大物真空稳恒磁场ppt课件.ppt

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1、真空中的恒定磁场目录§1磁感应强度高斯定理§2毕奥—萨伐尔定律§3安培环路定理§1带电粒子在磁场中运动§2磁场对电流的作用§3磁力的功磁场对运动电荷和电流的作用§1磁感应强度.磁场的高斯定理1.磁性：可吸引铁，镍，钴等物质2.磁极：两端处磁性最强3.磁力：磁极同性相斥，异性相吸4.指向：悬挂的条形磁铁会自动地转向南北方向，指向北方的磁极为北极(N)，指向南方的磁极为南极(S)一.基本磁现象二.电流的磁效应揭示出电流产生磁场揭示出电流受磁力的作用奥斯特实验安培实验揭示出载流导线之间有相互作用力相互吸引相互排斥载流导线间的作用三.安培分子电流假说

2、1.安培分子电流观点：物质的每个分子都存在着回路电流----分子电流3.结论：磁现象的本源是电荷的运动2.分子电流作定向排列，则宏观上就会显现出磁性来四.磁场磁作用通过磁场进行磁场运动电荷(电流)运动电荷(电流)磁场磁铁磁铁电流电流磁场方向:(规定)小磁针静止后，N极指向讨论：静止电荷电场运动电荷静止电荷受电场力作用运动电荷受五.磁感应强度a.电荷沿磁场方向进入磁场时，电荷不受磁力作用。1.实验结果------为该点处磁场的方向b.当电荷⊥磁场方向运动时，所受磁力最大。稳恒磁场中引入：运动检验电荷fmax方向⊥的平面静电场中引入：c.当电

3、荷沿与磁场成θ方向进入，所受磁力的大小正比于qvsinθ2.定义：----磁感应强度的大小单位：特斯拉(T)⊕vθBv//v⊥平行分量不受力方向：N极指向3.磁感应强度矢量：实验还表明：运动电荷q所受磁力平面，其指向还与电荷q的正负有关时，方向一致时，方向相反的单位六.磁力线(磁感应线)1.规定：a.曲线上任一点的切线方向为该点处的磁场方向b.通过某点垂直于的单位面积的磁力线数(磁力线密度)为该点的大小2.磁力线特点：①、一系列围绕电流、首尾相接的闭合曲线②、磁力线的环绕方向与电流的方向；环形电流绕行方向与磁力线方向都遵从右手螺旋法则七.磁场

4、的高斯定理磁通量：通过磁场中某一曲面的磁力线数单位：韦伯(Wb)dфB磁力线闭合，对闭合曲面S----磁场的高斯定理磁场是无源场§2毕奥—萨伐尔定律---真空磁导率一.毕奥-萨伐尔定律1、在P点的磁感应强度IdlP·θr2、的方向垂直于和组成的平面，指向遵从右手法则对任意载流导线说明：1.恒定电流是闭合的，不可能直接从实验中得出毕-萨定律2.闭合回路各电流元磁场叠加结果与实验相符，间接证明了毕-萨定律的正确性[例1]有一长为L的载流直导线，通有电流为I，求与导线相距为a的P点处的磁感应强度解：任取一电流元，它在P点的磁感应强度方向垂直于纸面向

5、内每个电流元在P点的磁场方向相同二.毕奥-萨伐尔定律的应用o讨论：1、无限长直导线可以看出：的大小与垂直距离a成反比2、P点在右侧、外侧，里侧，的方向？方向：圆心在直导线上，且与直导线垂直的一系列同心圆的切线，指向与电流成右手螺旋法则。其磁场随a增大而减小，故为非均匀磁场。3、半无限长4、延长线上[例2]半径为R的圆形载流导线通有电流I，试求其轴线上P点的磁感应强度解：取轴线为x轴任取一电流元方向如图由对称性可知，磁场沿轴线方向方向沿x轴正方向----满足右手螺旋关系•×R/r讨论：1.圆心处,x=04.载流线圈的磁矩2.x>>R3.x<

6、的方向仍沿x正向×[例3]试求一载流直螺线管轴线上任一点P的磁感应强度。设螺线管的半径为R，单位长度上绕有n匝线圈，通有电流I解：距P点l处任取一小段dl小段上匝数方向沿轴线向右讨论：1、无限长：密绕长直螺线管轴线上的磁感应强度各点都相等，与位置无关.2、半无限长（轴线上两端点）：β1=π/2β2→0或β1→πβ2=0.5π在半无限长直螺线管一端点处的磁感应强度恰好等于内部磁感应强度的一半。用毕—萨定律求电流的磁场：首先，确定各电流元在给定点产生的的方向是否一致相同时，直接用求的大小不同时，先求出在个坐标轴的投影，，，最后有三.运动电荷产生的

7、磁场1.取电流元，它在空间某点产生的磁感应强度为2.电流元内粒子数方向与电荷速度方向相同每个以速度运动、电量为q的电荷所产生的磁感应强度为vPrvPr+_.ק3安培环路定理以长直电流为例：问题：一.磁场的安培环路定理1、以无限长载流直导线为例磁场的环流与环路中所包围的电流有关3、若环路中不包围电流的情况？2、若环路方向反向，情况如何？若电流方向与积分路径成右手螺旋，I取正θ2θ1环路不包围电流，则磁场环流为零4、推广到一般情况——在环路L中——在环路L外则磁场环流为——安培环路定律恒定电流的磁场中，磁感应强度沿一闭合路径L的线积分等于路径L

8、包围的电流强度的代数和的倍环路上各点的磁场为所有电流的贡献b.电流流向与积分路径绕行方向满足右手螺旋法则时，电流为正；相反时电流为负c.回路外面的电流对的环流没有贡