磁力线

假设把小磁针放在磁铁的磁场中，小磁针受磁场的作用，静止时它的两极指向确定的方向。在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向不一定相同。这个事实说明，磁场是有方向性的，我们约定，在磁场中的任意一点，小磁针N极的受力方向，为那一点的磁场方向。

磁感线的概念是著名物理学家法拉第最先发明并引入的。在电场中可以用电场线形象地描述各点的电场方向，在磁场中也可以用磁感线 形象地描述各点的磁场方向，磁感线是在磁场中画出而实际不存在的一些有方向的曲线，这些曲线上每一点的切线方向都和这点的磁场方向一致。

磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线。

(1) 磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。

(2) 磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线由N极出来，绕到S极；在磁体内部，磁感线的方向由S极指向N极。

(3) 任意两条磁感线不相交。

用以形象地描绘磁场分布的一些曲线。早年，M.法拉第曾在玻璃板上洒布铁粉，并轻轻敲击使板振动，则铁粉联成许多细小线段，从而显示出永久磁铁或电流导线周围的磁场分布。这是由于铁粉在磁场中受力并互相吸引而形成的，所以称为磁力线。因此，磁力线可以定义为磁场中一些假想的线，在其上任一点的切线方向即为该点磁通密度B 的方向。在描绘磁力线图象时，曾常以其疏密程度表现B的大小。

早期对电磁现象的研究，常采用CGS制,从而磁场强度H与磁通密度B有相同的量纲，在空气或真空中二者的数值亦相等,这样,磁力线就包括了H 线及B 线。可是,在MKS制中,H 与B 有不同的量纲。由于在磁场中不同磁介质的分界面上H 线是不连续的,而B 线是处处连续的(这就是磁通连续性定理)。现在,为了避免混淆,时常称B 的力线为磁感应线，称H 的力线为磁场强度线。

法拉第在力线的启示下，提出了场是真实的物理存在，场的作用不是突然发生的“超距作用”，而是经过力线逐步传递的。这些概念对电磁场理论的发展有着重大推动作用。

现在人们了解到，磁场、电场都是一种特殊形态的物质，并不需要力线的解释。这些解释必然受到机械观念的限制。但是用磁力线（包括电力线）作为场的一种模型，使比较抽象的场得到形象的直观表示，不仅历史上起过很好的作用，而且现在仍然为人们所沿用。

条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：相对来讲比较简单，在磁铁外部，磁感线从N极出来，进入S极；在内部由南极到北极。

直线电流磁场的磁感线：在直线电流磁场的磁感线分布中，磁感线是以通电直线导线为圆心作无数个同心圆，同心圆环绕着通电导线。实验表明，如果改变电流的方向，各点磁场的方向都变成相反的方向，也就是说磁感线的方向随电流的方向而改变。直线电流的方向跟磁感线方向之间的关系可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向

环形电流磁场的磁感线：流过环形导线的电流简称环形电流，从环形电流磁场的磁感线分布，可以看出，环形电流的磁感线也是一些闭合曲线，这些闭合曲线也环绕着通电导线。环形电流的磁感线方向也随电流的方向而改变。研究环形电流的磁场时，我们主要关心圆环轴上各点的磁场方向，这可以用右手定则来判定：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是圆环的轴线上磁感线的方向。

通电螺线管磁场的磁感线（类似于条形磁铁）：螺线管是由导线一圈挨一圈地绕成的。导线外面涂着绝缘层，因此电流不会由一圈跳到另一圈，只能沿着导线流动，这种导线叫做绝缘导线。通电螺线管可以看成是放在一起的许多通电环形导线，我们自然会想到二者的磁场分布也一定是相似的。实际上的确如此。要判断通电螺线管内部磁感线的方向，就必须知道螺线管的电流方向。螺线管的电流方向跟它内部磁感线的方向，也可以用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，（即N级）。通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，并和内部的磁感线连接，形成一条条闭合曲线。