电流和电流密度

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1、一、电流14.1电流和电流密度电流——大量电荷有规则的定向运动形成电流。方向：规定为正电荷运动方向。大小：单位（SI）：安培（A）电流强度——单位时间内通过某截面的电量。电流和磁力第十四章二、电流密度不同形状导体的电流线电流密度:单位体积内的载流子数目为n载流子平均速率为取一个垂直于场强方向的微小截面每秒内通过截面的电量为过截面的电流强度：电流密度公式推导：三、电流密度和电流强度的关系穿过某截面的电流强度等于通过该面的电流密度的通量。电流强度是电流密度的通量。四、电流的连续性方程——电流的连续性方程单位时间

2、内从封闭面内向外流出的正电荷的电量。五、稳恒电场——电流的连续性方程恒定电流：导体内各处的电流密度都不随时间变化对恒定电流有：在恒定电流情况下，导体内电荷的分布不随时间改变。不随时间改变的电荷分布产生不随时间改变的电场，这种电场称恒定电场。静电场恒定电场电荷分布不随时间改变但伴随着电荷的定向移动电场有保守性，它是保守场，或有势场产生电场的电荷始终固定不动电场有保守性，它是保守场，或有势场静电平衡时，导体内电场为零，导体是等势体导体内电场不为零，导体内任意两点不等势维持静电场不需要能量的转换稳恒电场的存在总要

3、伴随着能量的转换14.2电流的一种经典微观图像设导体内有电场每个自由电子受力加速度一、欧姆定律的微分形式下次碰撞前的定向速度有由某次碰撞下一次碰撞··定义电导率：每次碰撞后瞬间平均而言，定向速度为零设两次碰撞间电子平均自由飞行时间为欧姆定律14.3磁力与电荷的运动静止电荷静止电荷静电力运动电荷运动电荷磁力磁力现象：1.永磁体同极相斥，异极相吸磁铁磁铁SNSN2.磁体对电流的作用3.奥斯特实验磁体电流电流磁体电流磁体4.磁体对运动电荷的作用电子束NS+5.平行电流间的相互作用磁体运动电荷电流电流磁铁磁铁磁铁电

4、流运动的电荷电流电流磁铁运动的电荷运动的电荷运动电荷之间相互作用的表现磁力：磁现象的电本质安培指出：NS天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动。分子电流电荷的运动是一切磁现象的根源。运动电荷磁场对运动电荷有磁力作用磁场14.4磁场与磁感应强度运动电荷（磁铁、电流）在其周围空间存在磁场运动的电荷运动的电荷磁场静止电荷静止电荷静电场一、磁场概念的引入运动电荷电场磁场二、磁感应强度1.当点电荷沿某方向运动时，它不受磁场力作用——磁场方向2.当点电荷垂直于磁场方向运动时，它所受的磁场力最大，用表示但对磁场中某一指

5、定点而言，与比值是一个与和的大小都无关的恒量，这恒量仅与磁场在该点的性质有关。定义磁感应强度B为磁感应强度B:磁感应强度B具有叠加的性质(高斯)方向:小磁针在该点的N极指向单位:T(特斯拉)大小:三、磁感线方向：切线大小：I直线电流的磁感线圆电流的磁感线I通电螺线管的磁感线1、每一条磁感线都是环绕电流的闭合曲线，都与闭合电路互相套合，因此磁场是涡旋场。磁感线是无头无尾的闭合回线。2、任意两条磁感线在空间不相交。磁通量——穿过磁场中任一曲面的磁力线的条数在均匀磁场中,以周界为L的同一平面上张有如图A、B、C、

6、D所示的四种形状的不同曲面,则穿过每个曲面的总磁通量为通过B图曲面的最大B.通过D图曲面的最大C.通过C图曲面的最大D.通过四个曲面的相同四、磁场中的高斯定理穿过任意闭合曲面的磁通量为零磁场是无源场。洛仑兹力运动电荷在磁场中所受的磁场力电场力磁场力洛仑兹力公式力与速度方向垂直。不能改变速度大小，只能改变速度方向。14.5带电粒子在磁场中的运动粒子做直线运动粒子做匀速圆周运动××××××××××××××××××××××××××××××空间内分布着相互垂直的均匀磁场和均匀电场如图所示.今有一个粒子a能够沿竖直方

7、向穿过该空间,则a必带正电B.a必带负电C.a必不带电D.不能判定a是否带电图示为一均匀磁场,其分布范围为x=0到x=∞,y=±∞的空间一个电量为正q、质量为m的粒子,以速度v从x=0,y=0,沿x正向处进入磁场。带电粒子受磁场偏转后,逸出磁场处的坐标为习题14.9北京正负电子对撞机中电子在周长为240m的储存环中作轨道运动。已知电子的动量是求：偏转磁场的磁感应强度。习题14.6如图，一电子经过A点时，具有速率（1）欲使这电子沿半圆自A至C运动，试求所需的磁场大小和方向(2)求电子自A运动到C所需的时间。螺

8、距d：磁聚焦极光范艾伦辐射带极光的形成14.6霍耳效应厚度b,宽为h的导电薄片，沿-x轴通有电流强度I，当在y轴方向加以匀强磁场B时，在导电薄片两侧产生一电位差，这一现象称为霍耳效应RH---霍耳系数++++++++++++q<0++++++++++++霍尔效应原理此时载流子将作匀速直线运动，同时两侧停止电荷的继续堆积，从而在两侧建立一个稳定的电势差q>0++++++++++++霍耳效应的应用2、根据霍耳系数的大