大学物理第07章 恒定磁场第七章 恒定磁场课件.ppt

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1、恒定磁场第七章17-0教学基本要求7-1恒定电流7-2电源电动势7-3磁场磁感强度7-4毕奥-萨伐尔定律7-5磁通量磁场的高斯定理7-6安培环路定理7-7带电粒子在电场和磁场中的运动本章目录7-8载流导线在磁场中所受的力7-9磁场中的磁介质27-0教学基本要求二掌握描述磁场的物理量——磁感强度的概念。三理解毕奥－萨伐尔定律及其磁感强度的计算。一理解恒定电流、电流密度和电动势的概念。五理解洛伦兹力和安培力的公式。四理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理.六了解磁介质的磁化现象及其微观解释.3一电流电流密度++++++电流强度：通过截面S的电荷随时间的变化率:电子漂移速度的大

2、小电流密度：单位时间垂直通过单位面积的电量.45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.+++---+6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.+++---+电源电动势电源电动势的大小，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.71600年吉尔伯特论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体1800年伏打发明电堆，获得产生稳定电流的方法1820年奥斯特发现电流的磁效应1831年法拉第发现电磁感应现象1822年安培安培力分子电流观点磁学简史：战国时期——有文

3、字记载“磁石”东汉时期王充“司南”指南的记载描述；11世纪指南针“以磁石磨针锋,则能指南”(沈括)1833年楞次楞次定律1873年麦克斯韦电磁学通论1888年赫兹证实电磁波的存在慈石：以为母也，故能引其子7-3磁场磁感应强度8一、基本磁现象SNSN同极相斥异极相吸天然磁石磁性磁极ISN1820年奥斯特发现电流的磁效应同年安培发现载流导线及线圈受到磁力的作用电子束NS+在磁场中的载流线圈受到力矩的作用转动在磁铁、运动电荷（或电流）周围空间存在的一种特殊形式的物质。（比较电场的引入）1、磁场的概念磁场对磁体、运动电荷或载流导线有磁场力的作用；载流导线在磁场中运动时，磁场力要

4、作功——磁场具有能量。2、磁场的特性二、磁场磁感应强度运动电荷磁铁电流运动电荷磁铁磁场电流磁感应强度的定义:实验:运动电荷在磁场中受力：=0°时,f=0=90°时,f最大1)3)2)只与磁场的性质有关结论:1.磁感应强度(定义):大小:方向:沿运动电荷不受磁场力时的速度线大小洛仑兹力:+方向IP.7-4毕奥---萨伐尔定律一、毕奥---萨伐尔定律电流元θ有限长载流导线:方向判断：——右手定则毕奥-萨伐尔定律:θ—真空磁导率15例1载流长直导线的磁场.解二毕奥－萨伐尔定律应用举例方向均沿x轴的负方向PCD*16的方向沿x轴负方向PCD*17无限长载流长直导线PCD×半

5、无限长载流长直导线18无限长载流长直导线的磁场IBIBX电流与磁感强度成右手螺旋关系19例2圆形载流导线轴线上的磁场.p*解I分析点P处磁场方向得：由对称性可知，总场强沿x方向p*I21讨论R(c)oI×o(b)RI×（1）IRo(a)xoI(5)*p*I讨论（2）三磁偶极矩IS物质磁性起源的基本单元如图所示，有一长为l，半径为R的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通有电流I.设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度.例3载流直螺线管内部的磁场.PR××××××××××××××*24螺线管可看成圆形电流的组合解：由圆形电流磁场公式R××××××××××××

6、××*O得：25讨论（1）无限长的螺线管故（2）半无限长螺线管一端R××××××××××××××*P26向里向外27向里2128B29030圆电流的半径一样31四运动电荷的磁场S运动电荷的磁场32一．磁感应线：为形象地描述空间中磁场的分布而引入的曲线。磁感应线上任一点切线的方向——B的方向。方向：切线一磁感线33I直线电流的磁力线圆电流的磁力线I通电螺线管的磁力线(1)、磁场线为环绕电流的闭合曲线，磁场是涡旋场。(2)、任意两条磁场线在空间不相交。(3)、磁场线的环绕方向与电流方向可用右手定则表示。(4)、磁场线的疏密定性反映磁场的强弱34SN磁性起源的微观机制35条形

7、磁铁与通电螺线管的磁力线安培：一切磁现象的根源是电流，物质的磁性来源于分子电流36二磁通量磁场的高斯定理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.37磁通量：通过某曲面的磁感线数匀强磁场中，通过面元ds的磁通量：通过曲面S的磁通量38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）.磁场高斯定理任意闭合曲面的磁通量391240041例如图载流长直导线的电流为，试求通过矩形面积的磁通量.解xdx42一安培环路定理o若回路绕向为逆时针o43垂直于导线平面上任意形状的回路:推广(证明略):.LI(1)对空间任意