大學(xué)物理 第七章穩(wěn)恒磁場

1、本章題頭內(nèi)容提要第一節(jié)司南奧斯特實(shí)驗(yàn)電子束偏轉(zhuǎn)雙電流作用磁雙極不可分磁起源結(jié)論1822年法國科學(xué)家安培提出了有關(guān)物質(zhì)磁性本質(zhì)的假說年法國科學(xué)家安培提出了有關(guān)物質(zhì)磁性本質(zhì)的假說 一切磁現(xiàn)象的根源都是電流一切磁現(xiàn)象的根源都是電流. . 磁性物質(zhì)的分子中，存在著小的回路電流，稱為磁性物質(zhì)的分子中，存在著小的回路電流，稱為 分子電流分子電流-+vNSNSNS磁中性磁中性NS 磁鐵的磁性是分子電流形成的磁鐵的磁性是分子電流形成的 如果某種物質(zhì)的分子電流都按一定方向排列起來，如果某種物質(zhì)的分子電流都按一定方向排列起來， 這種物這種物質(zhì)在宏觀上就會顯示出質(zhì)在宏觀上就會顯示出N N、S S極來極來 。第二節(jié)一

2、、磁場一、磁場磁場磁場電流電流電流電流 一切磁現(xiàn)象，都是由運(yùn)動電荷或電流產(chǎn)生一切磁現(xiàn)象，都是由運(yùn)動電荷或電流產(chǎn)生的的在運(yùn)動電在運(yùn)動電荷的周圍會產(chǎn)生磁場荷的周圍會產(chǎn)生磁場磁場的主要表現(xiàn)是：對磁場中的運(yùn)動磁場的主要表現(xiàn)是：對磁場中的運(yùn)動電荷或載流導(dǎo)體有磁力的作用電荷或載流導(dǎo)體有磁力的作用. .這種作用是通過這種作用是通過“場場”來傳來傳遞的遞的. . 磁場對磁鐵、對電流、對運(yùn)動電荷均有磁作用力；磁場對磁鐵、對電流、對運(yùn)動電荷均有磁作用力； 磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)，它的物質(zhì)性表現(xiàn)在磁場磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)，它的物質(zhì)性表現(xiàn)在磁場 具有一定的能量具有一定的能量. 磁場是一個(gè)矢量場磁場是一個(gè)矢量場二、磁感應(yīng)

3、強(qiáng)度矢量二、磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量1. 1.磁場對運(yùn)動電荷的作用磁場對運(yùn)動電荷的作用(a) (a) 當(dāng)運(yùn)動電荷的速度方向與該點(diǎn)小磁針當(dāng)運(yùn)動電荷的速度方向與該點(diǎn)小磁針N N極的指向平行時(shí)，極的指向平行時(shí)，運(yùn)動電荷不受磁力作用。運(yùn)動電荷不受磁力作用。(b)(b)當(dāng)運(yùn)動電荷以某一速率沿垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向進(jìn)入當(dāng)運(yùn)動電荷以某一速率沿垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向進(jìn)入磁場時(shí)，它所受到的磁力最大磁場時(shí)，它所受到的磁力最大. .maxFq v實(shí)驗(yàn)證明：實(shí)驗(yàn)證明：vqFBmax2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小磁感應(yīng)強(qiáng)度大小: 1.1.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 的方向：的方向：正電荷通過磁場正電荷通過磁場中某點(diǎn)受力為零時(shí)，且其運(yùn)動方向與該點(diǎn)

4、小磁針中某點(diǎn)受力為零時(shí)，且其運(yùn)動方向與該點(diǎn)小磁針N N極的指向相同，規(guī)定這個(gè)方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度極的指向相同，規(guī)定這個(gè)方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度 的方向。的方向。 BB2. 2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是T(特斯拉特斯拉)，即，即111T=1N Am第三節(jié)磁感應(yīng)線圖象磁通量續(xù)上例磁場高斯定理第四節(jié)電流元畢薩定律應(yīng)用說明四指由電流繞向場點(diǎn)，拇四指由電流繞向場點(diǎn)，拇指指向?yàn)榇艌龇较?。指指向?yàn)榇艌龇较?。適用于直電流適用于直電流適用于圓（弧形）電流適用于圓（弧形）電流拇指指向電流方向，四指拇指指向電流方向，四指繞向?yàn)榇艌龇较?。繞向?yàn)榇?/p>

5、場方向。例例小結(jié)延長線延長線0 B nIB0 lNn 均勻密繞均勻密繞無限長無限長直直螺線管的磁場螺線管的磁場Il例解任意載流導(dǎo)體解任意載流導(dǎo)體o點(diǎn)處的磁場；點(diǎn)處的磁場；（1 1）IIao1l2l對對1l02101B對對2lar 0212aIBBO402方向指向紙內(nèi)方向指向紙內(nèi)解題解題1 1、應(yīng)用比應(yīng)用比-薩定律和疊加原理以及典型場公式薩定律和疊加原理以及典型場公式)cos(cos4210rIBo無限長直線電流的磁場限長直線電流的磁場02rIBo有限長直線電流的磁場有限長直線電流的磁場載流圓線圈在圓心處的磁場載流圓線圈在圓心處的磁場RIBo2依據(jù)依據(jù)oIIRR2l1l3l對對1l3l031 B

6、B2l是是 圓弧，圓弧，RIRIB8241002 方向指向紙外方向指向紙外aIB24301圓1143ll )13(8021baIBBB方向指向紙內(nèi)方向指向紙內(nèi)圓2241ll bIB24102方向指向紙內(nèi)方向指向紙內(nèi)obaI圓弧1l2l 1 1如圖，一根無限長的直導(dǎo)線，通有電流如圖，一根無限長的直導(dǎo)線，通有電流I I，中部一段彎成半徑為中部一段彎成半徑為a a的圓弧形，求圖中的圓弧形，求圖中P P點(diǎn)磁點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 第五節(jié)安培環(huán)路定理例應(yīng)用舉例例安培環(huán)路定理求磁場（三步曲）安培環(huán)路定理求磁場（三步曲）：分析磁場的分布；分析磁場的分布；選取相應(yīng)的回路；選取相應(yīng)的回路；運(yùn)用定理

7、公式運(yùn)用定理公式例例例O應(yīng)用安培環(huán)路定理求對稱磁場的應(yīng)用安培環(huán)路定理求對稱磁場的BI I解：（解：（1）同軸電纜為軸對稱場分布；）同軸電纜為軸對稱場分布；（2）在不同區(qū)域以軸為圓心作圓形閉合回路）在不同區(qū)域以軸為圓心作圓形閉合回路為安培環(huán)路；為安培環(huán)路；（3）應(yīng)用安培環(huán)路）應(yīng)用安培環(huán)路定理求定理求B； iLIl dB0 1rr 電流密度電流密度211rIj I I2r1r3r212021012rrIrjrB 1012rIrB 21rrr IrB022 rIB 202 32rrr 電流密度電流密度)(22232rrIj )(2222203rrjIrB )(2222322303rrrrrIB 3rr 0)(04 IIB 第六節(jié)洛侖茲力電磁合力帶電粒子磁運(yùn)動圓運(yùn)動螺線運(yùn)動螺距磁聚