大学物理 稳恒磁场ppt课件.ppt

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1、第15章稳恒磁场主要内容磁力与电荷的运动磁场与磁感应强度毕奥-萨伐尔定律匀速运动点电荷的磁场安培环路定理利用安培环路定理求磁场分布与变化电场相联系的磁场电场和磁场的相对性和统一性12教学基本要求１掌握描述磁场的物理量——磁感强度的概念，理解它是矢量点函数.２理解毕奥－萨伐尔定律，能利用它计算一些简单问题中的磁感强度.３理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理.理解用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法.23一、基本磁现象1、自然磁现象☆磁性：具有能吸引铁磁物资(Fe、Co、Ni）的一种特性。☆磁体：具有磁性的物体☆磁极：磁性集中的区域☆地磁：地球是一个大磁体。磁极

2、不能分离，（正负电荷可以分离开）15.1磁力与电荷的运动34地核每400年比地壳多转一周地壳地核地幔NS地球的磁极每隔几千年会发生颠倒45２、磁现象起源于运动电荷I后来人们还发现磁电联系的例子有：磁体对载流导线的作用；通电螺线管与条形磁铁相似；载流导线彼此间有磁相互作用；……1819－1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应。1820年4月，奥斯特做了一个实验，通电流的导线对磁针有作用，使磁针在电流周围偏转。上述现象都深刻地说明了：磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系。56安培的分子电流假说３、磁力②、近代分子电流的概念：轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子

3、电流一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。①1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。磁体与磁体间的作用；电流与磁体间的作用；磁场与电流间的作用；磁场与运动电荷间的作用；均称之为磁力。6⒈磁铁　　磁铁NS⒉电流　　磁铁I⒊电流　　电流II磁力是运动电荷之间相互作用的表现781、磁场(magneticfield)1）磁力的传递者是磁场2）磁场是由运动电荷所激发，参考系是观察者3）磁场对外的重要表现电流(或磁铁)磁场电流(或磁铁)静止电荷激发

4、静电场运动电荷可同时激发电场和磁场。(1)磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用；(2)载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体作功，表明磁场具有能量。磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。15.2磁场与磁感应强度8运动电荷1运动电荷2磁场1磁场2实验表明：2、磁感应强度利用磁感应强度来描述磁场9总结出：磁感应强度SI单位：T(Tesla)orWb/m21T=104G(Gauss)叠加原理：磁通量：SI单位：Wb10111、磁力线常见电流磁力线：直电流，圆电流，通电螺线管的磁力线。1）什么是磁力线？I2）磁力线特性三、磁通量磁场中的高斯

5、定理①、磁力线是环绕电流的闭合曲线，磁场是涡旋场。②、任何两条磁力线在空间不相交。③、磁力线的环绕方向与电流方向之间遵守右螺旋法则。1112dm是⊥穿过dS面的磁力线条数（即磁通量）。3）用磁力线描述磁场强弱规定：通过垂直于磁力线方向的单位面积的磁力线数等于这一点磁感应强度的大小。即B的另一单位1213穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿过该曲面的磁通量，用符号Φm表示。3、磁场中的高斯定理这说明i)磁力线是无头无尾的闭合曲线，ii)磁场是无源场，磁场无磁单极存在。2、磁通量由于磁力线是无头无尾的闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的总磁通量必为零。qS1314

6、1）电流元的方向：为线段中电流的方向。1、毕奥－沙伐尔定律(ThelawofBoitandSavart)15.3、毕奥－沙伐尔定律若磁场中，电流元到某点P的矢径为，则电流元在P点产生的磁感应强度的大小与成正比，与经过小于的角转到矢径的方向角的正弦成正比，与的平方成反比，其方向为的方向。14152）在（SI）制中3）B的方向dB⊥Idl与r组成的平面，且dB与dl×r0同向。P真空磁导率1516整个载流导体在P点的磁感应强度则是电流元在P点产生的dB之矢量和式中r0是电流元指向P点的矢径的单位矢。电流元在P点产生的磁感应强度的矢量式为16172、定律应用由Id

7、l×r确定电流元在P点的dB的方向将dB向选定的坐标轴投影，然后分别求出1718（1）载流直导线的磁场：解：取电流元Idl，P点对电流元的位矢为r，电流元在P点产生的磁感应强度大小为方向垂直纸面向里，且所有电流元在P点产生的磁感应强度的方向相同，所以dBPaIdll1819设垂足为o,电流元离o点为l，op长为a，r与a夹角为则BdyOxzP●Idlal1920因为所以(请记住！)2021※关于角的有关规定：※长直电流的磁场角增加的方向与电流方向相同，则为正，反之，则为负(请记住！)2122半长直电流的磁场半长直电流：垂足与电流的一端重合，而直电流

8、的另一段是无限长。2223（2）圆电流