量纲为[M][T]-2A-1，1特斯拉=1牛顿·秒/(库仑·米)。

在高斯单位制中，磁感应强度的单位是高斯（Gs ），1T=10KGs，即等于10的四次方高斯。由于历史的原因，真空中与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B，而在介质中另一辅助量却被称为磁场强度H，名实不符，容易混淆。通常所谓磁场，均指的是B。

B在数值上等于垂直于磁场方向长1m，电流为1A的直导线所受磁场力的大小。

B= F/IL ，（由F=BIL而来）。

注：磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导线无关，定义式F=BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行，如果平行于磁场放置，则力F为零4。

例子（单位：T）

原子核表面 约10^12；

中子星表面 约10^8；

星际空间 10^（-10）；

人体表面 3*10^（-10）。

磁场方向即磁感应强度的方向，判定方法是放入检验小磁针北极所受磁场力的方向，也是小磁针稳定平衡时的方向。

通电导体受安培力方向可用左手定则：让磁感线垂直穿过左手手心，四指指向电流方向，并使拇指与四指垂直，拇指所指方向即通电导体所受磁场力（安培力）方向。若磁感线不与电流方向垂直，则将磁感应强度分解到垂直于电流和平行于电流方向，对垂直于电流的分量应用上述左手定则即可，若平行，则不受安培力。可见，安培力垂直与磁感应强度和电流共同确定的平面。同向的电流相互吸引，反向的电流相互排斥。

计算公式

B=F/IL=F/qv=Φ/S

F：洛伦兹力或者安培力；

q：电荷量；

v：速度；

E：电场强度；

Φ：=ΔBS或BΔS，B为磁感应强度，S为面积，磁通量；

S：面积；

L：磁场中导体的长度。

定义式：F=ILB。

表达式：B=F/IL。

计算方法

无限长载流直导线外：

其中， ，为真空磁导率。r为该点到直导线距离。

圆电流圆心处：

其中，r为圆半径。

无限大均匀载流平面外：

其中，α是流过单位长度的电流。

一段载流圆弧在圆心处：

其中，φ是该圆弧对应的圆心角，单位为弧度。

毕奥-萨伐尔定律**：**

Idl表示恒定电流的一电流元，r表示从电流元指向某一场点P的径矢。式中B、dl、r均为矢量，e为单位向量，方向与r相同3。