稳恒电流的磁场 课件.ppt

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1、第十章稳恒电流的磁场第十章稳恒电流的磁场§10-1电流电源电动势++++++1、电流—大量电荷的定向运动一、电流传导电流：载流子自由电子、正负离子、电子-空穴对、库伯对、孤子……在电场作用下形成运流电流：带电体作机械运动形成，比如：带电圆环绕轴心做运动导体中形成电流的两个基本条件：（1）导体中存在自由电荷（2）导体中要维持一定的电场++++++—通过任一截面S的电荷随时间的变化率。I=dq/dt方向:正电荷运动方向，有方向的标量。2、电流强度在SI中，规定电流强度为基本量，1s内通过导体任一截面

2、的电荷为1C的电流强度称为1A1A=1C/1s恒定电流：电流的大小和方向不随时间而变化。几种典型的电流分布粗细均匀的金属导体粗细不均匀的金属导线半球形接地电极附近的电流几种典型的电流分布电阻法勘探矿藏时的电流同轴电缆中的漏电流导体中不同部分电流分布不同，电流强度I不能细致反映导体中各点电流分布。精确描述导体中电流分布情况，是空间位置的矢量函数。电流密度矢量的定义：方向：与该点正电荷运动方向一致；大小：等于垂直于该点电荷运动方向的单位面积上的电流强度单位：A/m23、电流密度矢量：j电流强度与电流

3、密度的关系:【说明】：电流就是电流密度穿过某截面的通量。++++++设电荷数密度为n，设vd为电子的漂移速度大小，在dt时间内通过S的电荷为4、电流与电荷定向运动速度的关系金属导体中电流I和电流密度j均与自由电子数密度和自由电子的漂移速率成正比vddt（电荷守恒定律）5、电流连续性方程dq/dt表示闭合曲面内的电量随时间的变化率导体内各点电流密度的大小和方向都不随时间变化时即为恒定电流性质：通过任意封闭曲面的恒定电流为零恒定电流的情况下，导体内部电荷分布不随时间变化。不随时间变化的电荷分布将会产

4、生一个不随时间变化的电场—恒定电场。恒定电流与恒定电场1、恒定电流电流分布不随时间变化2、恒定电场：维持恒定电流所需的电场，其分布不随时间变化比较不同相同静电场I=0，导体内E=0，一经建立不需能量维持Q、E分布不随时间变化高斯定理→有源性环路定理→保守性均适用恒定电场I=衡量，导体内E不为零，分布不变。其存在一定伴随能量转换电源电源：能够提供非静电力维持电势差的装置作用：通过内部电荷的移动，保持外电路电场Es存在。二、电源的电动势外电路：电荷从高电势向低电势运动；内电路：非静电力作功（或电荷克

5、服静电力作功），电荷从低电势向高电势运动定义：单位：J/C，即V【说明】：电动势反映电源作功能力，与外电路无关；电动势是有方向的标量，规定其方向为电源内部负极指向正极。为了描述电源把其他形式的能量转变为电能的本领,引入电动势的概念：将单位正电荷绕闭合电路一周的过程中，电源中的非静电性电场力所作的功，称为电源的电动势。非静电场强Ek——单位正电荷所受的非静电力从场的观点来看：非静电力对应非静电场Ek。把单位正电荷从负极B经电源内部移到正极A非静电场作功为电源外部回路Ek=0。非静电场场强沿整个闭合

6、回路的环流等于电源电动势，即第十章稳恒电流的磁场§10-2电流的磁场INS1）1819年，奥斯特实验首次发现了电流对磁极有力的作用，才逐渐揭开了磁现象与电现象的内在联系。在历史上很长一段时期里，人们曾认为磁和电是两类截然不同的现象。一、基本磁现象2）1820年，安培发现：放在磁体附近的载流导线或线圈会受到力的作用而发生运动——磁极对电流有力的作用。3）安培发现：电流与电流之间存在相互作用4）磁场对运动电荷的作用结论：磁现象与电荷运动有着密切的关系，运动电荷能产生磁效应，也能受磁力的作用S+N电子

7、束1822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分子电流，每个分子电流相当于一基元磁体；物质的磁性取决于内部分子电流对外界磁效应的总和。1.磁现象的本质是电流2.磁极不能单独存在电荷（不论静止或运动）在其周围空间激发电场，而运动电荷在周围空间还要激发磁场；【注意】：这里所说的运动和静止都是相对观察者说的，同一客观存在的场，在某一参考系表现为磁场，而在另一参考系中却可能表现为电场。运动电荷运动电荷静电荷电场静电荷磁场运动电荷运动电荷静电荷电场静电荷磁场在

8、电磁场中，静止的电荷只受到电力的作用，而运动电荷除受到电力作用外，还受到磁力的作用。电流或运动电荷之间相互作用的磁力是通过磁场而作用的，故磁力也称为磁场力。点电荷q0以同一速率v沿不同方向运动，实验发现：F⊥vF的大小随v方向而变化电荷q0沿磁场方向运动时，F=0；电荷q0垂直磁场方向运动时，F=Fmax二、磁感应强度B+++zxy在垂直与磁场方向改变运动电荷的速率v和电量q实验结果：1、在磁场中同一场点，比值Fm/(q0v)为一恒量；2、在磁场中不同场点，比值Fm/(q0v)的量值不同。大小：