《稳恒电流的磁场》PPT课件

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1、9.0.1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：导体中承载电荷的粒子。（如在半导体中载流子有电子或空穴；在金属中是电子；在电解质溶液中是离子）S补充内容：电流与电动势电流强度（I）：单位时间内通过导体任一横截面的电量。单位：安培导体中通过任一截面的电流强度不随时间变化（I=恒量）。恒定电流（直流电）：电流强度的方向：导体中正电荷的流向。维持稳定电流的条件是在导体内部建立稳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。

2、结论：产生恒定电场的电荷分布必须不随时间变化9.0.2电流密度电流密度：导体中单位时间内通过垂直于电流方向单位面积的电量为导体中某点处电流密度j的大小，j的方向为该点正电荷定向漂移的方向。载流子浓度n；载流子电量q；载流子漂移速度电流密度矢量：通过任意曲面的电流强度：如何维持恒定电流两个不等势的带电导体用导线连接,会怎么样?可见静电场不能保持恒定电流,V2V1思考导体内恒定电场的建立电源的电动势L------------------------------AB电源内电路外电路+闭合电路形成恒定电流必须有电源9.0.

3、3电源电动势非静电力:能不断分离正负电荷使正电荷逆静电场力方向运动.电源：提供非静电力的装置.非静电电场强度:为单位正电荷所受的非静电力.+++---+电动势的定义：单位正电荷绕闭合回路运动一周，非静电力所做的功.电动势：+++---+电源电动势大小等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功.电源电动势电源电动势的方向：电源内部电势升高的方向。第九章稳恒电流的磁场9.1.1基本磁现象1、中国：古人将磁石称为慈石来形容磁石“以为母也，故能引其子”的功能。2.英国人吉尔伯特（1544-1623）曾为英国伊

4、丽莎白一世的御医，1600年发表《论磁石》，总结了前人的经验，记载了大量实验。在磁极区域，磁性较强磁偏角地球是一个巨大的永磁体。在历史上很长一段时间，电和磁一直是毫无关系的两门学科，围绕电与磁寻找自然现象之间的联系，成为一种潮流自然界的各种基本力可以互相转化。究竟电是否以隐蔽的方式对磁体有作用？17世纪，吉尔伯特、库仑曾认为：电与磁无关！1731年英国商人雷电后，刀叉带磁性！1751年富兰克林莱顿瓶放电后，缝衣针磁化了！1807年奥斯特1820年4月，丹麦物理学家奥斯特（H.C.Oersted，1777－1851）发

5、现了小磁针在通电导线周围受到磁力作用而发生偏转。安培实验（1820年）（1）磁体附近的载流导线受到力的作用：（2）电流与电流之间存在相互作用：S+（3）磁场对运动电荷的作用：电子束N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：1821年，安培提出了关于物质磁性的本质假说：一切磁现象的根源是电流。磁性物质的分子中存在回路电流，称为分子电流。分子电流相当于基元磁铁，物质对外显示出磁性，取决于物质中分子电流对外界的磁效应的总和。静电荷运动电荷稳恒电流静电场稳恒磁场电场磁场稳恒磁场:磁场

6、中各点的磁感应强度不随时间变化的磁场.学习方法:类比法场源试验电荷运动试验电荷静止静止电荷运动电荷静电力F=qE试验电荷运动洛伦兹力作用作用9.1.2、磁场磁感应强度1、磁场1.磁场1)磁相互作用的场的观点2)磁场3)磁场的的基本性质对处在磁场中的运动电荷（电流）产生作用力.运动电荷（电流）周围空间存在的一种场。运动电荷磁场运动电荷9.1.2、磁场磁感应强度2、磁感应强度在闭合回路中取电流元电流元在磁场中的受力特点:(1)电流元在磁场中的方向不同,受力也不同;存在一个方向使定义(2)当电流元的取向与磁感应强度的方向垂

7、直时,受到的磁场力最大;磁感应强度的大小定义该方向为磁感应强度的方向满足（3）磁场力的方向与电流元和磁感应强度——安培力公式右手螺旋关系磁感应强度有各种定义方法，除上述方法外，我们还可以用运动电荷在磁场中的受力来定义。单位T或Gs1Gs=10–4T磁场服从叠加原理+q实验证明：方向:小磁针在该点的N极指向（F=0时正电荷的运动方向）大小:单位:T(特斯拉)◎2、磁感应强度磁感应强度9.2毕奥---萨伐尔定律及其应用9.2.1、毕奥---萨伐尔定律大小:方向:右手螺旋法则矢量式：方向:该点电流的方向大小:真空的磁导率一

8、段载流导线在场点处产生的磁感强度为:P9.2.2、毕奥---萨伐尔定律的应用1.直电流的磁场已知：真空中建立坐标系oxy任取电流元大小:方向:xyPa+无限长载流直导线的磁场:讨论半无限长载流直导线的磁场:直导线延长线上点的磁场:xyPa+（2）环形电流的磁场已知:R、I,求轴线上P点的分析对称性,写出分量式:PR建立坐标系oxy任取电流