穩(wěn)恒電流的磁場詳解演示文稿

穩(wěn)恒電流的磁場詳解演示文稿1本文檔共109頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分（優(yōu)選）穩(wěn)恒電流的磁場2本文檔共109頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分§8-1恒定電流一.電流電流密度

在穩(wěn)恒電流的情況下，一條導(dǎo)線中各處電流強(qiáng)度相等，與導(dǎo)線的橫截面積無關(guān)。IS圖8-1I在靜電平衡下,導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。因而靜電平衡下的導(dǎo)體中無電荷作宏觀定向運(yùn)動(dòng)，即導(dǎo)體中無電流。若將導(dǎo)體的兩端接到電源上,導(dǎo)體中便有持續(xù)的電流，這種存在導(dǎo)體中的電流稱為傳導(dǎo)電流。3本文檔共109頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分(8-1)

電流密度矢量J的大小等于垂直于電流方向流過單位面積的電流強(qiáng)度,IS圖8-1I電流強(qiáng)度不能說明電流通過截面上各點(diǎn)的情況，引入電流密度矢量說明。方向與該點(diǎn)正電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同，與電流同向。

與該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同。4本文檔共109頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分二.電流連續(xù)性方程實(shí)驗(yàn)證明：在一個(gè)孤立系統(tǒng)內(nèi)，總的電荷量始終保持不變。這個(gè)事實(shí)叫做電荷守恒定律。表示為：5本文檔共109頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分I=nsq故電流密度為j=nq(8-2)例題8-1設(shè)導(dǎo)體中載流子的電量為q,單位體積內(nèi)的載流子數(shù)為n,平均漂移速度為，求導(dǎo)體中的電流密度。

凡在此柱體內(nèi)的電荷在單位時(shí)間內(nèi)都會(huì)通過S面，所以S圖8-2I

解：在單位時(shí)間內(nèi)載流子漂移的距離，6本文檔共109頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分三.電源的電動(dòng)勢

圖8-3I如圖，在連接的瞬間，電荷沿著導(dǎo)線流動(dòng)，形成電流。電流存在一瞬間。要維持電路中的穩(wěn)恒電流，怎么辦？使正極板上減少了的正電荷得到補(bǔ)充。要使正極板上減少了的正電荷得到補(bǔ)充，就要有一種非靜電力不斷地將正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極。7本文檔共109頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分圖8-4AB在非靜電力不斷地將正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極的過程中，電源就是這種裝置。

為了描述電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng),引入電動(dòng)勢的概念：將單位正電荷繞閉合電路一周的過程中,電源中的非靜電性電場力所作的功,稱為電源的電動(dòng)勢。即非靜電力克服靜電力作功，將其他形式的能轉(zhuǎn)換為電路中的電能。電場力與正電荷移動(dòng)方向相反，電場力作負(fù)功。正電荷受靜電力?；瘜W(xué)電池，發(fā)電機(jī)，太陽能電池都是電源。8本文檔共109頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

對(duì)非靜電力只存在部分電路(電源內(nèi)部)的情況，電動(dòng)勢應(yīng)為則電源的電動(dòng)勢為I圖8-3

這個(gè)式子的意義是：將單位正電荷從電源負(fù)極沿內(nèi)電路移到電源正極的過程中,

非靜電場力所作的功,就是電源的電動(dòng)勢。

用Ek表示電源內(nèi)的非靜電性電場，(8-3)(8-4)9本文檔共109頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

1.電動(dòng)勢是標(biāo)量,但有方向。I圖8-32.電動(dòng)勢的表示法圖8-5我們通常把電源內(nèi)從負(fù)極指向正極的方向,也就是電勢升高的方向,規(guī)定為電動(dòng)勢的方向。10本文檔共109頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

在導(dǎo)體中取一如圖所示的極小的直圓柱體

,由歐姆定律有是導(dǎo)體的電導(dǎo)率。(8-3)dSdlVV+dV圖8-6dI四

歐姆定律焦耳-楞次定律11本文檔共109頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分I=nsq根據(jù)電流密度的概念J=nq

例題設(shè)導(dǎo)體中載流子的電量為q,單位體積內(nèi)的載流子數(shù)為n,平均漂移速度為，求導(dǎo)體中的電流密度。

解凡在此柱體內(nèi)的電荷在單位時(shí)間內(nèi)都會(huì)通過S面，所以12本文檔共109頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分2.恒定電場

導(dǎo)體內(nèi)各點(diǎn)電流密度的大小和方向都不隨時(shí)間變化時(shí)即為恒定電流性質(zhì)：通過任意封閉曲面的恒定電流為零說明：恒定電流的情況下，導(dǎo)體內(nèi)部電荷分布不隨時(shí)間變化。不隨時(shí)間變化的電荷分布將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)不隨時(shí)間變化的電場—恒定電場。13本文檔共109頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分§8-2磁感應(yīng)強(qiáng)度

一.磁力和磁場1.磁鐵的磁現(xiàn)象①“慈石召鐵”,②條形磁鐵吸引鐵屑。③懸掛的條形磁鐵自動(dòng)指向南北.④磁極間存在相互作用力:在歷史上很長一段時(shí)期里,人們曾認(rèn)為磁和電是兩類截然不同的現(xiàn)象。將磁鐵吸引鐵鈷鎳的性質(zhì)叫磁性。將吸引鐵屑多的兩端叫磁極。磁針也自動(dòng)指向南北。將指南的一極叫南極，將指北的一極叫北極。同極相斥，異極相吸。14本文檔共109頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分INS圖8-7

