磁学-1课件.ppt

* 第八章 稳恒电流 的磁场 §8-1 磁场和磁感应强度 一、磁现象 （1）永磁体具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质。 （2）永磁体具有磁极，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： S N （1）1819-1820年间，丹麦物理学家奥斯特发现： 在载流导线附近的小磁针会发生偏转 N S I （2）1820年安培发现： 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： 1822年，安培提出了关于物质磁性的本质假说： 一切磁现象的根源是电流的存在，磁性物质的分子中存在着回路电流（称为“分子电流”），每个分子电流相当于一个小磁针（称为“基元磁铁”）。物质的磁性决定于物质中分子电流对外界磁效应的总和。 二、磁场 磁感应强度 运动电荷 磁场 运动电荷 磁感应强度 ：反映磁场性质的物理量 磁感应强度 的方向： 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。 实验： + F Fmax （1）正点电荷q以同一速率v沿不同方向运动 结论：1、 3、电荷q沿磁场方向运动时，F=0 2、F 大小随v变化 4、电荷q垂直磁场方向运动时，F = Fmax （2）在垂直磁场方向改变速率v，改变点电荷电量q。 结论：在磁场中同一点，Fmax/qv为一恒量，而在不同的点上， Fmax/qv的量值不同。 定义磁感应强度的大小： 磁感应强度 的方向一般可以由小磁针的磁北极N的指向表示，也可以用矢量的矢积 确定。 磁感应强度的单位： “特斯拉”（T） “高斯”（Gs） §8-2 磁通量 磁场中的高斯定理 一、磁感应线 磁感应线也称 ，它是为形象描绘磁场的空间分布而人为绘制出的一系列曲线。 1、磁感应线上任一点的切线方向，就是该点处磁感应强度 的方向。 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。 条形磁铁周围的磁感应线 直线电流的磁感应线 I 圆电流的磁感应线 I 通电螺线管的磁感应线 I I 通电螺绕环的磁感应线 磁感应线的特点： 1、磁感应线是连续的，不会相交。 2、磁感应线是围绕电流的一组闭合曲线，没有起点，没有终点。 二、磁感应通量?m 磁通量：通过磁场中某一曲面的磁感应线条数。 1、均匀磁场的通量计算 ? dS ? ? 2、非均匀磁场的通量计算 单位： “韦伯”（Wb） 三、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。 以曲面外法线方向为正 磁场是“无源场” 磁场是“涡旋场” I B §8-3 毕奥-萨伐尔定律 一、毕奥-萨伐尔定律 电流元 r 1820年，毕奥和萨伐尔用实验的方法证明：长直载流导线周围的磁感应强度与距离成反比与电流强度成正比。 拉普拉斯对此结果作了分析，提出了电流元产生磁场的关系式。 P 毕奥-萨伐尔定律： 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的矢径之间的夹角?的正弦成正比。其方向与 一致。 ? 真空中的磁导率： ?o= 4 ??10-7 T·m·A-1 二、运动电荷的磁场 Idl + + + + + + v I S 运动电荷的磁感应强度公式： - v ? B r + v r ? B *