[理学]静磁场-基本概念、毕萨定律

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1、一电流电流密度++++++电流：通过截面S的电荷随时间的变化率:电子漂移速度的大小电流密度：细致描述导体内各点电流分布的情况.该点正电荷运动方向方向：大小：单位时间内过该点且垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷SI二电流的连续性方程恒定电流条件单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷，等于此时间内闭合曲面内电荷的减少量.恒定电流若闭合曲面S内的电荷不随时间而变化，有SI恒定电场（1）在恒定电流情况下，导体中电荷分布不随时间变化形成恒定电场；（2）恒定电场与静电场具有相似性质（高斯定理和环路定理），恒定电场可引入电势的概念；（3）恒定电场的存在伴随能量的转换.恒

2、定电流例（1）若每个铜原子贡献一个自由电子，问铜导线中自由电子数密度为多少？解（2）家用线路电流最大值15A，铜导线半径0.81mm此时电子漂移速率多少？解（3）铜导线中电流密度均匀，电流密度值多少？解END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.+++---+二电源电动势电动势的定义：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END三磁场1磁铁的磁场磁铁磁场磁

3、铁N、S极同时存在；同名磁极相斥，异名磁极相吸.NSSN2电流的磁场奥斯特实验电流磁场电流3磁现象的起源运动电荷磁场运动电荷四磁感强度的定义带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关.实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关.++带电粒子在磁场中沿其他方向运动时垂直于与特定直线所组成的平面.当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大.大小与无关磁感强度的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时,受力将在磁场中的方向定义为该点的的方向.磁感强度大小:单位特斯拉+运动电荷在磁场中受力高斯END五毕奥－萨伐尔定律(电流元在空间

4、产生的磁场)P*真空磁导率任意载流导线在点P处的磁感强度磁感强度叠加原理P*例判断下列各点磁感强度的方向和大小.12345678×××例1载流长直导线的磁场.解二毕奥－萨伐尔定律应用举例PCD*方向均沿x轴的负方向PCD*的方向沿x轴的负方向无限长载流长直导线PCD×半无限长载流长直导线无限长载流长直导线的磁场IBIBX电流与磁感强度成右螺旋关系例2圆形载流导线轴线上的磁场.p*解p*p*I讨论（1）若线圈有匝（2）（3）R(3)oIIRo(1)x推广组合×o(2)RI×Ad(4)*oI(5)*IS三磁偶极矩IS说明：只有当圆形电流的面积S很小，或场点距圆

5、电流很远时，才能把圆电流叫做磁偶极子.如图所示，有一长为l,半径为R的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通有电流I.设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度.例3载流直螺线管内部的磁场.PR××××××××××××××*解由圆形电流磁场公式PR××××××××××××××*OR××××××××××××××*OR××××××××××××××*O讨论（1）P点位于管内轴线中点若（2）无限长的螺线管（3）半无限长螺线管xBO六运动电荷的磁场S+×适用条件运动电荷的磁场例4半径为的带电薄圆盘的电荷面密度为,并以角速度绕通过盘心垂直于盘面的轴转动，求圆

6、盘中心的磁感强度.解法一圆电流的磁场向外向内解法二运动电荷的磁场END