3.1.2　磁場

（1）磁場的性質

具有磁性的物體稱為磁體。自然界中存在天然磁體和人造磁體兩種。我們看見的磁體一般都是人造的，有條形、蹄形、針形等。

磁體兩端磁性最強的區域稱為磁極。任何磁體都具有兩個磁極，即S極（南極）和N極（北極）。

磁極之間具有相互作用力，即同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。如圖3-3所示。

把磁極之間的相互作用力以及磁體對周圍鐵磁物質的吸引力通稱為磁力。

磁體周圍存在的一種特殊的物質叫磁場。磁體間的相互作用力是通過磁場傳送的。磁場是物質的一種特殊形態，它具有力和能量的性能，將一個可以自由轉動的小磁針放入磁場中某點，當小磁針靜止時，N極所指的方向就是該點的磁場方向。

記憶口訣

不管大小與粗細，磁鐵均有兩個極。

利用磁體吸鐵件，兩極磁力最旺盛。

南極S、北極N，兩端最大磁場力。

同極相斥異吸引，萬物都是同一理。

（2）磁場的方向

磁場有方向性。人們規定，在磁場中某一點放一個能自由轉動的小磁針，靜止時小磁針N極所指的方向為該點的磁場方向，如圖3-4所示。

記憶口訣

磁場方向的規定，磁針靜止N指向。

（3）磁感線

為了形象地描繪磁場，在磁場中畫出一系列有方向的假想曲線，使曲線上任意一點的切線方向與該點的磁場方向一致，我們把這些曲線稱為磁感線。不同的磁場，磁感線的空間分布是不一樣的，幾種常見磁場的磁感線空間分布如圖3-5所示。

磁感線具有以下特點：

① 磁感線在磁體外面的方向都是由N極指向S極，而在磁體內部卻是由S極到N極，形成一個閉合回路。

② 磁感線互不相交，即磁場中任一點的磁場方向是唯一的，其方向就是該點磁感線的方向。

③ 磁場越強，磁感線越密。

④ 當存在導磁材料時，磁感線主要趨向從導磁材料中通過。

記憶口訣

有磁空間為磁場，描述磁場磁感線。

磁線平行不相交，每條都是閉合線。

出發N極回S極，磁體外部磁感線。

S極出發向N極，磁體內部穿磁線。

（4）磁場的基本物理量

磁場的基本物理量有磁感應強度、磁通、磁導率和磁場強度，見表3-1。它們是從不同側面描述磁場的特性。

雖然磁感應強度、磁通和磁場強度都是反映磁場性質的物理量，但各自反映磁場性質的側重點不同。磁感應強度主要反映磁場中某一點的磁場強弱和方向，它的大小與該磁場中的介質即磁導率有關；磁通是反映磁場中某一個截面的磁場情況，它同樣與介質有關；磁場強度是反映磁場中某一點的磁場情況，與勵磁電流和導體形狀有關，但它與磁場中的介質即磁導率無關，它只是為了使運算簡便而引入的一個物理量。

（5）磁場的應用

磁場是廣泛存在的，地球、恒星（如太陽）、星系（如銀河系）、行星、衛星，以及星際空間和星系際空間，都存在著磁場。磁現象是最早被人類認識的物理現象之一，指南針是中國古代的一大發明。

在現代科學技術和人類生活中，處處可遇到磁場，發電機、電動機、變壓器、電報、電話、音箱以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測量儀表等無不與磁現象有關。甚至在人體內，伴隨著生命活動，一些組織和器官內也會產生微弱的磁場。