观察与思考
巨大的电磁铁能吸引起比较大的磁铁，而小的磁铁只能吸引起小铁钉（如图5－2－1）。你知道这是为什么吗？
磁场不仅有方向，而且有强度。磁感线的疏密只能定性的描述磁场在空间的分布情况，怎样才能定量的表示磁场的强弱呢？通过本次模块的学习能够定量的描述磁场强度的物理量，即磁通、磁感应强度、磁场强度与磁导率等及其相关知识。
图5－2－1 大小电磁铁吸引力的比较
一、磁通
垂直通过磁场中某一面积的磁力线的总数，叫做通过该面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示，单位是韦伯，简称韦，用符号Wb表示。
磁通是定量的描述磁场在一定面积分布情况的物理量。当面积一定时，通过该面积的磁通越大，磁场就越强。在工程上，选用电磁铁、变压器等贴心材料时，为了减小损耗，就要尽可能多地让全部磁感线通过铁心截面。
二、磁感应强度
垂直通过单位面积上磁力线的多少，叫做该点的磁感应强度。磁感应强度是一个矢量，用字母B表示。单位为特斯拉，简称特，用符号T表示。磁感应强度是定量描述磁场中各点磁场的强弱和方向的物理量。
在均匀磁场中，磁感应强度与磁通的关系可以用公式表示为
磁感应强度既能反映某点磁场的强弱，又反映该点的磁场方向，磁感应强度是矢量。磁场中某点磁感线的切线方向就是该点的磁感应强度的方向。对于某一确定磁场中的不同点，磁感应强度的大小和方向未必完全相同。
三、磁导率
我们可以做这样一个实验：用一个通电的线圈去吸引铁屑，然后在通电线圈中放置一根铁棒再去吸引铁屑，我们发现在两种情况下吸引力不同，后者比前者大得多。
这个实验说明：不同媒介质对磁场的影响力不同，影响的程度与媒介质的导磁性能有关。前者通电线圈中的媒介质是空气，后者的媒介质是铁棒。
为了描述不同物质的导磁能力，引入了磁导率这个物理量。磁导率的大小反映了物质导磁能力的强弱，用字母μ来表示，它的单位是亨／米，用字母H／m来表示。真空中的磁导率为一个常数，用μ0表示，即
μ0＝4π×10－7 H／m
为了比较各种物质的导磁性能，把任一物质的磁导率μ与真空中磁导率μ0的比值称为相对磁导率，用μr表示，即
相对磁导率只是一个比值，它表明在其他条件相同的情况下，媒介质的磁感应强度是真空中的多少倍。常用铁磁性物质的相对磁导率如表5－2－1所示。
表5－2－1 几种常见铁磁物质的相对磁导率
四、磁场强度
磁场中某点磁场强度的大小，等于该点磁感应强度B与介质磁导率μ的比值，用符号H表示，即
磁场强度H的单位是安／米，用符号A／m表示。
磁场强度也是一个矢量，它的方向与该点的磁感应强度方向一致。磁场强度只与线圈中的电流及线圈的几何尺寸有关，而与媒介质的磁导率无关，这给工程的计算带来很大方便。
职业相关知识：
根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类：
1）顺磁性物质：如空气、铝、锡、钨等，它们的相对磁导率约等于1．000005。
2）反磁性物质：如氢、铜、金、银、石墨等，它们的相对磁导率约等于0．999995。
顺磁性物质与反磁性物质的相对磁导率近似等于1，称之为非铁磁性材料，这三种铁磁材料的。
3）铁磁性物质：如铁、钴、镍等，它们的相对磁导率为几百至几千，且不是一个常数。
职业相关知识：
磁悬浮列车的最基本原理就是磁极的同性相斥和异性相吸。车身和路面都安装有电磁铁，其中，车身磁场和路面磁场产生浮力，使列车稳定悬浮；车身磁场和推进磁场产生直线作用力，使列车前进。如图5－2－2所示。
图5－2－2 磁悬浮列车
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