1819年,奧斯特實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)了電流與磁鐵間有力的作用(見圖8-7),才逐漸揭開了磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系。

磁鐵對(duì)載流導(dǎo)線也有力的作用；磁鐵對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有力的作用,圖；電流與電流之間也有力的相互作用，圖.以上磁鐵間的作用力、磁鐵和電流間的相互作用力，電流與電流間的相互作用力統(tǒng)稱磁力。2.磁力15本文檔共109頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分1882年,安培對(duì)這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了物質(zhì)磁性本質(zhì)的假說：一切磁現(xiàn)象都起源于電流，起源于電荷運(yùn)動(dòng)。通電導(dǎo)線的磁性，起源于傳導(dǎo)電流；磁鐵的磁性，起源于分子電流；電磁波的磁性，起源于位移電流；結(jié)論：磁和電不可分。磁場就是電流的磁場。電流1磁場電流2運(yùn)動(dòng)電荷磁場運(yùn)動(dòng)電荷16本文檔共109頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分二、磁場—由電流在周圍空間激發(fā)的一種特殊物質(zhì)物質(zhì)性表現(xiàn)：①磁場對(duì)電流或運(yùn)動(dòng)電荷能施力的作用②磁場能對(duì)載流導(dǎo)體做功—磁場具有能量③磁場能與其他物質(zhì)相互作用—使磁介質(zhì)磁化特殊性表現(xiàn)：①區(qū)別于實(shí)體物質(zhì)，具有空間疊加性。②區(qū)別于電場，磁場只存在于運(yùn)動(dòng)電荷周圍，只存在于電流周圍。17本文檔共109頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分如何描述磁場？定量描述：定性描述：三、磁感應(yīng)強(qiáng)度B目的：出發(fā)點(diǎn)：準(zhǔn)備工作：sI圖8-8條件：①I很小，其磁場對(duì)待研究的磁場無影響②S很小，其范圍內(nèi)待研究磁場的性質(zhì)處處相同磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B磁感應(yīng)線圖描述磁場的強(qiáng)弱和方向的空間分布磁場對(duì)載流的線圈有磁力矩的作用試驗(yàn)線圈18本文檔共109頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分sI圖8-8(8-5)pm=IS特征量：方向：方向?yàn)樵囼?yàn)線圈平面正法線方向的單位矢量。具體研究：在磁場中給定點(diǎn)，放置不同的磁針，其N極都指向同一個(gè)方向。說明此特殊方向與磁針無關(guān)，只決定于場源電流。pm=IS大小:現(xiàn)象1：磁矩pm19本文檔共109頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分sI圖8-8當(dāng)試驗(yàn)線圈的沿此特殊方向時(shí)，方向所受磁力矩M=0稱線圈的這個(gè)位置為其平衡位置?，F(xiàn)象2：當(dāng)試驗(yàn)線圈的偏離此特殊方向時(shí)，方向線圈所受磁力矩M的大小不同；當(dāng)試驗(yàn)線圈的與此特殊方向垂直時(shí)，磁力矩M最大。方向20本文檔共109頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分現(xiàn)象3：對(duì)一給定點(diǎn)，改變試驗(yàn)線圈的磁矩：磁矩pm增大，磁力矩Mmax增大.比值與試驗(yàn)線圈無關(guān)！以上分析：在場中給定點(diǎn)，比值

及其特殊方向反映了該點(diǎn)磁場的性質(zhì)?？梢詫⒍呓Y(jié)合起來作為一個(gè)物理量，用以描述該點(diǎn)磁場的性質(zhì)。sI圖8-821本文檔共109頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分以上分析：在場中給定點(diǎn)，比值及其特殊方向反映了該點(diǎn)磁場的性質(zhì)。定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B大?。簡挝唬禾厮估═）方向：試驗(yàn)線圈在該點(diǎn)處于平衡位置時(shí)的方向注意：定義磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量還有多種方法。sI圖8-822本文檔共109頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分四.磁感應(yīng)線(磁力線)

為了形象地描述磁場,引入磁感應(yīng)線(也稱磁力線)。

磁力線上每一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向一致。通過某點(diǎn)垂直于磁場方向的單位面積上的磁力線條數(shù)等于該點(diǎn)B的大小。23本文檔共109頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

磁力線有以下特點(diǎn):

(1)磁力線是無頭無尾的閉合曲線(或兩端伸向無窮遠(yuǎn)處)。所以磁場是渦旋場。

(2)磁力線與載流電路互相套合(即每條磁力線都圍繞著載流導(dǎo)線)。

(3)任兩條磁力線都不相交。圖8-924本文檔共109頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

磁場中,通過一給定曲面的磁力線數(shù)目,稱為通過該曲面的磁通量。五.磁通量

磁通量是標(biāo)量，其正負(fù)由角確定。對(duì)閉合曲面來說,我們規(guī)定取向外的方向?yàn)榉ň€的正方向。這樣：磁力線從封閉面內(nèi)穿出時(shí)，磁通量為正；

