大学物理第10-11章-电流和磁力.ppt

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1、电流和磁场第十、十一章§10.1电流密度§10.2稳恒电流§10.3欧姆定律的微分形式§10.4磁场力和磁感应强度§10.5毕奥－萨伐尔定律§10.6磁场的安培环路定理§10.7与变化电场相联系的磁场§10.8电场和磁场的相对性电流强度电流强度——单位时间内通过某截面的电量。电流强度§10-1电流电流密度一电流——是由大量电荷作定向运动形成的。电流的单位：安培，符号为A虽然电流有方向，但电流是标量，不是矢量。二、电流密度对大块导体不仅需用物理量电流强度来描述，还需建立电流密度的概念，进一步描述电流强度的分布。定义：电流密度大小：方向//IdI对任意小面元，对任

2、意曲面S：I电流强度通过的电量为体积带电粒子数密度n定义：电流密度dI载流子定向移动速度q—载流子电荷另外的带电粒子电量和为形象描写电流分布，引入“电流线”的概念：1）电流线上某点的切向与该点的方向一致；电流线2）电流线的密度等于J，三、电流线P∵电流有热效应，故应限制J的大小：例如对Cu导线要求：（粗）（细）对于超导导线，J可达104A/mm2。超导现象及应用磁悬浮线圈高温超导高温核磁共振脸部超导仪简介：1、利用特定正负电极导入精华素，深层美白，2、营养肌肤并高效清除痤疮，防止皮肤衰老3、淡化色斑，抚平细纹，使皮肤晶莹剔透恢复青春光彩§10.2稳恒电流一、

3、稳恒电流电流场中每一点的电流密度的大小和方向均不随时间改变。对闭合曲面S有：二、稳恒条件稳恒条件：欧姆定律（U=a-b）对一段均匀金属导体：电阻─电阻率单位：电导：单位：（西门子）─电导率，单位：考虑一段体元三、欧姆定律微分形式——欧姆定律微分形式上式对非稳恒电流也成立。电源：能提供非静电力的装置称为电源。电动势：把单位正电荷绕回路一周非静电力所作的功定义为电源的电动势。表示非静电场强度.非静电场强度只存在于电源内部故在外电路上有（下一页）四、电动势电动势虽不是矢量，但有方向：通常把电源内部电势升高的方向，即从负极经电源内部到正极的方向，规定为电动势的方

4、向。（下一页）上式可改写为表示电源电动势的大小等于把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。10.3磁力与电荷的运动静止电荷静止电荷静电力运动电荷运动电荷磁力磁力现象：1.永磁体同极相斥，异极相吸磁铁磁铁SNSN2.磁体对电流的作用3.奥斯特实验磁体电流电流磁体电流磁体4.磁体对运动电荷的作用电子束NS+5.平行电流间的相互作用磁体运动电荷电流电流磁铁磁铁磁铁电流运动的电荷电流电流磁铁运动的电荷运动的电荷运动电荷之间相互作用的表现磁力：磁现象的电本质磁现象的电本质安培指出：NS天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动。分子电流电荷的运动是一切磁现

5、象的根源。运动电荷磁场对运动电荷有磁力作用磁场10.4磁场与磁感应强度运动电荷（磁铁、电流）在其周围空间存在磁场运动的电荷运动的电荷磁场静止电荷静止电荷静电场一、磁场概念的引入太阳风与地磁场电流磁效应的发现电和磁究竟有没有联系？这是先人经常思索的问题，库仑先后建立电力和磁力的平方反比定律，说明他们有类似的规律。但是相似性不等于本质上有联系。17世纪初，吉尔伯特就作过断言，认为两者没有关系，库仑也持同样观点。但仍有许多科学家认为，电和磁是有联系的。丹麦的物理学家奥斯特就坚信电和磁一定可以相互转换，在此坚定信念支持下，他反复探索，终于揭示了自然界这一奥秘。奥斯特丹

6、麦哥本哈根大学的物理学教授1820年4月的一个晚上，奥斯特正在向听众演讲有关电和磁的问题，他一边讲一边做实验。他把磁针移向导线下方。正当助手接通电池的一瞬间，他看到磁针有一轻微晃动。这正是奥斯特盼望多年的反应。演讲会后奥斯特接连几个月研究这一新现象。开始他还是用细铂丝做实验，后来他终于认识到，磁效应强的不是金属细丝，更不必用贵重的白金，任何金属都可以。后来，他有了更强大的伏打电池。1820年7月21日，奥斯特用拉丁文以四页的篇幅简洁地报告了他60余次实验的结果。这篇历史性的文献立即轰动了整个欧洲。地磁场与指南针地磁场线指南针成就了航海，航海催生了地磁图，地

7、磁图吸引了Gauss…Gauss创立了磁学基础磁场对电流的作用(1)磁场对载流导线的作用；(2)磁场对载流回路的作用；(3)两载流体之间的相互作用同向反向运动电荷运动电荷磁场磁场的性质(1)对运动电荷(或电流)有力的作用;(2)磁场有能量。运动电荷电场磁场二、磁感应强度1.当点电荷沿某方向运动时，它不受磁场力作用——磁场方向2.当点电荷垂直于磁场方向运动时，它所受的磁场力最大，用表示但对磁场中某一指定点而言，与的比值是一个与和的大小都无关的恒量，这恒量仅与磁场在该点的性质有关。定义磁感应强度B为磁感应强度B:磁感应强度B具有叠加的性质(高斯)方向:小磁针在该点

8、的N极指向单位:T(特斯拉)大小:三、