磁場磁感應(yīng)強度課件

1、1一、 基本磁現(xiàn)象1、自然磁現(xiàn)象 磁性：具有能吸引鐵磁物資(Fe、Co、Ni）的一種特性。磁體：具有磁性的物體磁極：磁性集中的區(qū)域地磁：地球是一個大磁體。磁極不能分離，（正負電荷可以分離開）2 地核每400年比地殼多轉(zhuǎn)一周地殼地核地幔NS 地球的磁極每隔幾千年會發(fā)生顛倒3、 磁現(xiàn)象起源于運動電荷I后來人們還發(fā)現(xiàn)磁電聯(lián)系的例子有： 磁體對載流導(dǎo)線的作用； 通電螺線管與條形磁鐵相似； 載流導(dǎo)線彼此間有磁相互作用；18191820年丹麥物理學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。1820年4月，奧斯特做了一個實驗，通電流的導(dǎo)線對磁針有作用，使磁針在電流周圍偏轉(zhuǎn)。上述現(xiàn)象都深刻地說明了： 磁現(xiàn)象與運動電荷之

2、間有著深刻的聯(lián)系。4 安培的分子電流假說、磁力、近代分子電流的概念： 軌道圓電流自旋圓電流分子電流 一切磁現(xiàn)象都起源于電流，任何物質(zhì)的分子中都存在著環(huán)形電流（分子電流），每個分子電流就相當(dāng)于一個基元磁體，當(dāng)這些分子電流作規(guī)則排列時，宏觀上便顯示出磁性。1822年安培提出了用分子電流來解釋磁性起源。 磁體與磁體間的作用； 電流與磁體間的作用； 磁場與電流間的作用； 磁場與運動電荷間的作用； 均稱之為磁力。51、磁場1）磁力的傳遞者是磁場2）磁場是由運動電荷所激發(fā)，參考系是觀察者3）磁場對外的重要表現(xiàn)電流(或磁鐵)磁場電流(或磁鐵)靜止電荷激發(fā)靜電場運動電荷可同時激發(fā)電場和磁場。(1)磁場對進入場

3、中的運動電荷或載流導(dǎo)體有磁力的作用；(2)載流導(dǎo)體在磁場中移動時，磁場的作用力對載流導(dǎo)體作 功，表明磁場具有能量。二、磁感應(yīng)強度磁場與電場一樣、是客觀存在的特殊形態(tài)的物質(zhì)。6 2、磁感應(yīng)強度1）磁矩： 定義載流線圈的面積S 與線圈中的電流I 的乘 積為磁矩(多匝線圈還要乘以線圈匝數(shù))，即 式中N 為線圈的匝數(shù)，n0為線圈的法線方向，Pm與I 組成右螺旋。 2）磁場方向：使線圈磁矩處于穩(wěn)定平衡位置時的磁矩的方向。73）磁感應(yīng)強度的大小磁感應(yīng)強度的單位1特斯拉104高斯（1T104GS） 是試驗線圈受到的最大磁力矩、 是試驗線圈的磁矩。81、磁力線常見電流磁力線：直電流，圓電流，通電螺線管的磁力線

4、。 1）什么是磁力線？I2）磁力線特性三、磁通量 磁場中的高斯定理 、磁力線是環(huán)繞電流的閉合曲線，磁場是渦旋場。 、任何兩條磁力線在空間不相交。 、磁力線的環(huán)繞方向與電流方向之間遵守右螺旋法則。9 dm是穿過dS 面的磁力線條數(shù)。 3）用磁力線描述磁場強弱 規(guī)定：通過垂直于磁力線方向的單位面積的磁力線數(shù)等于這一點磁感應(yīng)強度的大小。即B的另一單位 10 穿過磁場中某一曲面的磁力線總數(shù)，稱為穿過該曲面的磁通量，用符號m表示。 3、磁場中的高斯定理這說明 i)磁力線是無頭無尾的閉合曲線， ii)磁場是無源場，磁場無磁單極存在。 2、磁通量 由于磁力線是無頭無尾的閉合曲線，所以穿過任意閉合曲面的總磁通

5、量必為零。 q S 111）電流元的方向：為線段中 電流的方向。1、 畢奧沙伐爾定律四、畢奧沙伐爾定律 若磁場中，電流元 到某點P的矢徑為 ，則電流元在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度 的大小與 成正比，與 經(jīng)過小于 的角轉(zhuǎn)到矢徑 的方向角的正弦成正比，與 的平方成反比，其方向為 的方向。122）在（SI）制中3）B 的方向 dB Idl 與r 組成的平面，且 dB 與dlr0 同向。P13 整個載流導(dǎo)體在P點的磁感應(yīng)強度則是電流元在P點產(chǎn)生的 dB 之矢量和式中r0是電流元指向P點的矢徑的單位矢。 電流元在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的矢量式為 142、 定律應(yīng)用 由Idlr 確定電流元在 P點的 dB 的方向

6、 將 d B 向選定的坐標(biāo)軸投影，然后分別求出15 （1）載流直導(dǎo)線的磁場： 解：取電流元Idl ，P點對電流元的位矢為r，電流元在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為 方向垂直紙面向里，且所有電流元在P點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向相同，所以 dBPaIdll16設(shè)垂足為o,電流元離o點為l，op長為a，r 與a 夾角為則Bd y0 xzPIdlal17因為所以18關(guān)于 角的有關(guān)規(guī)定：長直電流的磁場 角增加的方向與電流方向相同，則為正，反之，則為負 19 半長直電流的磁場 半長直電流：垂足與電流的一端重合，而直電流的另一段是無限長。 20（2） 圓電流的磁場解：I R 0 x dB/dBdBqdB/由于對稱

7、性21所以即22軸線上任一點P的磁場 圓電流中心的磁場 圓電流的中心的 1/n 圓電流的中心的 23 長直電流與圓電流的組合例求下各圖中0點的B的大小 I I O o O I R o R I o I24 求如圖所示的電流中球心0的磁感應(yīng)強度。 1l o 2I 2l 1I R 圖（2） o I I R 圖（1）（1）每一邊電流產(chǎn)生B1：25紙面向里 紙面向外 1l o 2I 2l 1I R 圖（2）（2）電流元中心26例9-1 無限長直導(dǎo)線折成V形，頂角為，置于X-Y平面內(nèi)，且一個角邊與X軸重合，如圖。當(dāng)導(dǎo)線中有電流I時，求Y軸上一點P（0,a）處的磁感應(yīng)強度大小。解：如圖示，將V形導(dǎo)線的兩根半無限長導(dǎo)線分別標(biāo)為1和2，則方向垂直紙面向內(nèi)； 可求導(dǎo)線2在P點的磁感應(yīng)強度 利用方向垂直紙面向外； acosa I P I 1 2 xY27 P點的總磁感應(yīng)強度大小為： B的正方向垂直紙面向外。 28 (非相對論條件下、運動電荷的電場與磁場) 如圖，若帶電粒子（即電荷）的定向運動速度為v,設(shè)導(dǎo)線截面為s， 帶電粒子數(shù)密度為n，則在dt時間內(nèi)過截面s的帶電粒子數(shù) 已知由電流元激發(fā)的磁場為 五、運動電荷的電磁場29若每個載流子的電荷為q，則dt時間內(nèi)通過s截面的電量 于是在電流元中的電流強度為 若把電流元Id