第十九穩(wěn)恒磁場演示文稿

第十九穩(wěn)恒磁場演示文稿目前一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點（優(yōu)選）第十九穩(wěn)恒磁場目前二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點內容§19.1電流電動勢§19.2磁場磁感應強度§19.3畢奧—薩伐爾定律§19.4安培環(huán)路定理

電流

電動勢目前三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點§19.1電流電動勢§19.1.1電流電流：電荷的定向移動形成電流。電流是一種客觀的物理現(xiàn)象，可通過它的熱效應、磁效應感知它的存在電流形成的條件可移動的電荷—載流子電場目前四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點電流強度—通過截面S的電荷隨時間的變化率微觀表達++++++:電子漂移速度的大小單位：目前五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點電流密度許多情況下，用電流強度不足以描述導體內電流的分布情況，例如趨膚效應電流密度—細致描述導體內各點電流分布的情況該點正電荷運動方向方向：大小：單位時間內過該點且垂直于正電荷運動方向的單位面積的電荷目前六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點若面元dS與電流密度不正交：S通過任一面積的電流結論：與的關系是一個通量與通量密度的關系。目前七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點歐姆定律的微分形式歐姆定律則電阻為若導體電阻率為實驗表明，電場強度的方向與電流密度的方向一致又目前八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點§19.1.2電動勢（一）何謂穩(wěn)恒電流各點電流密度不隨時間變化的電流tI（二）穩(wěn)恒電流的產(chǎn)生目前九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點非靜電力—能不斷分離正負電荷，使正電荷逆靜電場力方向運動的力+++---+非靜電場強—單位正電荷所受的非靜電力：穩(wěn)恒電流的形成：AB目前十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點電源電動勢單位正電荷繞閉合回路運動一周，非靜電力所做的功+++---+電源電動勢的大小，等于將單位正電荷從負極經(jīng)電源內部移至正極時非靜電力所作的功.電源電動勢目前十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點L注意：1）規(guī)定電源內部，電勢升高的方向--由負極指向正極的方向為電動勢的實際方向.2）若“非靜電力”在整個回路中都存在，則：ab10伏+-NS單位:伏特含義：反映非靜電力作功的本領，與負載無關。目前十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點§19.2磁場磁感應強度磁場磁鐵的磁場

磁鐵磁鐵N、S極同時存在；同名磁極相斥，異名磁極相吸.SNNSNS磁場電流的磁場奧斯特實驗I目前十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點電荷電荷電場目前十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點磁感應強度設帶電量為q0，速度為v的運動試探電荷處于磁場中，實驗發(fā)現(xiàn)：（2）在磁場中的p點處存在著一個特定的方向，當電荷沿此方向或相反方向運動時，所受到的磁力為零，與電荷本身性質無關;（1）當運動試探電荷以同一速率v沿不同方向通過磁場中某點p

時，電荷所受磁力的大小是不同的，但磁力的方向卻總是與電荷運動方向（）垂直；（3）在磁場中的p點處，電荷沿與上述特定方向垂直的方向運動時所受到的磁力最大(記為Fmax)，并且Fmax與q0v的比值是與q0、v無關的確定值。目前十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點方向：運動電荷受到的磁力為零的方向，小磁針平衡時N極的指向。大?。?/p>

單位：特斯拉（T）(SI)

高斯（Gs）由實驗結果可見，磁場中任何一點都存在一個固有的特定方向和確定的比值Fmax/(q0v)，與試驗電荷的性質無關，反映了磁場在該點的方向和強弱特征，為此，定義一個矢量函數(shù)：目前十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點§19.3畢奧—薩伐爾定律畢奧—薩伐爾定律(電流元在空間產(chǎn)生的磁場)真空磁導率

