电流的磁效应(1)学习资料.ppt

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1、电流的磁效应(1)磁化：磁化：磁鐵可以使一些鐵質的材料磁化，使具有磁性。只有鐵、鈷、鎳和含有這些金屬元素的合金能夠顯示出特別強的磁性，稱為磁性物質。軟磁鐵：當磁化的原因消失後，便不再保有磁性，稱為「暫時磁鐵」或「軟磁鐵」。硬磁鐵：當磁化的原因消失後，其磁性可以長期保有，稱為「永久磁鐵」或「硬磁鐵」。磁化模型：尚未磁化前的磁鐵，其內部原子磁鐵群的分布情形如右上圖，磁鐵群的分布為無規的，產生的磁場互相抵消。磁化後的磁鐵，我有磁鐵群均朝同一方向排列非常整齊，如右下圖。磁場：磁力作用所及的區域。將磁針置於磁場中，其N、S極將分別受到大小相等方向相反的磁力作用，磁針N極所指的方向定義為該處磁場的方向

2、。磁場強度的定義將於後面詳細說明。磁力線：用以描述空間中磁場的強度與分佈。磁力線從N極出發經磁鐵外部到S極，再從S極出發經磁鐵內部回到N極，形成一封閉曲線。磁力線上任一點之切線方向，即為該點的磁場方向。單位面積通過的磁力線數代表該處的磁場強度。磁力線永不相交。磁場與磁力線：常見磁鐵的磁力線分布：長磁鐵棒馬蹄形磁鐵平行排列的磁棒磁場的方向向內垂直於紙面，其記號類似於向內射入紙面的箭尾形狀磁場的方向向外垂直於紙面，其記號類似於向外射出紙面的箭頭形狀××××××××××××××××××××××××××××××××××××．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．磁場方向的表示法：正

3、負電荷可單獨存在，但磁鐵N極S極總是成對出現。磁性是磁鐵所具有的固有特性，不像玻璃、琥珀等須經摩擦才帶有電性。磁鐵僅能使部分物質磁化，但帶電體卻能使所有物質產生靜電感應。磁鐵間的磁力不因一般物質阻隔而消失，但靜電力則可能被某些物質所阻隔。磁與電的比較：可用一巨大的磁棒來模擬。磁軸（地磁南北極的連線）與極軸（地理南北極的連線）之夾角約為110。地理N極相當於磁棒的S極；而地理S極相當於磁棒的N極。地球外部的磁力線方向由地理南極附近指向北方。地球的磁場：磁偏角：地磁北方和地理北方的方向並不一致，兩者之間的夾角θ稱為磁偏角。磁傾角：自由磁針靜止時和水平面之間的夾角φ稱為磁傾角。地磁強度B在水平方

4、向的分量Bh＝Bcosφ，稱為水平地磁強度。磁偏角與磁傾角：§9-2電流磁效應1820年7月，厄司特發現，一載有電流的直導線，可使周圍的磁針產生偏轉。同年9月，安培提出安培定律，指出載流直導線附近所建立磁場的數學關係式。同年10月，必歐和沙伐兩位提出了一小段電流在空間中所產生磁場的數學公式。同年12月，安培找到了一小段載流導線在磁場中受到磁力的的關係式。1845年，法拉第找到了電磁感應定律。1865年，馬克士威爾修改了安培定律，電磁理論終告完備。磁學發展的歷史：電力的來源：兩電荷產生電力磁力的來源：兩運動中的電荷產生磁力電力與磁力的來源：磁場的方向：磁針N極的指向即為所在處磁場的方向θq磁

5、場的單位：特士拉(T)磁場的定義：磁場的量值：高斯（Gauss）：取半徑2π公分之圓形線圈，通以10安培的電流，線圈中心之磁場強度即為1高斯。1高斯=10-4特士拉必歐-沙伐定律：例題：如右圖所示，通有電流I的導線經原點有長度的一小段直導線與x軸重合，請問下列有關這小段直線在圖中A至F等六個不同位置所產生的磁場量值的敘述，哪些是正確的？此六個點均位於xy面上，其座標分別為A：(5,0)、B：(0,5)、C：(-5,0)、D：(0,-5)、E：(3,4)、F：(6,8)。(A)A的磁場量值大於B的磁場(B)B的磁場量值大於E的磁場(C)C的磁場為零(D)D的磁場為零(E)E的磁場量值為F的4

6、倍[92.指定科考]答案：(B)(C)(E)考慮一載有電流i的無限長的直導線，在與導線相距r處所產生的磁場大小B為磁場方向：以導線為中心軸的圓周切線方向。右手的拇指表電流的方向，則彎曲的四指為磁場方向。ir各種載流導線所產生的磁場：長直導線所建立的磁場：例題：如右圖所示，x軸及y軸上各有一長直導線，且分別通入電流3A與4A，則在x-y平面上，磁場為零的點之軌跡方程式為何？答案：4x+3y=0θ例題：二長直導線互相平行，距離為a，各載電流i，但方向相反，試求圖中P點磁場的量值和方向。arPθ方向：向上例題：有一長直導線南北方向水平放置，通以電流，一磁針置於導線上方距導線為d時，磁針偏轉45º

7、，欲使其偏轉30º，應將磁針向導線移遠多少距離？地磁30o45o導線產生的磁場在圓心處之磁場B為載電流的圓形線圈所建立的磁場載電流i、半徑為a的圓形線圈上，在中心軸上與圓心相距R處所生的磁場B為磁場方向：右手定則，如右圖。圓形線圈在中心軸上所生之磁場：証明：將線圈細分成許多小段，每一小段所產生磁場的水平分量互相抵消，鉛直分量相加即得總磁場B。例題：一細長導現載有電流i，被彎成如右圖之形狀，其中兩直線部份互相垂直，圓弧部份