磁力線從封閉面外穿入時(shí)，磁通量為負(fù)。通過勻強(qiáng)磁場中面積為S的平面的磁通量應(yīng)為(8-7)(8-6)在國際單位制中,磁通量的單位為韋伯(wb)。25本文檔共109頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

真空中，電流元Idl

在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場為§8-3畢奧-薩伐爾定律！

上式稱為畢奧-薩伐爾定律。

1.公式中的系數(shù)是SI制要求的。真空的磁導(dǎo)率：o=410-7(8-8)2.r是從電流元Idl指向場點(diǎn)P的矢量。

r是電流元Idl

到P點(diǎn)的距離。圖8-9IdlPr26本文檔共109頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分大?。篒dl=電流I線元長度dl。方向：電流I的方向；4.磁場的大?。?8-9)

方向：由右手螺旋法則確定(見圖8-11)。3.電流元Idl

是矢量。B是Idl與r之間的夾角。(8-8)B圖8-11圖8-10IdlPr27本文檔共109頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分思想:化整為零，集零為整

5.對(duì)載流導(dǎo)體求磁感應(yīng)強(qiáng)度B將載流導(dǎo)體分成若干電流元Idl,求dB載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度(8-8)(8-10)應(yīng)當(dāng)注意：上面的積分是求矢量和。28本文檔共109頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分例題8-1

求直線電流的磁場。

解選坐標(biāo)如圖,方向：垂直紙面向里(且所有電流元在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向相同);所以直線電流在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場為電流元Idx在P點(diǎn)所產(chǎn)生的磁場為Pa圖8-12.IxIdxrox29本文檔共109頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

由圖8-12可以看出:

x=atg(-90)=-actg完成積分得12P點(diǎn)磁場方向:垂直紙面向里。BIPa圖8-12.IxIdxrox30本文檔共109頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分注意：

1.上式中的a是直電流外一點(diǎn)P到直電流的垂直距離。

2.1和

2是直電流與(直電流端點(diǎn)與場點(diǎn)P的)連線的夾角。應(yīng)取同一方位的角。(8-11)2PI1a圖8-1331本文檔共109頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

討論:(1)對(duì)無限長直導(dǎo)線,(8-12)IB1=0,

2=,則有2PI1a圖8-1332本文檔共109頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分P

(2)如果P點(diǎn)位于直導(dǎo)線上,求P點(diǎn)磁場IdlI=0如果P點(diǎn)位于直導(dǎo)線的延長線上,則P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也必然為零。如果P點(diǎn)位于直導(dǎo)線上或其延長線上,則P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度必然為零。如果P點(diǎn)位于直導(dǎo)線上,則P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度必然為零。33本文檔共109頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-2

直電流公式的應(yīng)用。P點(diǎn)磁場：AB：BC：12(1)P點(diǎn)磁場:APaBICI圖8-1434本文檔共109頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分(2)邊長為a的正方形中心O點(diǎn):A點(diǎn)磁場：11=45,2=135a2211=45,2=90aI.o2A圖8-15aI.o35本文檔共109頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

(3)邊長為a的正三角形中心o點(diǎn)的磁場。

電流I經(jīng)三角形分流后,在中心o點(diǎn)產(chǎn)生的磁場為零。

CD段在三角形中心o點(diǎn)產(chǎn)生的磁場也為零。只有AB段在三角形中心o點(diǎn)產(chǎn)生磁場：IABora圖8-16ICD36本文檔共109頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

(4)在一半徑為R的無限長半圓筒形金屬薄片中，沿長度方向有電流I流過，且電流在橫截面上均勻分布。求半圓筒軸線上一點(diǎn)的磁場強(qiáng)度。

解

用長直導(dǎo)線公式積分。Bx=2Rsin-IdBoxy圖8-17Rd37本文檔共109頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-3

圓電流軸線上一點(diǎn)的磁場。

解由對(duì)稱性可知，P點(diǎn)的場強(qiáng)方向沿軸線向上。sin有B=即(8-13)B圖8-18IRxpdBrIdldB38本文檔共109頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分在圓電流的圓心o處,因x=0,故得

(8-14)

由于各個(gè)電流元在圓心處產(chǎn)生的磁場方向相同，因此，如半圓弧圓心處的磁場：B=當(dāng)然，圓心之外這個(gè)結(jié)論就不正確了。

一段圓弧形電流在圓心處產(chǎn)生的磁場就是圓電流在圓心產(chǎn)生磁場乘以(圓弧弧長與圓周長之比)。B圖8-18IRxpdBrIdldBo39本文檔共109頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分例題8-4

直電流和圓電流的組合。圓心o:Bo=方向：垂直紙面向外。方向：垂直紙面向里。boR圖8-19IIacdIbefRro圖8-20cdIa40本文檔共109頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

電流I經(jīng)圓環(huán)分流后,在中心o點(diǎn)產(chǎn)生的磁場為零。方向：垂直紙面向里。Ｉ1l1Ｉ2l2IRoBCD圖8-21AI圓心o:41本文檔共109頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分圓心o點(diǎn)的磁場:方向：垂直紙面向外。ICD圖8-22BAIRo42本文檔共109頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分(1=0,2=60)圓心o點(diǎn)的磁場:212oR60BACD圖8-2343本文檔共109頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-5

