大学物理稳恒磁场课件

《大学物理稳恒磁场课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、磁畴图象第10章稳恒磁场§10-1磁场磁感应强度§10-2安培环路定理§10-3磁场对载流导线的作用§10-4磁场对运动电荷的作用*§10-5回旋加速器磁聚焦§10-6磁介质§10-1磁场磁感应强度10.1.1基本磁现象1、自然磁现象☆磁性：具有能吸引铁磁物质(Fe、Co、Ni）的一种特性。☆磁体：具有磁性的物体☆磁极：磁性集中的区域☆地磁：地球是一个大磁体。磁极不能分离，（正负电荷可以分离开）地核每400年比地壳多转一周地壳地核地幔NS地球的磁极每隔几千年会发生颠倒２、磁现象起源于运动电荷I后来人们还发现磁电联系的例子有：磁体对载流导线的作用；

2、通电螺线管与条形磁铁相似；载流导线彼此间有磁相互作用；……1819－1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应。1820年4月，奥斯特做了一个实验，通电流的导线对磁针有作用，使磁针在电流周围偏转。上述现象都深刻地说明了：磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系。安培的分子电流假说３、磁力②近代分子电流的概念：轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子电流一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。①1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。磁体与

3、磁体间的作用；电流与磁体间的作用；磁场与电流间的作用；磁场与运动电荷间的作用；均称之为磁力。1、磁场1）磁力的传递者是磁场2）磁场是由运动电荷所激发，参考系是观察者3）磁场对外的重要表现电流(或磁铁)磁场电流(或磁铁)静止电荷激发静电场运动电荷可同时激发电场和磁场。(1)磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用；(2)载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体作功，表明磁场具有能量。10.1.2磁感应强度磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。2、磁感应强度1）磁矩：定义载流线圈的面积S与线圈中的电流I的乘积为磁矩(多匝线

4、圈还要乘以线圈匝数)，即式中N为线圈的匝数，n0为线圈的法线方向，Pm与I组成右螺旋。2）磁场方向：使线圈磁矩处于稳定平衡位置时的磁矩的方向。3）磁感应强度的大小磁感应强度的单位1特斯拉＝104高斯（1T＝104GS）是试验线圈受到的最大磁力矩、是试验线圈的磁矩。1、磁力线常见电流磁力线：直电流，圆电流，通电螺线管的磁力线。1）什么是磁力线？I2）磁力线特性10.1.3磁通量①磁力线是环绕电流的闭合曲线，磁场是涡旋场。②任何两条磁力线在空间不相交。③磁力线的环绕方向与电流方向之间遵守右螺旋法则。穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿过该曲面的磁通

5、量，用符号Φm表示。2、磁通量qS10.1.4磁场中的高斯定理这说明i)磁力线是无头无尾的闭合曲线，ii)磁场是无源场，磁场无磁单极存在。由于磁力线是无头无尾的闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的总磁通量必为零。1）电流元的方向：为线段中电流的方向。10.1.5毕奥－萨伐尔定律若磁场中，电流元到某点P的矢径为，则电流元在P点产生的磁感应强度的大小与成正比，与经过小于的角转到矢径的方向角的正弦成正比，与的平方成反比，其方向为的方向。2）在（SI）制中P3）B的方向dB⊥Idl与r组成的平面，且dB与同向。整个载流导体在P点的磁感应强度则是电流元在P点产

6、生的dB之矢量和电流元在P点产生的磁感应强度的矢量式为由Idl×r确定电流元在P点的dB的方向将dB向选定的坐标轴投影，然后分别求出10.1.6毕奥－萨伐尔定律的应用1、载流直导线的磁场解：取电流元Idl，P点对电流元的位矢为r，电流元在P点产生的磁感应强度大小为方向垂直纸面向里，且所有电流元在P点产生的磁感应强度的方向相同，所以设垂足为o,电流元离o点为l，op长为a，r与a夹角为则因为所以※长直电流的磁场半长直电流的磁场半长直电流：垂足与电流的一端重合，而直电流的另一段是无限长。2、圆形电流轴线上的磁场解：IR0x^dB//dBdBqd

7、B/由于对称性所以即轴线上任一点P的磁场圆电流中心的磁场½圆电流的中心的1/n圆电流的中心的§10-2安培环路定理10.2.1安培环路定理在静电场中那么在稳恒磁场中1、安培环路定理在真空中的稳恒电流磁场中，磁感应强度B沿任一闭合回路L的线积分，等于穿过以L为周界所围面积的电流的代数和的0倍,即B的环流不为零，说明磁场是非保守场，是有旋场。在垂直于导线的平面上任取一包围电流的闭合曲线L２、在无限长直线电流磁场情况下验证安培环路定理俯视放大图I当回路不包围电流时用同样方法可以证明，B在该回路上的线积分为零。可见，线积分与回路包围的电流有关，与

8、回路的形状无关。（1）电流正、负号的规定：I与L成右螺旋为正，反之为负右图，I1与L的绕向成右螺旋关系取正号、I2、I3与L的绕向成左