大学物理第八章恒定电流的磁场

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1、§8-3磁感线磁通量§8-4毕奥–萨伐尔定律§8-2磁场磁感强度§8-5安培环路定律§8-1电流电流密度电动势§8-6磁场对运动电荷、载流导线、载流线圈的作用第八章恒定电流的磁场§8-7磁介质的磁化磁导率§8-8磁介质中的磁场有磁介质时的安培环路定理磁场强度宏观定向运动反作用反作用电荷q电场产生电流I产生磁场规定正电荷的运动方向为电流方向。§8-1电流电流密度电动势大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。一.电流及其形成条件1.电流：电荷的宏观定向运动形成电流。导体中电场的方向从高电势到低电势的方向高电势低电势----SI电流方向II-电子运动方向稳恒电

2、场方向-即2.形成条件：①导体中要存在自由电荷；②导体两端有一恒定的电势差。电荷不再运动3.分类：电流运流电流传导电流二.电流强度、电流密度1.电流强度I稳恒电流的电流强度：瞬时电流强度：单位：A穿过任一截面S的电流：2.电流密度：在垂于电流方向单位面积上的电流强度，用表示。I大小：方向：正电荷运动的方向3.I与dSS面积元与方向不垂直通过面元dS的电流为dI，即为通过的电流。＋－CI1.电源L定义：利用非静电力作功，维持稳定电势差的装置。L×非静电力三.电源及电源电动势伏打电池1801年伏打向拿破伦演示他的电池机械能——水力机械能——风力法国的太阳能电站镜

3、面系统化学能电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置2.电源电动势正极负极+++++I-----+-+电源非静电电场稳恒电场静电场+qq正电荷q沿非静电力方向经过电源内部绕行闭合回路L一周，静电力与非静电力作功之和为由静电场和稳恒电场特性，有则单位正电荷通过电源内部绕闭合路径一周非静电力所作的功即为电源的电动势。定义1：定义2：在非静电力作用下，移动单位正电荷从电源负极经电源内部到正极时非静电力所作的功。(沿电源内部)为一标量，但有方向，即从负极经电源内部到正极，即电源内部电势升高的方向。＋－＋－+++++------+高电势正极低电势负极电源复习电源电动势

4、：持罗盘的陶佣指南车（模型）§8-2磁场磁感强度一.基本磁现象司南NS铁、钴、镍等的合金和铁氧体确定磁极N、S地南极地北极磁南极磁北极磁体永久磁铁地磁现象基本磁现象:①载流导体在磁场中受磁场力作用。②载流线圈在磁场中受磁力矩作用而转动。③两根平行载流导线间有相互作用。平行载流导线间的相互作用二.基本概念1.磁石(磁铁)永磁铁电磁铁天然磁铁人造磁铁2.磁性：磁铁能吸引含有物质的性质。3.磁极：磁铁上磁性最强的两端，分为极，指向方，性相。NS北南同异斥吸运动电荷或电流周围存在的物质，称为磁场。三.磁场1.概念：I2.对外表现①或I在磁场中受到力的作用。力的表现②

5、载流导线在磁场中移动，磁场力作功。功的表现3.电荷之间的磁相互作用与库仑相互作用的不同①电荷无论是静止还是运动的，它们之间都存在库仑作用；②只有运动的电荷之间才有磁相互作用。I四.磁感强度电场磁场1.实验N在垂于电流的平面内放若干枚小磁针，发现：①小磁针距电流远近不同，受磁力大小不同。②距电流等远处，小磁针受力大小同，但方向不同。③在某一确定点，小磁针受力的确定。大小方向2.磁感强度SK●NSA电子从K→A，其轨迹偏离。①②③但比值实验表明：当电子的速度一定。定义：大小方向小磁针静止时N极的指向单位特斯拉T、高斯Gs3.说明①磁感强度是矢量，既有大小，又有方

6、向，而且是空间的点函数。②磁感强度也遵从叠加原理，即（磁场叠加原理）一.磁感线1.规定①磁感线上任一点的切线方向和该点的磁场方向一致。②通过磁场中某点处垂直于矢量的单位面积的磁感线条数等于该点的大小。§8-3磁感线磁通量一些典型磁场的磁感线：2.性质①磁感线是无始无终的闭合曲线。②任二条磁感线不相交。A③磁感线与电流是套合的，它们之间可用右手螺旋法则来确定。II四.磁通量1.定义：通过一给定曲面的磁感线的条数，称为通过该曲面的磁通量。通过面元的磁感线数：通过面元dS的磁感线数(磁通量)：通过曲面S的磁通量：dS电场强度通量：2.说明①磁通量为标量，可正可负，

7、它取决于曲面法线方向的规定。②的规定：③单位：曲面的外法线方向为正。韦伯Wb，三.磁场中的高斯定理通过任一闭合曲面的总磁通量为：说明磁场是无源场、涡旋场说明电场是有源场磁场中的高斯定理电场中的Gauss定理：高斯定理高斯定理用途：Gauss定理主要用于求。例：在磁感应强度为的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量与夹角为，则通过半球面S的磁通量为[]由Gauss定理有：DS§8-4毕奥－萨伐尔定律一.B－S定律1.定律PIdl方向：的方向，即电流I的方向。I在P点产生的磁感强度为：大小：取电流元，毕奥－萨伐尔定律真空的磁导率：大小

8、：方向：由转向的右螺旋前进方向PI2.说明:①适用范