第十一章穩(wěn)恒磁場磁場磁感畢沙定律

第十一章穩(wěn)恒磁場磁場磁感畢沙定律第一頁，共四十頁，2022年，8月28日第11章真空中的穩(wěn)恒磁場1、磁場的基本性質；2、電流產生磁場的計算；3、磁場對運動電荷及載流導線的作用力；4、磁場與物質的相互作用——磁介質。研究方法：與研究靜電場的方法類似。（本章研究磁場的產生、磁場的基本規(guī)律）第二頁，共四十頁，2022年，8月28日§11-1磁場磁感應強度一、基本磁現(xiàn)象SNSN磁鐵間的相互作用第三頁，共四十頁，2022年，8月28日§11-1磁場磁感應強度一、基本磁現(xiàn)象SN磁鐵間的相互作用SN第四頁，共四十頁，2022年，8月28日ISN電流對磁鐵的作用第五頁，共四十頁，2022年，8月28日ISN電流對磁鐵的作用第六頁，共四十頁，2022年，8月28日I電流對磁鐵的作用SN第七頁，共四十頁，2022年，8月28日電流與電流之間的相互作用FFII第八頁，共四十頁，2022年，8月28日電流與電流之間的相互作用IIFF第九頁，共四十頁，2022年，8月28日S+磁場對運動電荷的作用N電子束第十頁，共四十頁，2022年，8月28日++vvFFee電力電力FFmm磁力磁力運動電荷與運動電荷的相互作用第十一頁，共四十頁，2022年，8月28日所有磁現(xiàn)象可歸納為：運動電荷

AA的磁場B的磁場產生作于用產生作于用運動電荷

B一切磁現(xiàn)象都起源于運動電荷磁場：在運動電荷（或電流）周圍存在一種特殊物質，當其它運動電荷（或電流）進入其中將受到力的作用。第十二頁，共四十頁，2022年，8月28日運動電荷所受的磁力大小和方向與q,v及α有關。當電荷沿某一特殊方向運動時，所受磁力為最大;磁感強度的定義2、磁感強度的大小：1、磁感強度的方向：二、磁感應強度B—描述磁場強弱與方向的物理量α+q當沿與前一方向垂直的方向運動時，所受磁力為零。運動電荷不受磁力時的速度方向。α+q第十三頁，共四十頁，2022年，8月28日α+qα-q第十四頁，共四十頁，2022年，8月28日1、磁感應線(磁力線、線)方向：切線大小：三、磁感應線磁通量磁場的高斯定理磁感線較密處磁場較強1)磁感線是閉合線;2)任意兩條磁感線不相交;3)磁感線與其源電流相互套連,構成右手螺旋.B和磁感應線的關系第十五頁，共四十頁，2022年，8月28日直線電流的磁力線IBI第十六頁，共四十頁，2022年，8月28日I圓電流的磁力線第十七頁，共四十頁，2022年，8月28日通電螺線管的磁力線II第十八頁，共四十頁，2022年，8月28日2、磁通量——穿過任意曲面的磁感線數(shù)電通量第十九頁，共四十頁，2022年，8月28日3、磁場的高斯定理穿過任意閉合曲面的磁通量如何?比較靜電場:電力線起于正電荷、止于負電荷，不閉合；穩(wěn)恒磁場:磁感線閉合、無頭無尾。穿過任意閉合曲面的磁通量等于零,稱為磁場的高斯定理磁場是無源場靜電場是有源場第二十頁，共四十頁，2022年，8月28日課堂練習1.求通過均勻磁場中半球面的磁通量值構造閉合曲面S第二十一頁，共四十頁，2022年，8月28日IP.§11-2畢奧---沙伐爾定律及其應用一、畢奧-沙伐爾定律電流元a磁感的大小:磁感的方向:由Idl轉向r的右手螺旋方向。綜合以上兩點有：-----電流元產生磁場的規(guī)律—真空的磁導率點電荷電場強度：第二十二頁，共四十頁，2022年，8月28日幾點討論1.dB的大小1）與Idl成正比，與距離r的平方成反比；2）與r和Idl的夾角的正弦成正比：在與電流元垂直的方向上，磁場最強；如P1點；在與電流元重合的方向上，磁場為零；如P2點；2.dB的方向垂直于電流元Idl和矢徑r構成的平面，滿足右手螺旋關系。p1αpp2第二十三頁，共四十頁，2022年，8月28日二、畢奧---沙伐爾定律的應用計算各種電流分布產生的磁場的磁感強度基本步驟：1)任取電流元,求出其在場點P產生的磁感的大小與方向；2)分析當電流元沿電流移動時，dB的方向是否變化：pα若不變,直接積分;

若變,則要將dB適當?shù)姆纸?對各分量分別積分,然后再合成起來。第二十四頁，共四十頁，2022年，8月28日X

Y1.一段直電流產生的磁場建立坐標系OXY任取電流元寫出積分式ldla大小:方向:已知：真空中,求p點的磁感強度.方向不變！aP+第二十五頁，共四十頁，2022年，8月28日統(tǒng)一積分變量，用a和表示l和r+adlPalXY第二十六頁，共四十頁，2022年，8月28日無限長載流直導線的磁場:(因為)半無限長載流直導線的磁場:(因為)直導線延長線上一點的磁場:(因為在中)一段載流直導線的磁場:第二十七頁，共四十頁，2022年，8月28日pR2.圓電流的磁場已知:R、I求軸線上P點的建立坐標系OXY任取電流元分析對稱性、寫出分量式dB的大?。篸B的方向：第二十八頁，共四十頁，2022年，8月28日結論方向：沿軸線方向大小：xpR第二十九頁，共四十頁，2022年，8月28日1）圓心處：載流圓環(huán)：載流圓弧：I圓心角圓心角I第三十頁，共四十頁，2022年，8月28日R討論方向：右手螺旋法則大小：2）定義：載流線圈的磁矩S則3.磁偶極矩只有圓電流的面積s很?。蛘邎鳇c距圓電流很遠時，才能把圓電流叫磁偶極子第三十一頁，共四十頁，2022年，8月28日概念定律方法結論電場磁場類比第三十二頁，共四十頁，2022年，8月28日磁偶極子電偶極子S類比延長線第三十三頁，共四十頁，2022年，8月28日[例]如下列各圖示，求圓心O點的磁感應強度。OIOIOIOI第三十四頁，共四十頁，2022年，8月28日三、運動電荷的磁場IS電流電荷定向運動電流元其中電荷密度速率截面積載流子總數(shù)：得：運動電荷產生的磁場第三十五頁，共四十頁，2022年，8月28日若，與同向。若，與反向。第三十六頁，共四十頁，2022年，8月28日方向：垂直向外。⊙例題：考慮氫原子中的電子處于第一玻爾軌道時在原子核處產生的磁感。+第三十七頁，共四十頁，2022年，8月28日2、一個運動的帶電體產生的磁