电流与磁场课件.ppt

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1、第十一章电流和恒磁场基本要求一、掌握磁感应强度的定义及物理意义。二、理解毕-沙定律，能计算规则形状的载流导体的磁场分布。三、理解磁场高斯定理和安培环路定理，掌握用安培环路定理计算磁感应强度的方法。六、了解磁介质和有磁介质时的安培环路定理。四、掌握用安培定理计算磁场对载流导线的作用。五、了解带电粒子在磁场中的运动。§11－1稳恒电流一、电流强度和电流密度大小：单位时间通过导体某一横截面的电量。方向：正电荷运动的方向。单位：A（安培）(11-1)2电流密度大小：通过垂直于该点正电荷运动方向的单位面积的

2、电流。方向：该点正电荷定向运动的方向。(11-2)1电流强度二、电流密度和电流强度的关系2.通过任一面积S的电流强度1.通过面元的电流电流I是通过某一面积的电流密度的通量。(11-2)（11-4）3.稳恒电流的条件(11-7)在电流场内作一任意闭合面S，则有三、导体的电阻(resistanceofconductor)金属和电解液导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线。这种性质的电阻称为线性电阻或欧姆电阻，具有这种性质的器件为线性器件。也有非线性器件。伏安特性曲线以电势差U作横坐标电流I作纵坐标。电阻

3、定义为两端电势差与电流之比电阻单位是(欧姆)：1=1VA-1，电阻的倒数称为电导，用G表示，单位是S(西门子)：1S=1-1。四、导体的电阻率(resistivityofconductor)导体材料电阻率决定于材料自身性质。金属材料的电阻率为:=0(1+t)，为电阻温度系数。纯金属线膨胀系数要小得多，可忽略其长度和截面积变化，R=R0(1+t)，可制成电阻温度计。常用电阻温度计有铜电阻温度计(-50℃150℃)和铂电阻温度计(-200℃500℃)。电阻率定义为电场强度E大小

4、与同点电流密度j大小之比电阻率单位m(欧姆米)。电阻率的倒数为电导率(conductivity)用表示，单位是Sm-1(西门子/米)。某些材料电阻率在其特定温度TC以下减小到接近零的现象称为超导现象。处超导状态的材料为超导体(superconductor)。TC称为超导转变温度，不同材料具有不同TC。钛的TC为0.39K，铝为1.19K，铅为7.2K，Hg-Ba-Ca-Cu-O系氧化物为134K等。超导体还具有其它一些独特的物理性质。五、欧姆定律(Ohm’slaw)取长l截面积S的细

5、电流管，根据欧姆定律I=U/R，其中I=jS，U=El，R=l/S，反映了金属导体导电的基本特性，电阻是常量，电流与电势差成正比。适用于金属导体，电解液和熔融盐。反映金属导体中任意一点上j与E之间的关系。适用于恒定电流的情形和变化的电流场。R是与U和I无关的常量。欧姆定律的微分形式：六、电功率(electricpower)和焦耳定律(Joule’slaw)在电流场中一细电流管运用焦耳定律，得P=I2R=(jS)2(l/S)=j2(lS)=j2单位导体体积的热

6、功率为热功率密度p=E2,焦耳定律的微分形式。如果电势能的降低全部转变为热能，则Q=A=I2Rt,P=I2R，焦耳定律的数学表达式。在电路中电场力作的功称为电流的功或电功。电流作功为dA=dqU=IUdt,U从A到点B电势降落。电流作的总功A=IUt，电功率为七电源的电动势1电源1）将正电荷从低电势处移至高电势处2）提供非静电力的装置。凡电源内部都有非静电力，非静电力使正电荷由负极经电源内部到达正极。=单位正电荷所受的非静电力。引入：非静电场强以维持恒定电势差的装置。2电动势ε内★结论：当电荷在

7、闭合电路中运动一周时，只有非静电力做功定义：内内(11-22)(11-22)(11-23)且只在电源内部做功。内外电源电动势=1.把单位正电荷沿闭路径移动一周时2.把单位正电荷经电源内部由负极移到内方向：单位：V（伏特）由负极经电源内部指向正极。非静电力的功；正极时非静电力的功。§11－2基本磁现象2.磁场可脱离产生它的“源”独立存在于空间；3.磁力通过磁场传递，作用于运动电荷或载流导线；4.磁场可对载流导线做功，所以具有能量。1.运动电荷电流磁场；磁场—运动电荷周围存在的一种物质。演示磁场电流相

8、互作用ISN一磁现象方向:小磁针的N极在该点的指向大小:单位:T(特斯拉)(高斯)1.实验结果+2.B的定义磁感应强度B单位正电荷以单位速度垂直磁场运动时受的磁力二、磁感应强度三、磁感应线（线）和磁通量1.磁感应线画法规定：2.磁感应线的性质用一簇空间曲线形象地描述磁场的分布。(1)切向表示的方向;（2）磁感应线是环绕电流的闭合曲线；（1）任两条磁感应线不相交。(2)密度表示的大小。线（3）磁感应线绕行方向与电流方向成右手关系。圆电流的磁感应线通电螺线管的磁感应线直线电流的磁感应线