一均勻帶電圓盤，半徑為R，電荷面密度為,繞通過盤心且垂直于盤面的軸以的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，求盤心的磁場及圓盤的磁矩。解將圓盤分為若干個(gè)圓環(huán)積分。

帶電圓環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電流強(qiáng)度為環(huán)上的電量盤心的磁場：.oRrdr2roq圖8-24Is44本文檔共109頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分圓盤的磁矩:.oR圖8-25rdr方向：垂直紙面向里。(8-15)Pm=IS45本文檔共109頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-6

一半徑為R的均勻帶電半圓弧，單位長度上的電量為，繞其直徑所在的直線以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求圓心o處的磁場。

解半圓弧旋轉(zhuǎn)起來，象一個(gè)球面，可劃分為若干圓電流積分。Ro圖8-26圖8-27xro46本文檔共109頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分注意到：r=Rsin,

于是建立如圖11-23所示的坐標(biāo)系。圖8-28Rodxr47本文檔共109頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

由于磁力線是閉合曲線，因此通過任一閉合曲面磁通量的代數(shù)和(凈通量)必為零,亦即一.恒定磁場的高斯定理這就是磁場的高斯定理。在靜電場中,由于自然界有單獨(dú)存在的正、負(fù)電荷,因此通過一閉合曲面的電通量可以不為零,這反映了靜電場的有源性。而在磁場中,磁力線的連續(xù)性表明,像正、負(fù)電荷那樣的磁單極是不存在的,磁場是無源場。(8-16)§8-4恒定磁場的高斯定理與安培環(huán)路定理48本文檔共109頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

將半球面和圓面組成一個(gè)閉合面，則由磁場的高斯定理知，通過此閉合面的磁通量為零。-Br2cos這就是說，通過半球面和通過圓面的磁通量數(shù)值相等而符號(hào)相反。于是通過半球面的磁通量就可以通過圓面來計(jì)算：。S圖8-29B

例題8-7在勻強(qiáng)磁場B中，有一半徑為r的半球面S,S邊線所在平面的法線方向的單位矢量和B的夾角為,如圖8-29所示，則通過半球面S的磁通量為49本文檔共109頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

真空中,安培環(huán)路定理的數(shù)學(xué)表示式如下：

1.I內(nèi)—是閉合路徑l所包圍的電流的代數(shù)和。

這就是說，B的環(huán)流完全由閉合路徑l所包圍的電流確定，而與未包圍的電流無關(guān)。包圍—以閉合路徑l為邊界的任一曲面上流過的電流。

電流的正負(fù)規(guī)律是:當(dāng)閉合路徑l的方向與電流方向呈右手螺旋關(guān)系時(shí)，電流I就取正號(hào);反之,取負(fù)號(hào)。這個(gè)定理的表述為：在真空中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿任何閉合路徑l的線積分(亦稱B的環(huán)流)等于該閉合路徑l所包圍的電流強(qiáng)度的代數(shù)和的o倍。(8-17)二.安培環(huán)路定理50本文檔共109頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

即：右手拇指伸直,彎曲四指與閉合路徑l的方向一致時(shí),拇指的指向即為電流的正方向。(8-17)lI1I2I3lII51本文檔共109頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分3.適用條件：穩(wěn)恒電流(閉合電路)。

2.應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出,安培環(huán)路定理表達(dá)式中右端的I內(nèi)雖然只包括閉合路徑l所包圍的電流的代數(shù)和,但在式左端的B卻是空間所有電流(閉合路徑l內(nèi)外的電流)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和。(8-17)圖8-30IIl52本文檔共109頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分SI(圓面)0(曲面S)于是得B=0正確答案請見例題14-2。例如,對(duì)有限長直電流,P點(diǎn)磁場：rPI圖8-31(8-17)53本文檔共109頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-8

設(shè)無限長圓柱體半徑為R,電流I沿軸線方向,并且在橫截面上是均勻分布的。求:(1)圓柱體內(nèi)外的磁場；(2)通過斜線面積的磁通量。

解(1)由對(duì)稱性可知，磁場方向?yàn)閳A周切線方向，滿足右手螺旋關(guān)系。

I內(nèi)是以r為半徑的圓面上流過電流的代數(shù)和。旋轉(zhuǎn)對(duì)稱選半徑r的圓周為積分的閉合路徑，如圖8-32所示。

r是場點(diǎn)到軸線的距離;rBl由安培環(huán)路定理：RI圖8-3254本文檔共109頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

設(shè)電流密度為J.r22ro2roI旋轉(zhuǎn)對(duì)稱rBRI圖8-3255本文檔共109頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分(2)通過斜線面積的磁通量:2RlrBRI圖8-32drds56本文檔共109頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-9

一長直圓柱體內(nèi)有一長直柱形空腔，兩軸線平行且相距a，柱體中的電流密度為J,求空腔中的磁場強(qiáng)度。

解空腔柱體的磁場可看作是兩個(gè)流有反向電流J的實(shí)心長直柱體的疊加。or1B1由上題計(jì)算結(jié)果可知：+=JJo′r2B2r1aooJ圖8-33pr2B1B257本文檔共109頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分空腔中的場強(qiáng):

