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同学们好！ 大学物理 结构框图 第十二章 真空中的稳恒磁场 真空中的稳恒磁场 磁感应强度 毕-萨定律 磁场的高斯定理 安培环路定理 磁场的基本性质 洛仑兹力 安培定律 带电粒子在磁场中的运动 霍耳效应 磁力和磁力矩 磁力的功 磁力作用 磁现象 安培定律 第一节 磁的基本现象和基本规律 一、磁铁的磁性 磁极：磁性特强的区域 N S 作用规律：同性磁极相互排斥， 异性磁极相互吸引。 二、电流的磁效应 奥斯特实验表明：电流对磁极有力的作用 磁铁对电流有作用 电流间有相互作用 载流线圈的行为象一块磁铁 磁现象解释：近距作用观点 磁场 磁极 磁极 电流 电流 电流、磁铁的本源一致：安培分子环流假说 本质:运动电荷激发磁场,磁场传递运动电荷间的相互 　　 作用。 三、安培定律 I1 I2 SI中 真空磁导率 P.49 安培定律力方向的判断： 第二节 稳恒磁场及其描述 一、磁感应强度 如同静电场中 将q2看作试探电荷 对整个电流积分得 描述磁场的基本物理量是磁感应强度 。 单位：在国际单位制中 1[T] 1特斯拉 磁感应强度B的量纲[MT?2I?1] 操作定义：试探电流元在磁场中受力 二、毕奥—萨伐尔定律 求解电流磁场分布基本思路： 将电流视为 电流元的集合 电流元磁场公式 磁场叠加原理 电流磁场分布 毕—萨定律：电流元产生磁场的规律,与点电荷电场公式作用地位等价。 电流元产生的磁场 电流L产生的磁场 . 大小： 方向：右手法则 试比较点电荷电场公式与电流元毕奥—萨伐尔定律 相同之处： ?都是元场源产生场的公式 元电荷或点电荷产生的电场 元电流产生的磁场 ?场强都与 r 2 成反比 ?都是计算场的理论基础 计算不能视为点电荷带电体产生的电场的基础 计算任意形状电流产生的磁场的基础 不同之处： ?公式的来源不同 电场公式是直接从实验中总结出来； 磁场公式是概括闭合电流情况下的数据，间接得 到的。因为实际上得不到稳恒的电流元。 ? 方向平行或反平行于 方向 对应于q的正负 方向垂直于 与 组成的平面, 满足右旋关系 ? dE与dq成正比 dB不仅与Idl成正比, 还和 夹角正弦成正比 ? 一个点电荷能在它周围空间任一点激起电场 电流元在其延长线上不激发磁场 例1. 直线电流的磁感应强度 已知： 求： 分布 解：在直电流 AB 上取电流元 各电流元在P点产生的 同向 l 统一变量： l 2. 直导线及其延长线上点 讨论：1. 无限长直电流 三、磁场的高斯定理 切向：该点 方向 疏密：正比于该点 的大小 1.磁感应线 特点 闭合，或两端伸向无穷远； 与载流回路互相套联； 互不相交 2. 磁通量--通过磁场中某给定面的磁感应线的总条数 微元分析法 以平代曲，以不变代变 对封闭曲面，规定外法向为正 进入的磁感应线 穿出的磁感应线 3. 磁场的高斯定理 穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零： 磁场是无源场 磁感应线闭合成环，无头无尾 不存在磁单极。 练习 已知：I，a，b，l 求： 解： 比较 静电场 稳恒磁场 无源场 有源场 高斯定理 保守场 ？ 环路定理 四、稳恒磁场的安培环路定理 1.导出：可由毕 — 萨定律出发严格推证 以无限长直电流的磁场为例验证 推广到任意稳恒电流磁场（从特殊到一般） 1 选在垂直于长直载流导线的平面内，以导线与平面交点O为圆心，半径为 r 的圆周路径 L，其指向与电流成右旋关系, 即 2 在垂直于导线平面内围绕电流的任意闭合路径 若电流反向： 与环路绕行方向成右旋关系的电流 对环流的贡献为正，反之为负。 3 闭合路径不包围电流 穿过 的电流：对 和 均有贡献 不穿过 的电流：对 上各点 有贡献 对 无贡献 4 空间存在多个长直电流时，由磁场叠加原理 2. 推广：稳恒磁场的安培环路定理 稳恒磁场中，磁感应强度 沿任意闭合路径L的线积分（环流）等于穿过闭合路径的电流的代数和与真空磁导率的乘积。 稳恒磁场的安培环路定理 成立条件：稳恒电流的磁场 场中任一闭合曲线 — 安培环路（规定绕向） 环路上各点总磁感应强度（包含空间穿过L， 不穿过L的所有电流的贡献） 穿过以L为边界的任意曲面的电流的代数和。 规定：与L绕向成右旋关系 Ii 0 与L绕向成左旋关系 Ii 0 例如： L I2 I1 大学物理