真空中稳恒电流的磁场（全套175p）教材教学课件.ppt

真空中稳恒电流的磁场 宏观 定向运动 反作用 反作用 电荷q 产生 电流I 产生 1. 电流：电荷的宏观定向运动形成电流。 规定正电荷的运动方向为电流方向。 一 电流及其形成条件 导体中电场的方向 从高电势到低电势的方向 高电势 低电势 S I 电流方向 I I 电子运动方向 稳恒电场方向 即 §1 电流 电流密度 电动势 2.形成条件： ①导体中要存在自由电荷； ②导体两端有一恒定的电势差。 电荷不再运动 3.分类： 二 电流强度 电流密度 1. 电流强度：通过截面S 的电荷随时间的变化率 单位：A 大小：单位时间内过该点且垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷 细致描述导体内各点电流分布的情况 通过面元dS的电流为dI， 穿过任一截面 S 的电流： 三 电流的连续性方程 恒定电流条件 单位时间内通过闭合曲面向外流出的 电荷，等于此时间内闭合 曲面内电荷的减少量 . （3）铜导线中电流密度均匀，电流密度值多少？ 解 四 电动势 要使电流能够持续下去，必须要有一个作用方向与静电力的方向相反的非静电力，非静电力维持了电流的持续运转。 非静电力: 能不断分离正负电荷使正电荷逆静电场力方向运动. 电源：提供非静电力的 装置. 电动势的定义：单位正电荷绕闭合回路运动一周，非静电力 所做的功. 电动势： 电源电动势大小等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功. 伏打电池 1801年伏打向拿破仑演示他的电池 机械能——水力 机械能——风力 法国的太阳能电站镜面系统 化学能 电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置 持罗盘的陶佣   指南车（模型） §2 磁场 磁感强度 一 基本磁现象 司南 N S 1、自然磁现象 ☆磁性：具有能吸引铁磁物质(Fe、Co、Ni）的一种特性。 ☆磁体：具有磁性的物体 ☆磁极：磁性集中的区域 ☆地磁：地球是一个大磁体。 磁极不能分离，（正负电荷可以分离开） 地核每400年比地壳多转一周 地球的磁极每隔几千年会发生颠倒 ２、 磁现象起源于运动电荷 后来人们还发现磁电联系的例子有： 磁体对载流导线的作用； 通电螺线管与条形磁铁相似； 载流导线彼此间有磁相互作用；…… 　1819－1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应。1820年4月，奥斯特做了一个实验，通电流的导线对磁针有作用，使磁针在电流周围偏转。 上述现象都深刻地说明了： 磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系。 安培的分子电流假说 ３、磁力 ②近代分子电流的概念： 轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子电流 　 一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。 ① 1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。 磁体与磁体间的作用； 电流与磁体间的作用； 磁场与电流间的作用； 磁场与运动电荷间的作用； 均称之为磁力。 1） 磁铁的磁场 磁 铁 磁 铁 1、磁力的传递者是磁场 二 磁 场 2） 电流的磁场 奥斯特实验 电 流 电 流 3） 磁现象的起源 运动电荷 运动电荷 2、磁场是由运动电荷所激发，参考系是观察者 3、磁场对外的重要表现 静止电荷激发静电场 运动电荷可同时激发电场和磁场。 (1)磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用； (2)载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体作 功，表明磁场具有能量。 磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。 带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关. 实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关. 当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大. 磁感强度大小: 运动电荷在磁场中受力 洛仑兹力 运动的带电粒子，在磁场中受到的作用力称为洛仑兹力。 洛仑兹力总与带电粒子的运动速度垂直。因此洛仑兹力对运动电荷不作功。它只改变运动电荷速度的方向，不改变速度的大小。 磁场叠加原理 §3 毕奥－萨伐尔定律 一 毕奥－萨伐尔定律 (电流元在空间产生的磁场) 任意载流导线在点 P 处的磁感强度 磁感强度 叠加原理 例 判断下列各点磁感强度的方向和大小. 例1