大学物理D-06稳恒磁场-PPT精品课件.ppt

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1、第6章稳恒磁场（MagneticField)1Introduction从地下到地面、从地面到太空，磁场无所不在，人类和整个自然界就是在一个范围广泛的磁场中繁衍和进化。正因为如此，现代磁学的理论和应用不仅对物理学关系巨大，对现代农业和生物学也有重要的影响。本章将阐述恒定磁场的基本理论，首先引入描述磁场的物理量——磁感应强度，然后介绍毕奥－萨伐尔定律、磁高斯定律和安培环路定律以及磁介质的性质。在此基础上介绍一些磁学的应用，2运动电荷间的相互作用磁场稳恒磁场磁感应强度毕-萨定律磁场的高斯定理安培环路定理磁场的基本性

2、质洛仑兹力安培定律带电粒子在磁场中的运动霍耳效应磁力和磁力矩磁力的功顺磁质、抗磁质和铁磁质的磁化磁场强度介质中的安培环路定理学时：6结构框图31．理解用磁力或磁力矩定义磁感应强度的不同形式；2．掌握毕奥—萨伐尔定律，并能用于计算一些简单情况下电流的磁场分布；3．掌握磁通量、磁场中的高斯定理，并能由此说明磁场的性质；4．掌握安培环路定理，并能用于计算具有一定对称性分布的电流的磁场；5．理解磁矩的概念，会计算形状简单的载流导体在均匀磁场中或在无限长载流导线产生的非均匀磁场中所受的力以及载流平面线圈在均匀磁场中所受

3、的力矩，并能解简单的力学问题；6．会计算带电粒子在均匀磁场中的螺旋运动。会用洛仑兹力分析霍耳效应及回旋加速器、质谱仪的工作原理。教学目的和要求4◆理解毕奥-沙伐定律，熟练掌握用毕奥-沙伐定律定律和叠加原理计算一些特殊电流的磁感应强度。◆掌握安培环路定律及应用（掌握思想，记住几种特殊电流的磁感应强度，不考虑计算磁感应强度）。◆理解洛伦兹力和安培定律。教学重点56.0恒定电流与欧姆定律的微分形式++++++6.0.1电流电流密度电流为通过截面S的电荷随时间的变化率为电子的漂移速度大小单位:1A6++++++——Q

4、uickQuiz6.1(a)(b)下图中通过两截面S的电荷数目相同，电流是否相同？7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8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。9该点正电荷运动方向方向规定：大小规定：等于在单位时间内过该点附近垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷(通过垂直于电流方向的单位面积的电流）电流密度10恒定电流SI若闭合曲面S内的电荷不随时间而变化，有单位时间内通

5、过闭合曲面向外流出的电荷，等于此时间内闭合曲面里电荷的减少量.6.0.2电流的连续性方程恒定电流11恒定电场1）在恒定电流情况下，导体中电荷分布不随时间变化形成恒定电场；2）恒定电场与静电场具有相似性质（高斯定理和环路定理），恒定电场可引入电势的概念；3）恒定电场的存在伴随能量的转换.恒定电流12电源电动势理工v06-电动势和非静电力4m13非静电力:能不断分离正负电荷使正电荷逆静电场力方向运动.电源：提供非静电力的装置.非静电电场强度:为单位正电荷所受的非静电力.电动势的定义：单位正电荷绕闭合回路运动一周，

6、非静电力所做的功.+++---电动势+14电源的电动势和内阻**正极负极电源+_电源电动势大小等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功.电源电动势156.1.1稳恒磁场1.中国是磁的故乡中华民族很早就认识到了磁现象，指南针是中国古代四大发明之一，古代中国在磁的发现、发明和应用在许多方面都居于世界首位，可以说中国是磁的故乡。6.1稳恒电流的磁场16在春秋战国时期发明了最早的指示南北方向的指南器—司南。司南是利用天然磁石制成汤勺形，由其勺柄指示南方。17在北宋，先后制成了比司南先进的指南鱼和指南

7、针。北宋的沈括在其著作《梦溪笔谈》(公元1086年)中记述了4种指南针的用法：将指南针放在指甲上的指爪法(1)，将指南针放在碗口边上的碗唇法(2)，将指南针悬挂在新蚕丝上并用蜡粘住的缕悬法(3)，将指南针横贯灯尺而浮水面的浮针法(4)。还记述了指南针并不完全指南，而是略微东。因此，沈括最早提出了磁偏角。18在未采用指南针前，航海是白昼依靠太阳和夜里依靠恒星的位置来确定方向的,天文导航受天气影响很大，而指南针及其装有指示方位的罗盘则不受天气影响.指南针发明以后，很快就在航海上得到了应用。到明朝初年，郑和率领的远

8、航船队使用的航海图包括指南针罗盘导航的针路图和天文导航的过洋牵星图。明清两代的海船尾部已设有专放罗盘指南针的针房(图)。192.磁学的研究历程西方对磁现象的已经可以追溯到富兰克林，他发现雷电可以使钢针磁化。库仑和吉尔伯特也都做出了贡献解开电磁之间相互联系的划时代的试验是奥斯特电流磁效应的发现法拉第提出了磁场和磁感应线的概念20安培定量的解释了载流导线之间的磁相互作用,得到了安培定律，并且提出了分子环