《稳恒磁场精品》PPT课件

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1、第十三章稳恒磁场本章教学内容第十三章稳恒磁场§13-3毕奥-萨伐尔定律§13-2磁场与磁感应强度§13-1恒定电流与电动势§13-4磁场的安培环路定理§13-5磁场对运动电荷的作用§13-6磁场对载流体的作用本章教学基本要求：掌握磁感应强度的概念。熟练应用毕奥—萨伐尔定律和磁场叠加原理计算简单形状载流导线的磁感应强度。二理解磁场高斯定理和安培环路定理，理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。三理解洛伦兹力公式。能分析点电荷在均匀电磁场中的受力和运动。四理解安培定律，能计算简单几何形状载流导线

2、和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长直流载导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。第13章电磁感应静电荷运动电荷稳恒电流静电场稳恒磁场电场磁场学习方法：类比法一、恒定电流和恒定电场电流：大量电荷的定向运动。⑴导体中存在自由电荷；形成电流的两个基本条件：⑵导体中要维持一定的电场。载流子：导体内形成电流时，携带电荷的粒子如电子、空穴、正负离子，称为载流子。S13-1恒定电流电动势电流（I）：单位时间内通过导体任一横截面的电荷。单位：安培导体中通过任一截面的电流不随时间变化(I=恒量)恒定电流（直流电）：

3、电流的方向：导体中正电荷的流向。S维持恒定电流的条件是在导体内部建立恒定电场恒定电场和静电场相同，也遵守静电场的高斯定理和环路定理。结论：产生恒定电场的电荷分布必须不随时间变化。电流强度只能从整体上反映导体内电流的大小。当遇到电流在粗细不均匀的导线或大块导体中流动的情况时，导体的不同部分电流的大小和方向都可能不一样。有必要引入电流密度矢量。载流子浓度n；载流子电荷q；载流子漂移速度电流密度矢量：通过任意曲面的电流：单位：电流密度：导体中单位时间内通过垂直于电流方向单位面积的电荷为导体中某点处电流密

4、度的大小，的方向为该点正电荷定向漂移的方向。二、电流密度三、电动势非静电力：能把正电荷从电势较低点(如电源负极板)送到电势较高点(如电源正极板)的作用力称为非静电力，记作Fk。电源：提供非静电力的装置静电力欲使正电荷从高电位到低电位。非静电力欲使正电荷从低电位到高电位。非静电场强：+++---+单位正电荷所受到的非静电力方向：自负极经电源内部到正极的方向为正方向。电动势描述电路中非静电力做功本领电势差描述电路中静电力做功+–单位：V电动势：把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时，电源中非静电力所

5、做的功。即故有：一、基本磁现象司南勺（1）具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质。（2）具有磁极，分磁北极N和磁南极S。（3）磁极之间存在相互作用，同性相斥，异性相吸。（4）磁极不能单独存在。永磁体的性质：13-2磁场磁感应强度SNSN同极相斥异极相吸天然磁石在磁极区域，磁性较强磁偏角地球是一个巨大的永磁体。电流的磁效应1820年4月，丹麦物理学家奥斯特(H.C.Oersted，1777－1851）发现了小磁针在通电导线周围受到磁力作用而发生偏转。磁铁对载流导线、载流导线之间或载流线圈之间也有相互作用。

6、实验发现：磁现象与电荷的运动有着密切的关系。运动电荷既能产生磁效应，也能受磁力的作用。结论：NS天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动。分子电流电荷的运动是一切磁现象的根源。运动电荷磁场对运动电荷有磁力作用磁场安培的磁性本质假说：运动电荷磁场运动电荷磁场对外的重要表现为：1.磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力作用2.载流导体在磁场中移动时，磁力将对载流导体作功，表明磁场具有能量。二、磁场磁感应强度反映磁场性质的物理量：磁感应强度1、实验：设带电量为q，速度为v的运动试探电荷处于磁场中，实验

7、发现：当电荷沿此方向或相反方向运动时，所受到的磁力为零，与电荷本身性质无关；P（1）在磁场中的任一点(如：P点)处都存在一个特定方向：但磁力的方向却总是与电荷运动方向垂直，且垂直于上述特定方向。P（2）当运动试探电荷以同一速率v沿不同方向通过磁场中某点P时，电荷所受磁力的大小是不同的，大小正比于qv的乘积。BF（3）在磁场中的P点处，电荷沿与上述特定方向垂直的方向运动时所受到的磁力最大(记为Fmax)，此时，、三个矢量相互垂直。且满足右手螺旋关系实验进一步证明，Fmax与qv的乘积成正比，是与q、

8、v无关的确定值。由于洛伦兹力公式故2.磁感应强度的定义方向：右手螺旋法则大小：单位：特斯拉（T）高斯（Gs）一、磁感应线(磁力线或线)方向：磁力线上任一点的切线方向与该点处电磁感应强度方向一致大小：为形象地描述空间中磁场的分布而引入的曲线。磁力线密度：在与磁力线垂直的单位面积上穿过的磁力线数目13-3磁场的高斯定理条形磁铁周围的磁感应线直线电流的磁力线磁感应线为一组环绕电流的闭合曲线。圆电流的磁力线II直线电流的磁力线圆电流的磁力线I通电螺线管的磁力线1、每一条磁力线都是环绕电流的