07-1电磁现象与毕萨定律.ppt

* * * * 【例】 电荷运动速度 电荷电量： * 思考 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 大学物理BII教学安排(16周) * 章节(5) 学时(52) 稳恒磁场 10 交变电磁场 8 振动与波 12 光学 12 量子力学 10 任课老师：唐令 联系电话Email：lingtangiop@163.com QQ：1069247410 办公室：理A303 恒稳磁场 第一讲：磁场的产生（电流的磁场） 第二讲：磁场的性质：高斯定理和安培环路定理 第三讲：磁力：洛仑兹力和安培力 第四讲：磁力矩和磁介质 第五讲：本章小结和习题分析 * 第一讲：磁场的产生 §1. 恒定电流的基本概念 §2. 磁场的磁感应强度 §3 毕奥－萨伐尔定律及其应用 * * 概念就够了。 对大块导体， 对细导线用电流 还需电流密度的概念 来进一步描写电流的分布。 大块导体 ＋ － §1. 恒定电流的基本概念 * 电流密度是矢量：描写大块导体中电流分布 方向：对正载流子，与载流子的运动同向； 对负载流子，与载流子的运动反向。 数值：通过垂直于电流方向（正载流子速度方向）上单位面积的电流。 * 定义：电流密度 ? P 处正电荷定向移动速度方向上的单位矢量 大小 方向 // v dI dS? P I 大块导体 dS? —垂直于电流方向上的截面元 dI —通过dS?的电流大小 * 对每个小面元 ， 3. 对任意曲面S： dI 已知电流密度 通过任意截面的电流大小 1. 将任意截面分割成许多小面元 2. * §2.1 基本磁现象和磁的起源 狄拉克在1931年指出，量子理论允许存在磁单极子，在实验中至今未找到。 ？ §2. 磁场的磁感应强度 * 磁性的早期应用：指南针 * 1820年 奥斯特 磁针的一跳 说明电流具有磁效应 法国物理学家：安培、毕奥、萨伐尔、 、拉普拉斯，迅速行动，用不到一年，完成从奥斯特磁针的一跳到对磁现象的系统认识 * 安培的分子电流假说 * §2.2 磁场的定量描述：磁感应强度 实验结论1： 小磁针北极方向：磁感应强度的方向 * 实验结论2： ? B ? q v F F, v, B之间的方向关系 * 实验结论3： * — 真空的磁导率 I P ? 电流元不在自身方向上激发磁场。 要解决的问题是：已知任一电流分布，其磁感强度的计算 步骤1：将电流分割成许多电流元 §3.1毕奥－萨伐尔定律 §3 毕奥－萨伐尔定律及其应用 * 步骤2：利用磁场的叠加原理 电流分布在P点的磁场： 将计算得到的各电流元在P点激发的磁场感应强度叠加（矢量求和），得到总的电流分布的产生的磁场感应强度 * * * S dl n,q P 电流元磁场 §3.2 运动点电荷的磁场 选取电流元 通过S的电流： 电流元中的电荷个数 一个点电荷q在P点的磁场（vc）： * * 【例】直线电流的磁场 方向指向里面 §3.3 典型电流分布的磁场 I 无限长直线电流的磁场 无限长电流： * 【例】圆电流轴线上的磁场 I ? o ? 矢量求和化为分量求和： 对称性 * 1. 圆电流中心的磁场 I ? ? o 讨论： 2. 如果 场点距圆电流的距离很远或者圆形电流面积很小， * 定义圆电流的磁矩 这样的圆电流可看成 磁偶极子 处： * 电偶极子的电场 磁偶极子的磁场 电场时:电偶极子 磁场时:磁偶极子 - + * 例：载流直螺线管轴线上的磁场 单位长度下有 匝 计算dx长度的圆电流在 p 点磁场的矢量积分 * dx圆环电流大小： dx圆环电流激发的 磁感应强度大小： 方向都是向右 * 换积分变量为容易积分的： 求导： 容易积分 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *