大学物理 第7章 恒定磁场课件.ppt

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1、第7章恒定磁场本课时学习基本要求1、掌握磁感应强度的概念和定义。2、理解电流元产生磁场的概念，掌握毕--萨定律及解题步骤，并能计算一些简单问题中的磁感应强度。3、会用已知典型电流的磁场叠加求出未知磁场的分布。++++++7-1-1恒定电流1电流为电子的漂移速度大小单位:1A定义：为通过截面S的电荷随时间的变化率.7-1-2电动势非静电力: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.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+电源的电动势和

2、内阻**正极负极电源+_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NS7-2-1磁场磁针和磁针的相互作用；载流导线与载流导线的相互作用**在磁场中运动的电荷受到的磁力*磁铁与载流导线的相互作用；NSNSP*运动电荷运动电荷磁场7-2-2磁感应强度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某点P沿某一特定方向（或其反方向）运动时不受力，且此特定方向与小磁针指向一致.++带电粒子在磁场中沿其他方向运动时，其受力垂直于与该特定方向所组成的平面.当带电粒子在磁场中垂直于此特定方向运动时受

3、力最大.大小与无关单位特斯拉+磁感强度的定义：若带电粒子在磁场中某点向某方向运动不受力，且该方向与小磁针在该点指向一致，此特定方向定义为该点的的方向.磁感强度大小运动电荷在磁场中受力7-2-3磁感应线规定：曲线上每一点的切线方向就是该点的磁感强度B的方向，曲线的疏密程度表示该点的磁感强度B的大小.IIISNISNI磁场中某点处垂直矢量的单位面积上通过的磁感线数目等于该点的数值.磁感应线是闭合的。P*7-3-1毕奥—萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场)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12345678例判断下列各点磁感强度的方

4、向和大小.+++1、5点：3、7点：2、4、6、8点：毕奥—萨伐尔定律PCD*例1载流长直导线的磁场.解方向均沿x轴的负方向二毕奥---萨伐尔定律应用举例的方向沿x轴的负方向.无限长载流长直导线的磁场.PCD+IB电流与磁感强度成右螺旋关系半无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场*PIBXI真空中,半径为R的载流导线,通有电流I,称圆电流.求其轴线上一点p的磁感强度的方向和大小.解根据对称性分析例2圆形载流导线的磁场.p*p*3）4）2）的方向不变(和成右螺旋关系）1）若线圈有匝讨论*IS磁矩IS说明：只有当圆形电流的面积S很小，或场点

5、距圆电流很远时，才能把圆电流叫做磁偶极子.例2中圆电流磁感强度公式也可写成oI（5）*Ad（4）*o（2R）I+R（3）oIIRo（1）x作业7-27-47-57-67-7本课时学习基本要求1、理解稳恒电流磁场的高斯定理和安培环路定理；2、掌握磁通量的定义和计算方法；3、掌握用安培环路定理求磁感应强度的条件与方法；7-4-1磁通量：通过某一曲面的磁感线数为通过此曲面的磁通量.单位物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零（故磁场是无源的.）磁场高斯定理例如图载流长直导线的电流为I,试求通过矩形面积的磁通量.解先求，对非均匀磁场先给出后积分求.即在

6、真空的稳恒磁场中，磁感应强度沿任一闭合路径的积分的值，等于乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和.电流正负的规定：与成右螺旋时，为正；反之为负.注意安培环路定理7-4-3安培环路定理oo设闭合回路为圆形回路（与成右螺旋）无限长载流长直导线的磁感强度为对闭合回路对闭合回路问1）是否与回路外电流有关？2）若，是否回路上各处？是否回路内无电流穿过？当时，螺绕环内可视为均匀场.例1求载流螺绕环内的磁场2）选回路.解1）对称性分析；环内线为同心圆，环外为零.令7-4-4安培环路定理的应用举例例2求长直密绕螺线管内磁场解1)对称性分析螺旋管内为均匀场,方向沿轴

7、向,外部磁感强度趋于零，即.无限长载流螺线管内部磁场处处相等,外部磁场为零.2)选回路.++++++++++++磁场的方向与电流成右螺旋.MNPO例3无限长载流圆柱体的磁场解1）对称性分析2）选取回路.的方向与成右螺旋作业7-87-97-11S7-5-1安培力洛伦兹力由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场的作用力.安培定律磁场对电流元的作用力有限长载流导线所受的安培力安培定律意义磁场对电流元作用的力的大小为的方向垂直于和所组成的平面,且与同向.例1设在真空中有两根相距为d的无限长平行直导线，分别通以电流和，且电流的流向相

8、同，试求单位长度上的导线所受的安培力为多少？解：国际单位制中电流单位安培的定义在真空中两平行长直导线相距1m，通有大小相等、方向相同的电