大学物理磁场与毕萨定理new解读.ppt

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1、磁场磁场强度毕奥–萨伐尔定律1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。磁体的性质：一.磁的基本现象§磁场磁感应强度2在磁极区域，磁性较强磁偏角地球是一个巨大的永磁体。31820年4月，丹麦物理学家奥斯特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：4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。结论：1821年，安培提出了关

2、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。磁力是电荷之间的另一种作用力。5二.磁场近代理论和实验表明：物质间的磁力作用是通过磁场传递的。即磁场和电场一样,也是物质存在的一种形式。运动电荷磁场运动电荷恒定磁场—在空间的分布不随时间变化的磁场。三.磁感应强度(magneticinduction)反映磁场性质的物理量：磁感应强度磁感应强度的方向：小磁针在场点处时其N极的指向。6当运动电荷速度与磁场方向垂直时

3、受到洛仑兹力FL最大。当电荷运动速度与磁场方向一致时电荷受力为0。实验表明:运动电荷在磁场中要受到洛仑兹力的作用.（1）在磁场中同一场点，Fmax/qv为一恒量；（2）在磁场中不同场点，Fmax/qv的量值不同。实验表明：7定义：磁感应强度的大小：单位:特斯拉T8一、毕–萨定律：研究一段电流元产生磁感应强度的规律。表述：电流元在空间点产生的磁场为：电流元：dl的方向：电流的方向。§毕奥-萨伐尔定律：从电流元所在位置指向场点P的单位矢量。真空中的磁导率9一段载流导线产生的磁场：的方向垂直于和所形成的平面。大小：方向：由右手螺旋法则确定为与

4、之间的夹角。104、求B的分量Bx、By、Bz;求总场。5、由3、确定电流元的磁场2、分割电流元;1、建立坐标系;应用毕萨定律计算一段载流导体的磁场：11解:分割电流元二、毕–萨定律的应用1：载流直导线的磁场（设场点P到电流的垂直距离为a）12讨论:1、无限长载流直导线的磁场2、半无限长载流直导线的磁场3、载流导线延长线上任一点的磁场13思考：无限长载流导线弯成直角，P点和R点的磁场？思考：边长为a的正方形通以电流I，角上一点P的磁场？14分割电流元为无限多宽为dx的无限长载流直导线；解：以P点为坐标原点，向右为坐标正向；电流元电流例：

5、一宽为a无限长载流平面，通有电流I,求距平面左侧为b与电流共面的P点磁感应强度B的大小。15例：在半径R的“无限长”半圆柱形金属片中，有电流I从下而上地通过，如图，试求圆柱轴线上一点P的磁感强度。解：将金属片分划成许多细长条162：一载流圆环半径为R,通电流I，圆环轴线上一点(x)的磁感应强度。电流元在P点激发的磁感应强度dB的大小为：R在x轴下方找出dl关于x轴对称的一个电流元Idl’，由对称性可知，dl和dl’在P点产生的dB在x方向分量相等方向相同，垂直x方向的分量大小相等方向相反，相互抵消。解：任取电流元17R18(2)载流圆弧

6、导线在圆心处产生的磁场方向：右手法则讨论:(1)载流圆环环心处的磁场R19例：一根无限长导线通有电流I，中部弯成圆弧形，如图所示。求圆心o点的磁感应强度B。解：直线段ab在o点产生的磁场：垂直纸面向里cd段：垂直纸面向里20例：计算组合载流导体在o点的磁感应强度。解：o点B由三段载流导体产生。规定垂直纸面向里为正向，例：一正方形载流线圈边长为b,通有电流为I，求正方形中心的磁感应强度B。解：B=B1+B2+B3+B4=4B121解：例：一塑料圆盘，半径为R，电荷q均匀分布于表面，圆盘绕通过圆心垂直盘面的轴语速匀速转动，角速度，求盘心的

7、磁感应强度。将圆盘分划成许多圆环，或223.载流密绕直螺线管内部轴线上的磁场xrORx螺线管半径为R导线中电流为I单位长度线圈匝数n在螺线管上的x处截取一小段23无限长螺线管：xrORx24由毕--萨定律可知一段电流元产生的磁场：电流元Idl，体元为Sdl，内有nSdl个电荷一个电荷产生的磁场为：三.运动电荷的磁场25⊙将I与dN代入运动电荷的磁场公式：26例：电子绕核转动，半径r，速率v，求轨道中心处的磁感应强度的大小。解法一：解法二：用运动电荷的磁场公式电子绕核转动的周期：它所产生的圆电流的电流强度为：27