P*目前十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點討論該磁場具有軸對稱性，方向沿切線。畢奧-薩伐爾定律不能直接由實驗與理論證明，然而由它得出的結果與實驗很好地相符。任意載流回路在點產(chǎn)生磁感應強度為目前十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點l應用目前二十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前二十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點I討論無限長直電流的磁感應線目前二十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點所有的長直電流元產(chǎn)生的磁感應強度方向都相同目前二十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前二十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點討論目前二十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點ROIⅠⅡⅢ例4、如圖，電流I經(jīng)過半無限長導線Ⅰ，半圓導線(半徑為R)Ⅱ，半無限長導線Ⅲ,求圓心O點的磁感應強度。方向向外I目前二十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點IIO123進一步思考：圓電流3I2aO1I目前二十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點例6、求載流直螺線管中心軸線上一點的磁感應強度。已知：半徑R，電流I，單位長度匝數(shù)n，求：PR解：將螺線管分割成許多圓線圈。線圈中的電流相當電流為的圓電流。目前二十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點LRP在P點產(chǎn)生磁場轉換變量：圓電流在軸線產(chǎn)生場強目前二十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點方向：沿軸線方向（如圖）LRP目前三十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點討論：對“無限長”的螺線管管邊緣處：如A1點A1A2A1A2B方向：沿軸線方向（如圖）LP目前三十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點運動電荷的磁場目前三十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前三十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點+-目前三十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點例8、依玻爾模型，氫原子中電子以速率v=2.2106m/s在半徑為r=0.5310-10m圓周上運動，求這電子在軌道中心所產(chǎn)生的磁感應強度+-解:r方向向下目前三十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前三十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前三十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點§19.4安培環(huán)路定理磁感應線曲線切線方向即方向曲線疏密表示的大小閉合曲線，互不相交，無起點無終點與電流方向滿足右手螺旋關系目前三十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點磁通量磁通量：通過某曲面的磁感線數(shù)勻強磁場中，通過曲面S的磁通量：一般情況目前三十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點磁場的高斯定理物理意義：通過任意閉合曲面的磁通量必等于零，故磁場是無源的SNI目前四十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點§19.4.2安培環(huán)路定理o設閉合回路為圓形回路,

與成右螺旋o若回路繞向為逆時針目前四十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點對任意形狀的回路電流在回路之外目前四十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點多電流情況推廣：目前四十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點安培環(huán)路定理在真空的恒定磁場中，磁感強度沿任一閉合路徑的積分的值，等于乘以該閉合路徑所穿過的各電流的代數(shù)和.電流正負的規(guī)定：與成右螺旋時，為正；反之為負.注意目前四十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點

（1）是否與回路外電流有關？

（2）若，是否回路上各處

？是否回路內無電流穿過？討論：目前四十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點總結：

環(huán)流雖然僅與所圍電流有關，但磁場卻是所有電流在空間產(chǎn)生磁場的疊加。任意形狀穩(wěn)恒電流，安培環(huán)路定理都成立。

安培環(huán)路定理僅僅適用于恒定電流產(chǎn)生的恒定磁場，恒定電流本身總是閉合的，因此安培環(huán)路定理僅僅適用于閉合的載流導線。

靜電場的高斯定理說明靜電場為有源場，環(huán)路定理又說明靜電場無旋；穩(wěn)恒磁場的環(huán)路定理反映穩(wěn)恒磁場有旋，高斯定理又反映穩(wěn)恒磁場無源。目前四十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點(1)分析磁場的對稱性；(2)過場點選擇適當?shù)穆窂?，使得沿此環(huán)路的積分易于計算：的量值恒定，與的夾角處處相等；(3)求出環(huán)路積分；(4)用右手螺旋定則確定所選定的回路包圍電流的正負，最后由磁場的安培環(huán)路定理求出磁感應強度的大小。應用安培環(huán)路定理的解題步驟：目前四十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前四十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點設圓柱電流呈軸對稱分布，導線可看作是無限長的，磁場對圓柱形軸線具有對稱性。當長圓柱形載流導線外的磁場與長直載流導線激發(fā)的磁場相同！目前四十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點當，且電流均勻分布在圓柱形導線截面上時在圓柱形載流導線內部，磁感應強度和離開軸線的距離r成正比！目前五十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點設螺線管長度為L,共有N匝。2、載流長直螺線管內的磁場目前五十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點設環(huán)上線圈的總匝數(shù)為N，電流為I。3、載流螺繞環(huán)內的磁場目前五十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點目前五十三