可見，空腔中的磁場是一個(gè)勻強(qiáng)磁場：大?。?/p>

方向：y軸正方向(即垂直于連心線oo′)。r1aooJ圖8-33pr2B1B212r1r2oo′axyB2B11258本文檔共109頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分raooJ圖8-33P.討論:圖中P點(diǎn)的磁場:實(shí)心柱體內(nèi):實(shí)心柱體外:59本文檔共109頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-10

一半徑為a的長直圓柱體和一內(nèi)外半徑分別為b和c(a<b<c)的同軸長直圓筒通有等值反向電流I(電流在橫截面內(nèi)是均勻分布的)，如圖8-34所示，求空間的磁場分布。

解由安培環(huán)路定理：2roJ.r2I旋轉(zhuǎn)對(duì)稱××××圖8-34I···bcaoI2ro60本文檔共109頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

解

由對(duì)稱性知,與螺線環(huán)共軸的圓周上各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等,方向沿圓周為切線方向。

例題8-11

求載流螺線環(huán)的磁場分布。設(shè)螺線環(huán)環(huán)上均勻密繞N匝線圈,線圈中通有電流I,如圖8-35所示。圖8-35Iro由安培環(huán)路定理：l2ro在環(huán)管內(nèi):B=NI61本文檔共109頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

對(duì)于管外任一點(diǎn),過該點(diǎn)作一與螺線環(huán)同軸的圓周l1或l2為閉合路徑，圖8-35Il1l2

由于這時(shí)I內(nèi)=0，所以有B=0(在螺線環(huán)外)可見，螺線環(huán)的磁場集中在環(huán)內(nèi)，環(huán)外無磁場。62本文檔共109頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

對(duì)載流長直密繞螺線管，若線圈中通有電流強(qiáng)度為I的電流,沿管長方向單位長度上的匝數(shù)為n，則由安培環(huán)路定理容易求得：管內(nèi)：管外：B=0(8-18)可見，管內(nèi)是勻強(qiáng)磁場,而管外的磁場仍為零。B圖8-36I63本文檔共109頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-12一均勻帶電的長直柱面，半徑為R，單位面積上的電量為，以角速度繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖8-37所示，求柱面內(nèi)外的磁場。

解旋轉(zhuǎn)的柱面形成圓電流，它和一個(gè)長直螺線管等效。

由長直螺線管的磁場可知，柱面外的磁場為零；而柱面內(nèi)的磁場為=o×單位長度上的電流強(qiáng)度圖8-3764本文檔共109頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分一.勻速運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷的磁場

I=qnds

設(shè)電流元Idl的橫截面積為ds，導(dǎo)體單位體積內(nèi)有n個(gè)帶電粒子,每個(gè)粒子帶有電量q，以速度沿Idl的方向作勻速運(yùn)動(dòng)，由例題可知

Idl=qndsdl=q.ndsdl

在電流元Idl內(nèi)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子數(shù)為:dN=ndsdl。一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場=rPIdldsI圖8-37§8-5帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)(8-7)65本文檔共109頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-13

一電子以速度=1.0×107m/s作直線運(yùn)動(dòng),求該電子在與它相距r=10-9m的一點(diǎn)處產(chǎn)生的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度。解

由式(8-19)可知，磁場的最大值為于是一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場就是:(8-19)又：電子以速度=1.0×107m/s作半徑r=10-9m的圓周運(yùn)動(dòng),則圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少？66本文檔共109頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

一個(gè)電荷q在磁場B中以速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，該電荷所受的磁場力(也稱為洛侖茲力)為二.帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)洛侖茲力的大小

f=qBsin

式中:為電荷的運(yùn)動(dòng)方向與所在點(diǎn)磁場B的方向之間的夾角。(8-20)洛侖茲力f的方向垂直于和B組成的平面。若q>0,則f的方向與B的方向相同;

若q<0,則f的方向與B

的方向相反。+qfB圖8-3867本文檔共109頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分1.由于洛侖茲力的方向總是與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不作功。2.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)

因?yàn)槁鍋銎澚=qBsin=0，所以帶電粒子在磁場中作勻速直線運(yùn)動(dòng)。

帶電粒子作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期分別為

(8-21)(8-22)

BB^68本文檔共109頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分與B有一夾角

此時(shí)帶電粒子一方面以⊥=sin在垂直于B的平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),同時(shí)又以=cos

沿磁場B的方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)。

這兩種運(yùn)動(dòng)疊加的結(jié)果是粒子以B的方向?yàn)檩S線作等螺距螺旋線運(yùn)動(dòng)(見圖8-40)。B圖8-40=cos^=sin69本文檔共109頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分螺距半徑周期圖8-41B=cos^=sin70本文檔共109頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分圖8-42磁聚焦示意圖

盡管在P點(diǎn)電子束中電子的速度各不相同,但周期相同，所以它們散開在磁場中沿各自的螺旋線繞行一周后,都又會(huì)重聚于同一點(diǎn)P′。這就是磁聚焦的基本原理。它已廣泛地應(yīng)用于電真空器件中,特別是電子顯微鏡中。71本文檔共109頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

