第10章磁场讲解.ppt

磁矩： 面积 的正法线方向与环电流的流向成右手螺旋关系，其单位矢量用 表示。 N 匝环电流的磁矩： 环电流的磁感应强度： 磁偶极子 磁偶极子磁场：圆电流产生的磁场。 I 10.6 安培环路定理 一、安培环路定理 B I r l 安培环路定理： 在磁场中，磁感应强度沿任意闭合路径 L 的线积分等于被此闭合路径所包围的电流代数和的 倍，与路径的形状和大小无关。 * * * * 第10章 电流和磁场 10.3 磁力与电荷的运动 一、磁的基本现象 （1）具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质。 （2）具有磁极，分磁北极 N 和磁南极 S。 （3）磁极之间存在相互作用，同性相斥，异性相吸。 （4）磁极不能单独存在。 永磁体的性质： 在磁极区域，磁性较强 磁偏角 地球是一个巨大的永磁体。 奥斯特实验（1819年） N S I 在载流导线附近的小磁针会发生偏转 1820年安培的发现 S N F I 放在磁体附近的载流导线或线圈会受到力的作用而发生运动。 电流与电流之间存在相互作用 I I + + - - I I + + - - S + 磁场对运动电荷的作用 电子束 N 磁现象与电荷的运动有着密切的关系。运动电荷既能产生磁效应，也能受磁力的作用。 结论： 磁铁 电流（运动电荷） 磁铁 电流（运动电荷） 磁 场 磁感应强度 ：描述磁场性质的物理量 磁感应强度 的方向： 10.4 磁场与磁感应强度 小磁针在磁场中，其磁北极N的指向即为该处磁感应强度 的方向。 一、磁场 实验： （1）点电荷q0以同一速率 v 沿不同方向运动。 实验结果： + v F 4. 电荷q0垂直磁场方向运动时， 3. 电荷q0沿磁场方向运动时， max （2）在垂直于磁场方向改变运动电荷的速率v，改变点电荷的电量q0。 在磁场中同一场点，Fmax/q0v 为一恒量； 在磁场中不同场点，Fmax/q0v 的量值不同。 实验结果： 国际单位：特斯拉（T） 常用单位：高斯（Gs） 小磁针N极的指向 方向： 大小： 方向： 右手螺旋 定义磁感应强度 的大小： 1.磁感应线上任一点的切线方向都与该点的磁感应强度的方向一致。 2.垂直通过单位面积的磁感应线条数等于该处磁感应强度 B 的大小。 二、磁感应线（B线）： 条形磁铁周围的磁感应线 直线电流的磁感应线 磁感应线为一组环绕电流的闭合曲线。 圆电流的磁感应线 I 磁感线性质 （1）磁场中磁感线不会相交 (2) 磁感线无头无尾，是闭合的涡旋线。 ?m=B?S S ? ? S 通过任一S面的磁通量： 三、磁通量 磁通量Φm：通过磁场中某一曲面的磁感应线条数。 单位： “韦伯”（Wb） 四、磁场中的高斯定理 在磁场中通过任意闭合曲面的磁感应强度通量等于零。 磁场是无源场 10.5 毕奥-萨伐尔定律 q . p 静电场中： Ep=? 恒定磁场： dq . I Bp=? dq dE I B dl r 电流元 电流元在空间任一点 P 产生的磁感应强度 的大小与电流元 成正比，与距离 r 的平方成反比，与 和电流元 到场点P 的位矢之间的夹角? 的正弦成正比。其方向与 一致。 P dB Idl r ? er 一、毕奥-萨伐尔定律： 真空中的磁导率： 大小： 方向： 矢量式： 由叠加原理：可给出任一电流产生的磁场的分布： 是矢量叠加 ! 注意： 建立坐标系 电流元的磁场: P点处的磁场： 思路？ P （方向如图） 二、毕奥-萨伐尔定律的应用 1. 载流直导线的磁场 (1)无限长载流导线： ?1= 0 , ?2 = ? (2)半无限长载流导线：?1= ?/2 , ?2 = ? a B I 方向： 与电流成右手螺旋关系 I I 讨论： p X x I R 0 ? ? r 电流元的磁场： 方向垂直于电流元和 r 组成的平面 由于对称性，合磁场沿轴线. 思路？ 2. 圆形载流导线轴线上的磁场 载流圆线圈半径为R，电流强度为 I。求轴线上距圆心 o 为 x 处 P点的磁感应强度。 与电流成右手螺旋关系 方向： I 要不要统一变量？ Sin? =？ r =？ 思考： O I I O I O 载流圆弧 I 圆心角 讨论: 圆心处的磁场： x=0, 场点P 远离圆电流（x＞＞R）时： 为圆电流的面积 载流圆线圈在其轴线上的磁场。