《稳定磁场》PPT课件

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1、第七章恒定磁场§7.1恒定电流电动势7-1-1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。S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。结论：产生恒定电场的电荷分布必须不随时间变化7-1-

2、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的大小，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：7-1-3电源和电动势+++++++++电源：提供非静电力的装置外电路：电源外部的电路，电流从高电势向低电势运动。内电路：电源内部正、负两极之间的电路，电荷克服静电场力作功，从低电势向高电势运动。非静电场：非静电力与试验电荷电量的比值电动势：将单位正电荷沿闭合回路移动一周的过程中，非静电性电场力所做的功

3、。伏特（V）结论：电源电动势在数值上等于把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电性电场力所作的功。电源电动势的方向：电源内部电势升高的方向,即电源内部从负极指向正极，规定为电动势的方向。§7.2磁场磁感应强度7-2-1磁的基本现象司南勺（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：在磁极区域，磁性较强磁偏角地球是一个巨大的永磁体。1820年4月，丹麦物理学家奥斯特（H.C.Oersted，1

4、777－1851）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。实验发现：I以上实验说明：电流周围具有磁性。且电流与磁铁、电流与电流之间能够发生磁性相互作用。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。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。物质由分子组成，分子电

5、子(-):绕核旋转，自旋原子核(+):质子、中子电子的运动形成电流，激发磁场。一个分子可能含多个原子，每个原子又可含多个电子。一个分子所有运动着的电子激发的磁场，从总的效果看，相当于一个环形电流所激发的磁场，此环形电流～分子电流分子电流产生的磁场在轴线上；其方向用右手定则判定。NS磁中性NS-+NS成功解释现象：①磁铁具有磁性和被磁化；③为什么不存在磁单极总之：无论是磁铁，还是导线中的电流，它们的磁效应均起源于电流(即运动的电荷)磁场力是电荷之间的另一种力。②磁铁在外磁场中受到的力矩作用；7-2-2磁场和磁感应

6、强度运动电荷磁场运动电荷SN磁铁SN磁铁电流电流磁场磁场磁场最基本的性质：①磁场对磁铁、电流、运动电荷均有磁作用力；磁场---磁铁或电流周围存在的一种能显示磁力的物质。一、磁场稳定磁场：磁场分布不会随时间发生变化，一般可由恒定电流激发而在电流周围空间产生。②载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对其作功。③与电场一样，磁场也是一种场类物质。即磁场对磁极有力的作用；磁极与磁极之间的作用是通过磁场来实现的。磁感应强度的方向：小磁针在场点处时其N极的指向。静电学中：试验电荷受力定义：电场强度描述电场稳恒磁场中：描述磁场

7、运动电荷受磁力定义：磁感应强度反映磁场性质的物理量：磁感应强度二、磁感应强度实验：（1）点电荷q0以某一速率v沿不同方向运动。实验结果：4.电荷q0垂直磁场方向运动时，3.电荷q0沿磁场方向运动时，（2）在垂直于磁场方向改变运动电荷的速率v，改变点电荷的电量q0。在磁场中同一场点，Fmax/q0v为一恒量；在磁场中不同场点，Fmax/q0v的量值不同。实验结果：定义磁感应强度的大小：国际单位：特斯拉（T）常用单位：高斯（G）注：磁感应强度是描述磁场强弱的位置点函数。按其意义应称为“磁场强度”。由于历史原因，一般

8、称为磁感应强度。三、磁场服从叠加原理实验表明，运动电荷在磁场中所受的磁场力为：洛伦兹力的方向由电荷的正负和右手螺旋法则决定。洛伦兹力的特点：力恒与电荷速度方向垂直，故洛伦兹力不作功。7-2-3磁感应线1.磁感应线上任一点的切线方向都与该点的磁感应强度的方向一致。2.垂直通过单位面积的磁感应线条数等于该处磁感应强度B的大小。磁感应线（B线）：直线电流的磁感应线磁感应线为一组环绕电流的闭合