第八章恒定电流的磁场ppt课件.ppt

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1、第八章稳恒电流的磁场静电荷运动电荷稳恒电流静电场稳恒磁场电场磁场学习方法：类比法一、电流电流密度传导电流:电荷的定向运动形成电流。方向：规定为正电荷运动方向。大小：单位（SI）：安培（A）电流强度——单位时间内通过某截面的电量。(标量)§8-1恒定电流恒定电流：电流的大小和方向不随时间而变化。几种典型的电流分布粗细均匀的金属导体粗细不均匀的金属导线半球形接地电极附近的电流二、电流线为了形象的描述出导体中的电流而在导体中画的一些线,线上各点的切线方向与正电荷移动方向一致，这样的线为电流线。几种典型的电流分布电阻法勘探矿藏时的电流同轴电缆中的漏电流可见，导体中

2、不同部分电流分布不同，电流强度I不能细致反映导体中各点电流分布。导体中某点的电流密度，数值上等于通过该点场强方向垂直的单位截面积的电流强度。方向：该点场强的方向。当通过任一截面的电量不均匀时，用电流强度来描述就不够用了，有必要引入一个描述空间不同点电流的大小的物理量。三、电流密度电流密度和电流强度的关系穿过某截面的电流强度等于电流密度矢量穿过该截面的通量。电流强度是电流密度的通量。太阳能电池美军薄膜太阳能电池帐篷锂电池电源+–在回路中有稳恒电流流动就不能单靠静电场，必须有非静电力把正电荷从负极板搬到正极板才能在导体两端维持有稳恒的电势差。提供非静电力的装置

3、就是电源。静电力欲使正电荷从高电位到低电位。非静电力欲使正电荷从低电位到高电位。二、电源的电动势描述电源非静电力作功能力大小的量，就是电源电动势。+–非静电场强电源电动势等于单位正电荷绕闭合回路一周过程中，非静电力所做的功。电动势描述电路中非静电力做功本领电势差描述电路中静电力做功一、基本磁现象磁场SNSNISN同极相斥异极相吸电流的磁效应1819年奥斯特天然磁石§8-2磁感应强度电子束NS+磁现象：1、天然磁体周围有磁场；2、通电导线周围有磁场；3、电子束周围有磁场。表现为：使小磁针偏转表现为：相互吸引排斥偏转等4、通电线能使小磁针偏转；5、磁体的磁场能

4、给通电线以力的作用；6、通电导线之间有力的作用；7、磁体的磁场能给通电线圈以力矩作用；8、通电线圈之间有力的作用；9、天然磁体能使电子束偏转。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象的根源。运动电荷磁场对运动电荷有磁力作用磁场方向:小磁针在该点的N极指向单位:T(特斯拉)(高斯)大小:磁力+二、磁感应强度运动电荷在磁场中受力：运动电荷的磁场力垂直于v和B确定的平面人体磁场极弱，如心电激发磁场约3×10-10T。测人体内磁场分布可诊断疾病，图示磁共振图像。地球磁场约5×10-5T。大型电磁铁磁场可大于2T。超导磁

5、体能激发高达25T磁场；原子核附近可达104T；脉冲星表面高达108T。一些磁场的大小：一、稳恒电流的磁场电流元IP.表示电流元矢量，方向为电流的方向；表示真空磁导率；表示电流元指向场点的矢径；表示电流元与的夹角。§8-3毕奥--沙伐尔定律对一段载流导线方向判断：的方向垂直于电流元与组成的平面，和及三矢量满足矢量叉乘关系。——右手定则毕奥-萨伐尔（Biot-Savart）定律二、运动电荷的磁场IS电流电荷定向运动电流元载流子总数其中电荷密度速率截面积运动电荷产生的磁场XY已知：真空中I、1、2、a建立坐标系OXY任取电流元大小方向aP统一积分变量三、毕

6、奥---沙伐尔定律的应用1.载流直导线的磁场XYaP或：无限长载流直导线半无限长载流直导线直导线延长线上+apR2.圆型电流轴线上的磁场已知:R、I，求轴线上P点的磁感应强度。建立坐标系OXY任取电流元分析对称性、写出分量式大小方向统一积分变量结论方向：右手螺旋法则大小：xpR载流圆环载流圆弧II圆心角圆心角载流线圈的磁矩对于通电平面载流线圈练习求圆心O点的如图，OI例题8-1氢原子中电子绕核作圆周运动求:轨道中心处电子的磁矩已知解:又方向方向例题8-2均匀带电圆环qR已知：q、R、圆环绕轴线匀速旋转。求圆心处的解：带电体转动，形成电流。例题8-3均匀带电

7、圆盘已知：q、R、圆盘绕轴线匀速旋转。解：如图取半径为r,宽为dr的环带。qRr求圆心处的及圆盘的磁矩元电流其中qRr线圈磁矩如图取微元方向：方向:小磁针在该点的N极指向大小:磁感应强度运动电荷在磁场中受力：运动电荷的磁场力垂直于v和B确定的平面上节回顾：电流密度矢量:电流强度与电流密度的关系：电源的电动势：磁感应强度：运动电荷在磁场中受力：上节回顾：上节回顾：1、毕奥-萨伐尔定律2、运动电荷产生的磁场无限长直导线半无限长直导线直导线延长线上3、载流直导线的磁场载流圆环载流圆弧4、圆电流轴线上的磁场5、载流线圈的磁矩上节回顾：一、磁感应线(或磁力线线)方向

8、：切线大小：§8-4稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理I直线电流圆电