《电流与磁场》PPT课件

《《电流与磁场》PPT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、第六章恒定磁场§6-1磁感应强度一、磁的基本现象1.磁铁的磁性(magnetism)磁性：能吸引铁、钴、镍等物质的性质。SN司南勺磁极(pole)：磁性最强的区域，分磁北极N和磁南极S。磁力(magneticforce)：磁极间存在相互作用，同号相斥，异号相吸。磁偏角地球是一个巨大的永磁体。2.电流的磁效应1819奥斯特实验表明：电流对磁极有力的作用磁铁对电流有作用电流间有相互作用载流线圈的行为像一块磁铁3.磁性起源于电荷的运动安培电流分子(molecularcurrent)假说(1822年)：一

2、切磁现象起源于电荷的运动磁性物质的分子中存在着分子电流，每个分子电流相当于一基元磁体。物质的磁性取决于内部分子电流对外界磁效应(magneticeffect)的总和。二、磁场磁感强度运动电荷磁场运动电荷磁场的对外表现：对磁场中运动电荷和电流有作用力。对在磁场中运动的载流导线作功。1.磁场(magneticfield)正试验电荷q0以速率v在场中沿不同方向运动受力不同。定义磁感应强度：大小:方向:运动电荷不受力方向,且由方向确定单位:特斯拉(T)2.磁感应强度(magneticinduction)

3、a.有一特定方向运动电荷不受到磁力;b.与这特定方向垂直时运动电荷受到磁力最大Fmax且磁力方向垂直于这两个速方向组成的平面.⊕不受力方向§6-1毕奥-萨伐尔定律§6-1毕奥-萨伐尔定律一、毕奥—萨伐尔定律(Biot-Savartlaw)静电场：源(电荷)磁场：源(电流)真空中的磁导率(permeability):0=410-7亨利·米-1(H·m-1)大小:方向:电流元的磁场I⊙abc方向电流元在a，b，c处二、毕奥—萨伐尔定律应用举例恒定磁场的计算：选取电流元Idl或某些典型电流分布

4、为积分元由毕-萨定律写出积分元的磁场dB及方向建立坐标系，将dB分解为分量式，对每个分量积分(统一变量、确定上下积分限)。分析对称性。求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析与点电荷电场公式比较：相同之处：都是元场源产生场的公式场强都与r2成反比不同之处：公式的来源不同方向不同例6-1.一长度为L的载流直导线，电流强度为I，导线两端到P点的连线与导线的夹角分别为1和2。求距导线为a处P点的磁感应强度。解：在直电流上取电流元各电流元在P点同向统一变量:讨论:(1)“无限长”载流导线

5、1=0,2=(2)“半无限长”载流导线1=/2,2=(3)P点在导线的延长线上B=0aBI例6-2.载流圆弧半径为R，电流强度为I。求圆心O处的磁感强度。方向垂直纸面向里解：在圆弧上取电流元RＩo圆心处磁场练习:将通有电流I的导线弯成如图所示的形状,求O点处的磁感强度B。abo方向：垂直之面向里例6-3.电流均匀地流过宽度为b的无限长平面导体薄板，电流为I，沿板长方向流动。求：在薄板平面内，距板的一边为b的P点处的磁感应强度.IPbb.IPbb.xxdxo解：建立如图所示坐标系方向垂直

6、板面向里例6-4.两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B两点，并与很远的电源相连，如图所示。求：环中心的磁感应强度。ABIIOABIOIl21l21解：R1,R2是导线的电阻§6-1磁感应线磁通量一、磁感应线(magneticinductionline)条形磁铁周围的磁感线特点闭合，或两端伸向无穷远；与载流回路互相套联；互不相交。磁感应线方向：磁感线的切向大小：磁感线的疏密直线电流的磁感线圆电流的磁感线通电螺线管的磁感线均匀场非均匀场单位：Wb(韦伯)二、磁通量磁通量(magneticflux)：通

7、过磁场中某给定面的磁感线条数dS对封闭曲面，规定外法向为正进入的磁感应线穿出的磁感应线穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零磁场是“无源场”磁场是“涡旋场”三、真空中磁场的高斯定理例6-5.无限长直导线通以电流I，求通过如图所示的矩形面积的磁通量。面积元解：建立如图所示的坐标系元通量x处磁场为xabI§6-2磁场对运动电荷和载流导线的作用一、磁场对运动电荷的作用力——洛仑兹力洛仑兹力(Lorentzforce)表示为：大小：方向：右螺旋方向+Fv说明：力F方向垂直v和B确定的平面。2.力F改变速

8、度v方向，不改变大小，不作功。方向方向二、带电粒子在磁场中的运动1.运动方向与磁场方向平行+Bv结论：带电粒子作匀速直线运动。2.运动方向与磁场方向垂直周期：频率：半径：结论：带电粒子在磁场中作匀速圆周运动，其周期和频率与速度无关。运动方程:vBFR+v大BR大+R小3.初速度沿任意方向vy匀速圆周运动vx匀速直线运动半径：周期：螺距：结论：螺旋运动