因?yàn)槎瞬康拇艌鲈O(shè)計(jì)得比中部的強(qiáng),帶電粒子運(yùn)動(dòng)到端部附近時(shí),就像在一個(gè)瓶子的頸部一樣被收束得更細(xì),加上帶電粒子在非均勻磁場中所受的洛侖茲力總有一個(gè)指向磁場較弱方向的軸向分量,在這個(gè)分力的作用下,接近端部的帶電粒子就像光線遇到鏡面反射一樣,又沿一定的螺旋線向中部磁場較弱部分返回。這樣,高溫等離子體中的帶電粒子就被磁場約束在一定的區(qū)域內(nèi)來回運(yùn)動(dòng)而不能逃脫。這就是所謂的磁塞效應(yīng)和磁鏡效應(yīng)。圖8-42磁約束

等粒子體的溫度高達(dá)幾千萬度，甚至上億度。72本文檔共109頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分三.霍耳效應(yīng)1879年,霍耳(A.H.Hall)發(fā)現(xiàn)下述現(xiàn)象:在勻強(qiáng)磁場B中放一板狀金屬導(dǎo)體,使金屬板面與B的方向垂直,在金屬板中沿著與磁場B垂直的方向通以電流I,則在金屬板上下兩個(gè)表面之間就會(huì)出現(xiàn)橫向電勢差VH(見圖8-43)。這種現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng),VH稱為霍耳電勢差。

bI圖8-43Ba上下兩個(gè)表面之間的電場用EH表示。產(chǎn)生霍耳效應(yīng)的原因：金屬中的自由電子受洛侖茲力的作用。VHfm73本文檔共109頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

達(dá)到穩(wěn)恒狀態(tài)時(shí)，-eEH=-eB即EH=B

VH=EH.a=aB

I=ne式中b是導(dǎo)體在磁場方向的厚度?；舳?yīng)不只在金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生,在半導(dǎo)體和導(dǎo)電流體(如等離子體)中也會(huì)產(chǎn)生。

(8-22)得bI圖8-44BaVHfmab74本文檔共109頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分9

金屬導(dǎo)體中形成電流的載流子是帶負(fù)電的自由電子；在N型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子仍是帶負(fù)電的電子，但在P型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子卻是帶正電的空穴。

通過對(duì)霍耳電勢差的實(shí)驗(yàn)測定,可判定半導(dǎo)體的類型,還可以用式(8-22)計(jì)算出載流子的濃度。用霍耳效應(yīng)來測磁場，是現(xiàn)在一個(gè)常用的比較精確的方法。有的金屬(如Be,Zn,Cd,Fe等)會(huì)出現(xiàn)反?；舳?yīng):其霍耳電勢差的極性與載流子為正電荷的情況相同,好像這些金屬中的載流子帶正電似的。80年代又發(fā)現(xiàn)了在低溫、強(qiáng)磁場條件下的整數(shù)量子霍耳效應(yīng)(獲1985年諾貝爾物理獎(jiǎng))和分?jǐn)?shù)量子霍耳效應(yīng),這些現(xiàn)象用經(jīng)典電子論無法解釋,只能用量子理論加以說明。75本文檔共109頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-14

在均勻磁場中，一電子經(jīng)時(shí)間t=1.57×10-8s,從a沿半圓運(yùn)動(dòng)到b，a、b相距0.1m。求空間磁場的大小和方向，以及電子的運(yùn)動(dòng)速度。ab圖8-48

解磁場方向：又由R=垂直紙面向外。T=76本文檔共109頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-15

勻強(qiáng)磁場B只存在于x>0的空間中,且B垂直紙面向內(nèi),如圖8-49所示。一電子在紙面內(nèi)以與x=0的界面成角的速度進(jìn)入磁場。求電子在y軸上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離，以及y軸與電子在磁場中的軌道曲線包圍的面積。

解電子進(jìn)入磁場后，作圓運(yùn)動(dòng)，如圖8-49所示。

找出圓心o，加輔助線oA、oB。

入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離:AB=2Rsiny軸與軌道曲線包圍的面積:o圖8-49xyABRo77本文檔共109頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-16

半導(dǎo)體的大小a×b×c=0.3×0.5×0.8cm3,

電流I=1mA(方向沿x軸),磁場B=3000Gs(方向沿z軸)，如圖8-50所示；測得A、B兩面的電勢差uA-uB=5mv,問:(1)這是P型還是N型半導(dǎo)體？(2)載流子濃度n=?

解

(1)由uA>uB,

(2)由公式代入I=10-3A,B=0.3T,b=0.3×10-2m,VH=5×10-3v,得：n=1.25×1020個(gè)/m3。IabcxyzBAB圖8-50判定是N型。78本文檔共109頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-17

如圖8-51所示,空間存在勻強(qiáng)電磁場：電場E沿y軸，磁場B沿z軸。將一點(diǎn)電荷+q在坐標(biāo)原點(diǎn)靜止釋放，簡述它將作什么樣的運(yùn)動(dòng)。若軌道最高點(diǎn)P(x,y)處的曲率半徑=2y，求：該電荷的最大速率。

解電荷+q受電場力的作用由靜止開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又受到洛侖茲力的作用，于是作旋輪線運(yùn)動(dòng)。在P點(diǎn)速率最大:=2y

因洛侖茲力不作功,所以解得：fefm.P(x,y)xEz+qy圖8-51B79本文檔共109頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分大?。篸F=IdlBsin方向：

