第7章稳恒磁场解读ppt课件.ppt

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1、第七章恒定磁场磁力也是电荷之间的一种相互作用的力。关于电荷之间的相互作用，有四种情况：（1）静止电荷对静止电荷的作用力静电场1（2）静止电荷对运动电荷的作用力静电场位于静电场中的电荷，不管它是静止还是运动，都要受到静电场力的作用。（3）做匀速直线运动的电荷对静止电荷的作用力电场2由相对论可以证明运动电荷激发的电场一般来说是非静电场，即非保守场。而低速运动电荷的电场仍然是静电场。（4）运动电荷对运动电荷的作用力电场和磁场3当电荷相对观察者运动时，空间除了存在电场外，还存在另一种场，就是磁场。电场对静止的或运动的电荷都施与力的作用。而磁场只对运动电荷施加力的作用。§7.1磁场磁感应

2、强度一、基本磁现象磁现象的发现要比电现象早得多，早期发现的磁现象仅限于磁铁之间的相互作用。最初人们利用磁铁进行实验时，发现了这样一些基本的磁现象。1、物质的磁性4（1）磁性：天然磁铁（磁石）能吸引铁、钴、镍等物质的这种性质，称为磁性。条形磁铁或磁针的两端磁性特别强，称为磁极。（2）磁铁的指向性：如上图所示。5（3）磁极与磁极之间有相互作用力同性磁极互相排斥，异性磁极互相吸引。磁铁具有指向性的事实说明，地球本身是一个巨大的磁铁，它的N极位于地理南极的附近，它的S极位于地理北极的附近。6（4）磁极与电荷的基本区别实验中人们还发现，磁铁的两个磁极，不可能分割成为独立存在的N极或S极。

3、无论把磁铁分得多小，每一个很小的磁铁仍具有N、S两极。自然界没有独立存在的N极或S极，既磁单极子不存在。但是有独立存在的正电或负电荷，这是磁极与电荷的基本区别。2、电流的磁效应人们对磁现象的研究虽然很早，但一直把它作为与电现象相独立的一种现象来研究，而没有认识到二者间的联系。直到十九世纪初，电流的磁效应的发现，才使人们认识到磁现象起源于电荷的运动，磁现象和电现象之间有着不可分割的联系。7（1）电流对磁铁的作用力1819—1820年间，丹麦科学家奥斯特发现电流能够产生磁效应。如图所示，如果周围没有其他磁性物质，小磁针仅仅受到地磁的作用，一头指北，一头指南。若在小磁针附近放置一根通

4、有电流的导线，小磁针将不再指南北，而发生偏转，最后达到一个新的平衡位置。这一实验事实说明，电流对磁极有作用力，既电流也能够产生磁效应。8（2）磁铁对电流的作用力1820年安培发现磁铁对电流有也有作用力。（3）磁铁对运动电荷的作用力在磁铁存在的空间中，电子射线束会发生偏转。9＋－SN（4）电流与电流之间的作用力以上实验事实揭示出了电现象和磁现象之间的联系。从场的观点来考虑，电流和磁铁都能在周围的空间激发磁场，磁场对电流和磁铁都施加作用力，统称为磁力。10二、磁场静止电荷静电场静止电荷与静电场相类比，可以认为，磁铁或电流在自己周围的空间里激发一个磁场，而磁场的基本属性是对位于其

5、中的任何其它磁极或电流施加磁力的作用力。磁铁磁铁电流电流磁场螺线管和磁棒之间的相似性，启发我们提出这样的问题：磁铁和电流是否在本源上是一致的？111820年。法国科学家安培提出了这样一个假说：组成磁铁的最小单元(磁分子)就是环形电流。若这样一些分子环流定向地排列起来，在宏观上就会显示出N、S极来。如图所示，这就是安培分子环流假说。现在我们已经清楚地知道，原子是由带正电的原子核和绕核旋转的负电子组成的。电子不仅绕核旋转，而且还有自旋。原子、分子等微观粒子内电子的这些运动形成了“分子环流”，这便是物质磁性的基本来源。12运动电荷磁场运动电荷这是最基本的磁与电之间的关系。

6、根据场的观点，我们可以把运动电荷之间的磁相互作用问题分成两部分来考虑。首先，我们要确定由给定的运动电荷或电流的分布所建立起来的磁场；然后，再来计算磁场对位于磁场中的其他运动电荷或电流所施的磁力作用。三、磁感应强度对于磁场，我们用磁感应强度这一物理量来描写。磁感应强度的定义方法有多种，我们采用借助于运动的试探电荷来定义磁感应强度。让试探电荷以速度通过磁场中某点，测其受到的磁场力。13测量磁感应强度的设计性实验：NS实验表明：(1)令q沿不同的方向通过P点，可以发现，当14q沿某一特定方向(或其反方向)运动时，。我们规定，矢量的方向沿运动试探电荷不受力时的取向。实际上这样规定的方向

7、也就是将一个小磁针放在磁场中处于平衡位置时，小磁针的N极所指的方向；(2)当q沿其它方向运动时，它所受的磁力的方向总是与矢量和所组成的平面垂直。而正电荷与负电荷受力的方向是相反的；(3)如果电荷q在P点沿着与磁场方向垂直的方向运动时，我们会发现，q所受的磁力为最大，既15定义磁感应强度的大小：在国际单位制中磁感应强度的单位的名称叫特斯拉，简称特，符号为T。在高斯单位制中，磁感应强度的单位的名称叫高斯，符号为G。两个单位的换算关系是：1T=104G。四、磁场的叠加原理空间某一点的总磁场等于每个