大学物理下1毕奥萨伐尔定律.ppt

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1、1自然界的各种基本力可以互相转化。究竟电是否以隐蔽的方式对磁体有作用？17世纪，吉尔伯特、库仑曾认为：电与磁无关！1731年英国商人雷电后，刀叉带磁性！1751年富兰克林莱顿瓶放电后，缝衣针磁化了！1812年奥斯忒一、磁力与磁现象(Magneticforcesandmagneticphenomena)8.1磁场磁感应强度(MagneticField)第八章恒定磁场(SteadyMagneticField)21820年4月奥斯忒在哥本哈根大学讲学电与磁接通电源时，放在边上的磁针……II1820年7月21日，以拉丁文报导了60次实验的结果

2、。在历史上第一次揭示了电现象和磁现象的联系，对电磁学的发展起着重要的作用。1、奥斯特实验（电流的磁效应）32.两段平行放置的并两端固定的导线同向相吸异向相斥事实说明：运动电荷在其周围不仅会产生电场，也会产生磁场。则在其间的运动电荷就会受到这两个场施于它的力。电流（运动电荷）电场磁场电流（运动电荷）描述磁场性质的物理量用磁感应强度来描述。4静止电荷静止电荷运动电荷运动电荷3.磁场只对运动电荷起作用静止电荷运动电荷相互作用电电电+磁磁场由运动电荷(或电流)产生；磁场对运动电荷(或电流)有力的作用；静止电荷电场运动电荷电场磁场粒子受力5二、

3、磁场磁感应强度（MagneticField）q0P一稳恒电流I，在其周围存在电场，场强为一试验电荷q0静止放在P点，则其受到的电场力2)当q0是运动的，通过P点的速度为，此时受的力的大小与方向与上电场力都不同，设受力为前一项与电荷运动速度无关后一项与电荷运动速度有关I6与电荷运动速度有关的力，称为磁力；磁力仅仅对运动电荷才会出现，通常称洛仑兹力。1、磁感应强度的大小实验表明：磁力的大小与、有关，与成正比，与的方向有关。此B称为P点磁感应强度的大小速度沿某一特殊方向时，受磁力为零。磁线（运动电荷沿此磁线方向运动时，不受磁力）7磁线2、磁

4、感应强度的方向实验表明：磁力的方向是沿与磁线所构成的平面的法线方向。当时，此时受的磁力最大这时：和磁线三者互相垂直所指的方向称为磁感应强度的方向，它与磁线平行。定义：单位：特斯拉(T)，高斯(G)星际空间地球表面太阳表面回旋加速磁体超导P脉冲星0.01T1T100T83.洛仑兹力公式运动电荷在磁场中受力为：运动电荷在电磁场中受力：电场力，与电荷的运动状态无关磁场力，运动电荷才受磁力洛仑兹力公式：大小：方向：右手螺旋定则磁线B9三、毕奥----萨伐尔定律（Biot-Savartlaw）电流元(CurrentElement)：由实验总结：

5、一电流元在某P点产生的磁场的磁感应强度为：毕奥---萨伐尔定律大小：方向：真空中的磁导率(permeability)1、毕奥----萨伐尔定律10一段长为L的直导线其在P点产生的是各个在该处产生的的矢量叠加。2、应用简单形状载流导线的磁场：1)载流直导线产生的磁场2)载流圆线圈产生磁场复杂的可看做是这两种简单的叠加。11例1载流直导线的磁场(导线长度为L，载流为I）ILa解：在P点的OP※长为L的直导线在P点的长直导线上每个电流元的磁场的方向都相同12做代换：得：方向：以直导线为轴线的圆周的切线方向，与电流构成右手螺旋法则大小：，离

6、导线越远，B越小ILaOP13特例：1)导线无限长时2)半无限长时aILaOP14例2载流圆线圈轴线上的磁场解：电流元产生的磁场垂直分量相互抵消，只剩下平行分量的标量叠加。※载流圆线圈轴线上产生磁场例2载流圆线圈轴线上的磁场(半径R，载流为I)15做代换：这里是线圈所围面积。引入磁偶极子(MagneticDipole)的概念磁矩(magneticdipolemoment)：16特例：1)圆心处2)无限远处电偶极子磁偶极子电偶极矩磁偶极矩-+17任取电流元在场点O的磁感强度方向各电流元的磁场方向相同大小直接相加也可直接计算圆心处的磁场：

7、垂直纸面向外大小为18方向解：RIabIdl例4一条载有电流I的无限长导线弯成图示形状。求：O点的磁感应强度B。IRO例3一段圆弧圆电流在其曲率中心处的磁场ab19所有dB的方向都一样：例5宽度为a的无限长金属平板，均匀通电流I，求：图中P点的磁感应强度。Ix0Pd解：建立坐标系将板细分为许多无限长直导线每根导线宽度为dx通电流xdx20R例6求长为的直螺线管中心轴线上的。其中半径为R，单位长度的匝数为n。Oxxdx解：取一dx段螺线管元此螺线管元相当于圆线圈方向向右21代换：特例：1)无限长螺线管2)在螺线管的两个端点任何密绕细

8、长螺线管内部轴线上的磁场是匀强的xR22例7内外半径分别为R1、R2，面电荷密度为σ的均匀带电非导体平面圆环，绕轴线以角速度ω旋转时，求圆环中心的磁感应强度。解：当平面圆环旋转时，其上电荷作圆周运动形成电流，在空间激发磁