[理化生]第九章 电流的磁场.ppt

例3： 求载流螺绕环内的磁场。 根据对称性知，在与环共轴的圆周上磁感应强度的大小相等，方向沿圆周的切线方向。磁感线是与环共轴的一系列同心圆。 磁场的结构与长直螺旋管类似， 环内磁场只能平行于线圈的轴线(即每一个圆线圈过圆心的垂线) p 解：设环很细，环的平均半径为R ， 总匝数为N，通有电流强度为 I。 设螺绕环的半径为 ，共有N 匝线圈。 以平均半径 作圆为安培回路 L得： 其磁场方向与电流满足右手螺旋。 n 为单位长度上的匝数。 同理可求得在螺绕管外部的磁场为零： L 例4：设一无限大导体薄平板垂直于纸面放置，其上有方向垂直于纸面朝外的电流通过，面电流密度为 j ,求无限大平板电流的磁场分布。 解：可视为无限多平行长直电流的场。因此 P 点的场具有对称性。 做 PO 垂线，取对称的长直 电流元，其合磁场方向平行于电流平面。无数对称元在 P点的总磁场方向平行于电流平面。 电流平面无限大，故与电流平面等距离的各点B 的大小相等。在该平面两侧的磁场方向相反。 作一安培回路如图：bc和 da两边被电流平面等分。ab和cd 与电流平面平行，则有 结果：在无限大均匀平面电流的两侧的磁场都为均匀磁场，并且大小相等，但方向相反。 方向如图所示。 洛伦兹力：荷兰物理学家洛伦兹首先提出，磁场对运动电荷有力的作用。为了纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。 洛伦兹，荷兰物理学家，1902年诺贝尔物理学奖的获得者 §9-3 磁场对运动电荷的作用 （自学内容） 2. 洛伦兹力大小 若 B⊥v f = Bqv 若 B∥v f = 0 若 B与v间的夹角为θ f = Bqvsin θ V V V V 3.洛伦兹力方向 没有磁场时电子束沿直线运动 施加垂直于纸面的磁场后，电子束呈圆轨道运动 二、带电粒子在磁场中的运动 T？ 二、带电粒子在磁场中的应用 1. 磁透镜 2. 霍尔效应 3. 质谱仪 4. 回旋加速器 描写电流元在磁场中受安培力的规律。 大小： 用矢量式表示： 安培定律：一个电流元在磁场中所受磁场力为电流元 与磁感应强度 的矢量积。 方向：从 右旋到 ，大拇指指向 垂直由 和 构成的平面。 §10-4 磁场对载流导体的作用 * §9-1 磁场和磁感应强度 §9-2 描述磁场的基本定理 §9-3 磁场对运动电荷的作用 §9-4 磁场对载流导线的作用 §9-5 磁介质 §9-6 磁生物效应 第九章 电流的磁场 §9-1 磁场和磁感应强度 一、磁现象 (magnetic phenomenon) 磁现象的发现比电现象早很多。东汉王充“司南勺”，北宋沈括航海用指南针“四大发明”。 同号磁极互相排斥，异号磁极互相吸引。磁极周围存在磁场，处于磁场中的其它磁极或运动电荷，都要受到磁场的作用力，此作用力称为磁场力或磁力。磁场力是通过磁场这种特殊物质传递的。 磁铁磁性最强区域称为磁极。磁铁指向北方的磁极为磁北极或N极；指向南方的为磁南极或S极。 1820年奥斯特发现电流的磁效应后，人们才认识到磁与电的密切联系。 1820年安培发现磁体对电流作用和电流之间相互作用，提出一切磁现象都起源于电流，一切物质的磁性都起源于构成物质的分子中存在的环形电流。这种环形电流称为分子电流。 安培分子电流假说与近代关于原子和分子结构的认识相吻合。原子是由原子核和核外电子组成的，电子的绕核运动就形成了经典概念的电流。 (H.C.Oersted , 1777—1851) 汉斯·奥斯特（Hans Oersted，1777年8月14日－1851年3月9日），丹麦物理学家、化学家。 1777年8月14日生于丹麦的兰格朗岛鲁德乔宾一个药剂师家庭。 1799年获得博士学位。论文主题是《大自然形而上学的知识架构》。 1801—1803年他旅游德国、法国等地，于1804年回国。 1806年被聘为哥本哈根大学物理、化学教授，研究电流和声等课题。。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。 1829年出任哥本哈根理工学院院长，直到1851年3月9日在哥本哈根逝世。终年74岁。 物质磁性起源不能完全用经典理论来描述。量子理论表明，核外电子对磁性有一定的贡献，但物质磁性的主要来源是电子的自旋磁矩，铁磁物质的强烈磁性则与相邻原子间电子自旋磁矩的交换作用有关。都不能用经典概念予以描述。 磁现象与电现象有很多类似，在自然界有独立存在的电荷，却至今没找到独立存在的磁荷，即所谓“磁单极