即：dF的方向垂直于Idl和B組成的平面，指向由右手螺旋確定。IdlBF圖8-34實(shí)驗(yàn)表明:電流元Idl

在磁場B中受的作用力(安培力)為(8-23)§8-6磁場對(duì)載流導(dǎo)線的作用一.安培定律80本文檔共109頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

對(duì)于放置在均勻磁場中長度為l的直載流導(dǎo)線,其所受的安培力為其大?。篎=IlBsin方向：=Il×B

(8-25)對(duì)載流導(dǎo)體，可分為若干電流元積分：(8-24)I圖8-35Bab=ab81本文檔共109頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-18

在均勻磁場B中有一段彎曲的導(dǎo)線ab,通有電流I,求此段導(dǎo)線受的磁場力。

解彎曲導(dǎo)線ab可分為若干電流元積分：

可見,在勻強(qiáng)磁場中,彎曲導(dǎo)線受的磁場力等于從起點(diǎn)到終點(diǎn)的直導(dǎo)線所受的磁場力。力的大?。篎=IlBsin

力的方向:垂直紙面向外。IBab圖8-36Idl直載流導(dǎo)線受的安培力:l82本文檔共109頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分又如，勻強(qiáng)磁場中的導(dǎo)線：圓弧受的力：力的方向垂直紙面向外。RBaboIoRIabB直載流導(dǎo)線受的安培力:圓弧受的力：83本文檔共109頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-19

如圖8-37所示，無限長直電流I1和線段AB(AB=L,通有電流I2)在同一平面內(nèi),求AB受的磁力及對(duì)A點(diǎn)的磁力矩。

解由于每個(gè)電流元受力方向相同(如圖示)，由公式

dF=IdlBsin得M=I2I1圖8-37dABdFxdx84本文檔共109頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-20

將半徑R的圓電流I1置于無限長直電流I2的磁場中,長直導(dǎo)線與圓電流直徑重合且相互絕緣,求圓電流I1所受的磁力。

解在圓電流上取電流元I1dl,

由對(duì)稱性可知，圓環(huán)受的合力沿x軸的正方向,而大小為F=xyo圖8-38I1I2dFxRyI1dldFI1dl此電流元受磁力的方向沿半徑指向圓外,其大小為85本文檔共109頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分二.磁場對(duì)載流線圈的作用

一N匝的剛性矩形平面載流線圈處于勻強(qiáng)磁場中，如圖8-39所示，求它受的力和力矩。f1f2f2′由F=IlBsin

，

可知：ab:f1=bc：f2=NIl2B,方向垂直紙面向外;da：f2′=NIl2B,方向垂直紙面向內(nèi)?？梢?，ab和cd邊受的力大小相等而方向相反,所以合力為零,也不產(chǎn)生力矩。cd：f1′=NIl1Bsin,方向向下。顯然，bc和da邊受的合力也為零。但這對(duì)力偶對(duì)中心軸要產(chǎn)生力矩。f1′Il1Bsin,方向向上；N圖8-39abcdIl1l2B86本文檔共109頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分M=f22.

但pm=NIl1l2，所以磁場對(duì)線圈力矩的大小可表示為M=pmBsin

(8-16)用矢量式來表達(dá)，就是M=pm×B(8-17)力矩M的方向：沿中心軸線向上。上式對(duì)任意形狀的平面線圈也都適用。Mf2f2′圖8-39abcdIl1l2Bl1Ba(d)b(c)f2f287本文檔共109頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

例題8-21半徑為R的圓盤,帶有正電荷,其電荷面密度=kr,k是常數(shù),r為圓盤上一點(diǎn)到圓心的距離,圓盤放在一均勻磁場B中,其法線方向與B垂直。當(dāng)圓盤以角速度繞過盤心o點(diǎn),且垂直于圓盤平面的軸作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),求圓盤所受磁力矩的大小和方向。

解可將圓盤分為無限多個(gè)圓環(huán)積分。

由M=pmBsin，圓盤所受的磁力矩為r2BM=由pm×B可知，M的方向垂直B向上。RBo圖8-40rdrdI88本文檔共109頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

解

(1)由M=pmBsin，得M=IabJ=M/β=2.16×10-3(kg.m2)(2)磁力所作的功為=IabBsin60oBsin(90o-)

例題8-22一矩形線圈a×b=10×5cm2，I=2A,可繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖8-41所示。當(dāng)加上B=0.5i(T)的均勻外磁場(B與線圈平面成=30o角)時(shí)，線圈的角加速度為β=2rad/s2，求:(1)線圈對(duì)oy軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=?(2)線圈平面由初始位置轉(zhuǎn)到與B垂直時(shí)磁力所作的功。yzo圖8-41BxabI89本文檔共109頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

1.磁介質(zhì)的種類

在考慮物質(zhì)與磁場的相互影響時(shí),我們把所有的物質(zhì)都稱為磁介質(zhì)?！?-7磁介質(zhì)的分類

電場中，電介質(zhì)極化后，在均勻電介質(zhì)表面出現(xiàn)極化電荷，于是電介質(zhì)中的電場為

與此類似，磁場中，磁介質(zhì)磁化后，在均勻磁介質(zhì)表面出現(xiàn)磁化電流，于是磁介質(zhì)中的磁場為式中,r叫磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率,它隨磁介質(zhì)的種類和狀態(tài)的不同而不同。對(duì)真空，r=1。B=Bo+B=rBo(8-27)90本文檔共109頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

