《恒定磁场级》PPT课件

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1、第7章恒定磁场恒定电流：通过任一导体截面的电流强度不随时间变化的电流一、电流的形成电流：大量带电粒子的定向运动§7-1恒定电流的基本概念形成电流的带电粒子统称为载流子§7-1恒定电流的基本概念传导电流形成的条件：(1)须有可以移动的电荷(2)两端有电势差，即电压电流方向：正电荷定向运动的方向电流是标量，其方向只是指流向而已§7-1恒定电流的基本概念二、电流强度电流随时间变化，则电流强度：单位时间内通过某截面的电量§7-1恒定电流的基本概念设电荷数密度为n，定向运动平均速率为vdt时间内通过截面积S的电量方向

2、：正载流子运动方向大小：通过垂直于载流子运动方向的单位面积的电流强度三、电流密度矢量§7-1恒定电流的基本概念通过导体截面S§7-1恒定电流的基本概念对正载流子对电子通过dS的电流某点处的电流密度只与该点的场强及该点处材料的导电性质有关，与导体的形状、大小无关电容器放电过程：正电荷从A板经导线移到B板，与B板上负电荷中和——不能形成稳恒电流电源：提供非静电力的装置——将正电荷从低电势处移到高电势处§7-2电源电动势1.电源§7-2电源电动势2.电动势单位：伏特(V)电源电动势：在电源内部，将单位正电荷从负

3、极移到正极，非静电力所作的功方向：电源内从负极到正极的方向——电源内电势升高的方向§7-2电源电动势讨论：电动势和电势是两个不同的物理量电动势：与非静电力的功相联系电势：与静电力的功相联系回路中的电动势——非静电场是一个非保守性场§7-2电源电动势§7-3磁场磁感强度人们发现磁现象有2500多年一、磁现象《吕氏春秋》:“慈石召铁”——磁石吸铁性质《韩非子·有度》：“司南”——磁石琢磨成的指南针《梦溪笔谈》：11世纪，沈括制造了航海用的指南针§7-3磁场磁感强度(4)指向：指北磁极为北极(N)，指南磁极为南极

4、(S)磁现象(1)磁性：可吸引铁、镍、钴等物质(2)磁极：两端处磁性最强(3)磁力：磁极同性相斥，异性相吸§7-3磁场磁感强度二、激发磁场的场源1.几个重要的实验电流可对磁针施加作用力实验一(奥斯特)§7-3磁场磁感强度实验二(安培)磁铁会对电流施加作用力§7-3磁场磁感强度实验三(安培)相互吸引相互排斥§7-3磁场磁感强度载流导线之间有相互作用力§7-3磁场磁感强度2.安培分子电流假说安培分子电流观点：物质的每个分子都存在着回路电流——分子电流结论：磁现象的本源是电荷的运动分子电流作定向排列，则宏观上就会

5、显现出磁性来§7-3磁场磁感强度三、磁场磁作用通过磁场进行磁场运动电荷(电流)运动电荷(电流)磁场磁铁磁铁电流电流§7-3磁场磁感强度讨论：(1)无论电荷静止还是运动，都会激发电场，所以电荷间都存在库仑作用(2)运动的电荷才会激发磁场，即只有运动电荷之间才存在磁的相互作用§7-3磁场磁感强度四、磁感应强度运动的试探电荷实验结论：（1）磁力大小与试探电荷运动方向有关，磁力方向总是和试探电荷运动方向垂直。§7-3磁场磁感强度（2）运动试探电荷沿磁场中某一特定方向运动时，磁力为零B+q磁感应强度B的方向（3）如果

6、电荷沿与磁场方向垂直的方向运动，受到的磁力最大Fmv§7-3磁场磁感强度vB+q定义磁感应强度B大小：方向：§7-3磁场磁感强度讨论：（1）磁感应强度与试探电荷无关。（2）运动试探电荷定义与小磁针定义法、电流元法相一致。（3）磁感应强度的单位：国际制：特斯拉（T）高斯制：高斯（Gs）§7-3磁场磁感强度（4）磁感应线形象化手段来描述稳恒磁场特征B的方向对应于磁感应线的切线方向B的大小决定于磁感应线的疏密程度§7-3磁场磁感强度磁感应线的特点：磁感应线是和闭合电流相互套链的无头无尾的闭合线。环绕方向与电流方向

7、成右手螺旋关系。电流磁感应线§7-3磁场磁感强度一、电流的磁场(毕奥－萨伐尔定律)§7-4毕奥－萨伐尔定律——毕奥－萨伐尔定律对任意载流导线§7-4毕奥-萨伐尔定律解：任取一电流元，它在P点的磁感强度方向垂直于纸面向内每个电流元在P点的磁场方向相同[例1]有一长为L的载流直导线，通有电流为I，求与导线相距为a的P点处的。§7-4毕奥-萨伐尔定律§7-4毕奥-萨伐尔定律讨论：(1)角从垂线向上转(沿I流向)取正值，从垂线向下转(沿I反向)取负值(2)对无限长载流直导线有§7-4毕奥-萨伐尔定律解：取轴线为x

8、轴任取一电流元方向如图由对称性可知，磁场沿轴线方向[例2]半径为R的圆形载流导线通有电流I，试求其轴线上P点的。§7-4毕奥-萨伐尔定律方向沿x轴正方向——满足右手螺旋关系§7-4毕奥-萨伐尔定律讨论：(1)圆心处，x=0载流圆导线的磁矩(2)定义——载流线圈的磁矩§7-4毕奥-萨伐尔定律X>>R?解：距P点l处任取一小段dldl上匝数方向沿轴线向右[例3]试求一载流直螺线管轴线上任一点P的。设螺线管的半径为R，