第十一章真空中稳恒电流的磁场(之一).ppt

* § 11-2 磁场 磁感应强度 磁感应线 磁通量 § 11-3 毕奥 – 萨伐尔定律 § 11-1 基本磁现象 安培假说 § 11-5 安培环路定律 § 11-4 运动电荷的磁场 § 11-9 电流强度的单位 ——安培的定义 § 11-8 磁场对载流线圈的作用 § 11-7 磁场对载流导线的作用 § 11-6 带电粒子在外磁场中受到的力及其运动 第十一章 真空中稳恒电流的磁场 1、掌握磁感应强度的概念 2、能用毕奥--萨伐尔定律计算简单电流的磁场分布 3、理解磁场高斯定理及安培环路定理，掌握用安培 环路定理计算磁感应强度的条件和方法 4、掌握洛仑兹力公式，能计算简单载流导线和线圈 在均匀磁场及长直电流磁场中所受力和力矩 教学要求 稳恒电流不随时间而变，由导体中的稳恒电场产生。 稳恒磁场——稳恒电流的磁场。 电流 运流电流：带电体的宏观机械运动。 传导电流：导体中自由电子的有规则运 动或电解液中的正负离子的 有规则运动形成。 本章研究： 电流 （运动电荷） 怎样产生磁场 在外磁场中受到什么样的作用 一、 早期发现的磁现象 春秋战国时代：“管子、地数篇”记有“上有慈石者，其下有铜金。 公元前三世纪：“吕氏春秋”上记有“磁石召铁”。 公元前250年：“韩非子、有度”中记有“司南”（指南器）。 公元一世纪：王充的“论衡”中记有“司南勺” 十一世纪：沈括的“梦溪笔谈”中记有“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也“。（比哥伦布发现地磁偏角早好几百年） 十世纪：有“磁石吸铁可隔碍相通”的记载。 § 11-1 基本磁现象 安培假说 ??? ?1985年江西省临川县朱济南墓出土，江西省临川市上渡辖区文管所藏。??? 陶涌手中持一罗盘，俑座底部墨书“张仙人”三字，故又称该俑为“张仙人”俑，是古代风水先生的造型。此件为研究旱罗盘出现的时间、造型及作用，提供广可靠的实物资料。 持罗盘的陶佣 司南 ???? 汉（前206一公元220年）盘17.8厘米 17.4厘米，勺长11.5厘米，口径4.2厘米???? 司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方，中心圆面下凹，圆外盘面分层次铸有八天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N, 勺尾为S，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。此模型是王振铎先生据《论衡》等书记载并参照出土汉代地盘研究复制。 ??指南车（模型） ???? 指南车是三国时期（220－280年）魏人马钧创制的。它利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向。在特定条件下，车子转向时木人手臂仍保持指南。模型是王振铎先生据《三国志》注引《魏略》及《宋史舆服志》复原的。 N S 一、 基本磁现象 1、磁铁有磁极：北极 N 、南极 S 极;二者不能分割开 3、通电导线周围有磁场（奥斯特实验-发现电流的磁效应）。 2、磁极同性相斥,异性相吸 4、磁场对通电导线有作用（安培发现电流在磁场中受力）。 5、磁场对运动电荷有作用。 电流 （运动电荷） 磁 场 电流 （运动电荷） 磁铁 磁铁 秦始皇的阿凡宫北门就是用磁石做成的。（为防刺客） 晋朝的马翁用磁石压道，以阻碍敌人的兵器。 安培定律 二、安培（法国）的物质磁性假说（在1822年） 运动电荷（电流） 运动电荷（电流） 磁场 任何物体的分子中都存在着回路电流，称为分子电流。 磁性物质中的分子电流是“有序排列”的，分子电流相当于基元磁铁，物质的磁性取决于物质中分子电流对外界磁效应的总和。 磁现象的电本质：一切磁现象均起源于电荷的运动 注意区分： 库仑相互作用： 磁相互作用： 无论电荷是静止的还是运动的都存在。 只有运动电荷之间才存在。 安培定律 磁感强度用运动电荷在磁场中的受力情况来定义； 实验表明： 1、运动电荷在外磁场中受力： 一、磁场、磁感强度 q v F = Fmax N S F = 0 v q 2、F 的大小和 v 的方向有关，且总有 F ? v 有两个特殊方向： （1）当 v 与 N 极所指方位一致时： F = 0 （2）当 v 垂直于 N 极所指方位时： F = Fmax § 11-2 磁场 磁感应强度 磁感应线 磁通量 1、大小 3、单位:特斯拉T 、高斯G 1特斯拉 = 104 高斯 2、方向: 在某点小磁针N 极的指向规定为该点的磁感应强度B的方向; Fmax为实验电荷所受的最大磁力，与运动方向有关，总是垂直于实验电荷的运动速度方向。 3、在磁场中某点