抗磁質(zhì)—相對(duì)磁導(dǎo)率r略小于1的磁介質(zhì)。

順磁質(zhì)—相對(duì)磁導(dǎo)率r略大于1的磁介質(zhì)。

鐵磁質(zhì)—相對(duì)磁導(dǎo)率r?1,

而且還隨外磁場的大小發(fā)生變化的磁介質(zhì)。為什么各類磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率r有如此的不同呢?這就要從它們在外磁場的作用下的磁化機(jī)理的不同說起。B=Bo+B=rBo(8-27)91本文檔共109頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論,分子中的電子繞核運(yùn)動(dòng),同時(shí)又自旋。這些運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁效應(yīng)，可用一個(gè)圓電流來等效。分子磁矩2.抗磁質(zhì)和順磁質(zhì)的磁化

pmI圖8-56

無外加磁場時(shí),抗磁質(zhì)分子的固有磁矩pm為零,分子不顯磁性,從而整塊抗磁質(zhì)也不顯磁性。這個(gè)等效的圓電流稱為分子電流,相應(yīng)的磁矩pm稱為分子的固有磁矩。順磁質(zhì)分子的固有磁矩pm雖不為零,但由于分子的熱運(yùn)動(dòng),分子磁矩取每一個(gè)方向的概率是一樣的,因此對(duì)一塊順磁質(zhì)來說,分子磁矩的矢量和為零,故也不顯磁性。92本文檔共109頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分電子進(jìn)動(dòng)與附加磁矩

分子中的電子受到洛侖茲力的作用,除了繞核運(yùn)動(dòng)和自旋外,還要附加一個(gè)以外磁場方向?yàn)檩S線的轉(zhuǎn)動(dòng),從而形成進(jìn)動(dòng)。

pm圖8-58電子的進(jìn)動(dòng)pmfmBo

電子進(jìn)動(dòng)的結(jié)果是:

產(chǎn)生一個(gè)和外磁場Bo方向相反的附加磁矩pm。在外磁場Bo作用下,圖8-57陀螺的進(jìn)動(dòng)93本文檔共109頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分抗磁質(zhì)和順磁質(zhì)的磁化

抗磁質(zhì)附加磁矩pm是產(chǎn)生磁效應(yīng)的唯一原因。附加磁矩pm產(chǎn)生的磁場B′的方向總是與外磁場Bo的方向相反,因此抗磁質(zhì)中

B=Bo+B′<Bo這是抗磁性的重要表現(xiàn)。

順磁質(zhì)

由于附加磁矩pm較之pm很小,可以略去,因此分子的固有磁矩pm是順磁質(zhì)產(chǎn)生磁效應(yīng)的主要原因。在外磁場Bo中,分子的固有磁矩pm受到力矩的作用而轉(zhuǎn)向外磁場方向排列而產(chǎn)生的附加磁場B′的方向和外磁場Bo的方向相同,因此順磁質(zhì)中

B=Bo+B′>Bo這是順磁性的重要表現(xiàn)。94本文檔共109頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分Bo圖8-59§8-8磁化強(qiáng)度和磁化電流

一塊順磁質(zhì)放到外磁場中時(shí),它的分子的固有磁矩要沿著磁場方向取向,如圖12-4所示。

考慮和這些磁矩相對(duì)應(yīng)的分子電流,可以發(fā)現(xiàn)：在均勻磁介質(zhì)內(nèi)部，各處電流的方向總是有相反的,結(jié)果相互抵消。

只有在橫截面邊緣處，分子電流未被抵消,形成與橫截面邊緣重合的一層圓電流。這種電流叫做磁化電流。pm磁化電流95本文檔共109頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

磁化電流是分子內(nèi)的電荷運(yùn)動(dòng)一段段接合而成的,不同于金屬中自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成的傳導(dǎo)電流,所以也叫束縛電流。磁化電流在磁效應(yīng)方面與傳導(dǎo)電流相當(dāng),但是不存在熱效應(yīng)。在外磁場中的作用下，均勻磁介質(zhì)的表面上出現(xiàn)磁化電流的現(xiàn)象叫做磁介質(zhì)的磁化

。96本文檔共109頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分一.磁化強(qiáng)度—單位體積內(nèi)分子磁矩的矢量和

二

.磁化電流由于磁化電流是磁介質(zhì)磁化的結(jié)果,所以磁化電流和磁化強(qiáng)度之間一定存在著某種關(guān)系。為簡單起見,我們用長直螺線管中的圓柱體順磁介質(zhì)來說明它們的關(guān)系。(8-26)97本文檔共109頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

設(shè)圓柱體順磁介質(zhì)長L,橫截面積為S,磁化電流面密度(即沿軸線單位長度上的磁化電流強(qiáng)度)為J,則此磁介質(zhì)中的總磁矩為按磁化強(qiáng)度的定義，有=磁介質(zhì)中分子磁矩的矢量和JLS=|pmi|即磁化電流面密度J等于磁化強(qiáng)度M的大小。LMS圖8-60(8-27)98本文檔共109頁；當(dāng)前第98頁；編輯于星期三\14點(diǎn)20分

一般情況下,J=M可寫成下面的矢量式:

取如圖8-61所示的矩形閉合路徑l,則磁化強(qiáng)