赵凯华的_电磁学_第三版_第四章_稳恒磁场_5_pages.ppt

?毕奥萨--伐尔定律的表达式 微分形式 (电流元) 积分形式 (闭合回路) ? dB 形状、方向 B d r 方向 形状 B d r 问题 电流元的B线为圆环 任意载流体的B线也为圆环? 如何理解？ 对比：点电荷的E线， 任意带电体的E线。 作业P367,题3,P370,题19， P372，题30 2.利用毕奥萨--伐尔定律求磁场 （1）载流直导线 (a) 对称性分析 轴对称性，取任一平面分析 (b) 分割电流元 分析元磁场方向、大小 大小： 方向：所有元电流的元磁场dB垂 直平面向内（右手法则） (c)元磁场积分 将被积函数、微元，积分上下限 化为关于某一变量（此处为θ）的函数 积分方法： l , r 与θ的关系： 取微分 将 dl , r 代入积分式 讨论 2 q 1 q (a) B的空间分布 径向：B随 r0 增加而减小 轴向：B在 z1= z2处取得最大值 (b) 载流直导线为无限长时 对比：无限长均匀 带电直线 B与轴向位置无关 随半径增加而降低 相同特征！！ 记忆结果？ (c) 场点 P 充分靠近导线：r0 ? l 2 q 1 q (d) 解法二： 按矢量差理解 积分代换： * * * 第四章 (真空中)稳恒电流的磁场 magnetic field 磁现象研究发展概要 1820年9月,法国人阿拉果经过一段时间的旅行,回到法国,并带来了丹麦奥斯特发现电流磁效应的消息,这在法国科学界引起了轰动. 安培、毕奥、萨伐尔迅速开展了关于这种效应的定量研究。安培开展独立研究平行载流导线之间相互作用的研究，并通过一系列的实验（课本小字部分）由此发展得到安培定律。毕奥和萨伐尔合作开展研究，发现了载流长直导线对磁极作用反比于距离r的实验结果,这是人们第一次得到电流磁效应的定量结果，并确定了电流对磁极的作用力为横向力。拉普拉斯参与实验分析，推导得到了电流元产生磁场的毕奥和萨伐尔定律。 奥斯汀发现电流磁效应的半年后，就基本建立了电流磁场的知识体系。电学、磁学合并成为一个新的学科：电磁学。 1820年之前（库仑实验：1784--1785 ），人们认为磁和电是没有关系的物理问题。 1820年丹麦人奥斯特的电流的磁效应揭示：运动的电产生磁。发现的意义：电磁之间有相互联系。 作业：p255思考题2 习题6,10,20,25,30 §1. 磁的基本现象和规律 1.1不同的磁作用形式 （1） 磁铁 磁铁 天然磁铁：Fe3O4 人工磁铁: 铷铁硼合金 钴镆合金等 必威体育精装版进展：日本采用纳米技术 制备强磁性氮化铁 物质成分 条形磁铁的两端磁性强，称作磁极，中部磁性弱，称作中性区 磁铁分区 中性区 磁极 N 指南针指南原理 S 作用规律：同性相斥、异性相吸 （2）电流线—磁铁（电流磁效应 奥斯特实验 ） 实验现象 实验结论 电流对磁铁有作用 分析 电流方向变化、磁针转动方向也变化 ?对比磁铁间的作用，电 ?流产生了磁。 ?电流的本质是运动的电荷 ?运动的电荷产生磁场 磁与电的关系 历史真相 启示： （1）机遇总是垂青准备的头脑－－奥斯特信奉康德哲学，认为世界上的各种力可以相互转化； （2）技术发展是推动科学发展的动力－－伏打电池的发明，为研究电流磁效应奠定基础－－重视实验研究； （3）我国科学源头创新的困境思考。 问题 电流对磁铁有作用，磁铁对电流是否有作用？ I I 实验 I=0 N 极向内 结论 和磁铁一样，载流导线不仅具有磁性，也受磁作用力 （3）电流 电流(应该存在作用力) 实验 I I I I 结论 作用规律 同向电流相吸 异向电流相斥 问题 载流导体也具有磁极 ? 磁铁 磁铁 磁作用具有极性特点 电流 电流 磁作用也具有极性特点 载流螺线管磁极的确定方法： 右手法则 载流螺线管 与磁铁的作用 N S I I N S 电流 总结：磁作用的表现形式 磁铁 磁铁 电流 分析 电荷之间的库伦作用力通过电场来传递， 上述各种作用应该具有相同的作用机理， 上述作用力也应该通过一种场来传递， 3.磁场 磁场 这种场就是磁场 问题 磁铁 磁场 电流 磁场 是一种产生方式？ 还是两种产生方式? 磁场的概念最早由法拉第提出，是当时物理学的一个创举，爱因斯坦认为场的价值比电磁感应高许多。 学习过程：力?场，物理本源：电磁场?场粒子?电磁力 分析 载流螺线管 条形磁铁 实验表明:磁性特征相同 产生磁场的源应该相同 环向电流 环向电流 1822