大学物理电子教案-西安电子科技大学ppt课件.ppt

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1、《电磁学》多媒体教学课件西安电子科技大学理学院1第四章——稳恒磁场第四章稳恒磁场§1磁的基本现象和规律§2载流回路的磁场§3磁场的“高斯定律”与安培环路定理§4磁场对载流导线的作用§5带电粒子在磁场中的应用2第四章——稳恒磁场一、磁现象§1磁的基本现象和规律1、磁铁的磁现象磁极：N，S相互作用：同性相斥，异性相吸NSNNSS1920年7月2、电流的磁场3第四章——稳恒磁场§1磁的基本现象和规律奥斯特实验表明1、长直流导线与之平行放置的指针受到力偏转－电流的磁效应2、磁针是在水平面内偏转的－横向力3

2、、突破了非接触的物体之间只存在有心力的观念－拓宽了作用力类型4第四章——稳恒磁场§1磁的基本现象和规律相关实验9.18Ampere圆电流对磁针作用9.25Ampere平行电流对磁针作用9.25Arago钢片被电流磁化5第四章——稳恒磁场§1磁的基本现象和规律Ampere通电导线受马蹄形磁铁作用而运动相关实验6第四章——稳恒磁场§1磁的基本现象和规律螺线管与磁铁相互作用时显示出N极和S极相关实验7第四章——稳恒磁场§1磁的基本现象和规律一系列实验表明磁铁－－－磁铁电流－－－电流都存在相互作用8第四章—

3、—稳恒磁场§1磁的基本现象和规律3、安培分子电流假说：安培人为磁铁的磁性与电流的磁性的起源是相同的。磁铁的磁性来自于铁磁物质的分子电流。总而言之，所有的磁性都来自于的电流。4、运动电荷产生磁现象！二、磁场1、磁场的概念：磁场就是运动电荷激发或产生的一种物质。2、基本任务：用什么物理量描写磁场；运动电荷产生磁场的规律；磁场对运动电荷作用的力。9第四章——稳恒磁场§1磁的基本现象和规律单位特斯拉+磁感强度的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时，受力将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

4、10第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨伐尔定律P*一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11第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨伐尔定律12345678例判断下列各点磁感强度的方向和大小.+++1、5点：3、7点：2、4、6、8点：毕奥—萨伐尔定律12第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨伐尔定律PCD*解方向均沿x轴的负方向二、载流直导线的磁场13第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨伐尔定律的方向沿x轴的负方向.无限长载流长直导线的磁场.PCD+14第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨

5、伐尔定律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*PIBX15第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨伐尔定律I真空中,半径为R的载流导线,电流I,求其轴线上一点p的磁感强度的方向和大小.解根据对称性分析三、圆形载流导线的磁场.p*16第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨伐尔定律p*17第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨伐尔定律3）4）1）若线圈有匝讨论*2）的方向不变(和成右螺旋关系）18第四章——稳恒磁场§2毕奥—萨伐尔定律oI（5）*Ad（4）*o（2R）I+R（3）oII

6、Ro（1）x19第四章——稳恒磁场一磁场高斯定理规定：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.III§3磁场高斯定理和安培环路定理1.磁通量20第四章——稳恒磁场SNISNI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.§3磁场高斯定理和安培环路定理21第四章——稳恒磁场单位§3磁场高斯定理和安培环路定理22第四章——稳恒磁场物理意义：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§3磁场高斯定理和安培环路定理2

7、.磁场的高斯定理23第四章——稳恒磁场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.解先求，对变磁场给出后积分求§3磁场高斯定理和安培环路定理24第四章——稳恒磁场§3磁场高斯定理和安培环路定理o设闭合回路为圆形回路（与成右螺旋）载流长直导线的磁感强度为二安培环路定理1.安培环路定理的证明若电流反向，环路方向不变，25第四章——稳恒磁场对任意形状的回路与成右螺旋§3磁场高斯定理和安培环路定理电流在回路之外26第四章——稳恒磁场多电流情况以上结果对任意形状的闭合电流（伸向无限远的电流）均成立.

8、安培环路定理§3磁场高斯定理和安培环路定理27第四章——稳恒磁场2.安培环路定理的表述即在真空的稳恒磁场中，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：§3磁场高斯定理和安培环路定理28第四章——稳恒磁场例求长直密绕螺线管内磁场§3磁场高斯定理和安培环路定理.BrBzBr......znII反射面解：∵n大(密绕)，∴螺距小，螺线管可简化为由一匝匝平面圆电流圈并排排列所