大学物理6-2 磁感强度 毕奥-沙伐尔定律.ppt

第六章 稳恒磁场 大学物理学 第二版 * 6-2 磁 感 应 强 度 试验（试探）线圈： 一、磁感应强度的定义 （1）几何线度要充分小； （2）电流要充分小； 定义：试探线圈的磁矩 线圈的磁矩是描述线圈本身磁学性质的物理量，单位： * 一点的磁感应强度的大小，等于具有单位磁矩的试探线圈在该点所受到的最大磁力矩。 规定：试探线圈处于平衡位置时，线圈法线方向为该点磁场的方向。 试探线圈所受最大磁力矩： 单位：特斯拉（T） * 二、 毕奥－萨伐尔定律 μ0 称为真空磁导率,在国际单位制中: 电流元 在空间 点 产生的磁场 的大小为： P * 1、毕奥－萨伐尔定律 * 任意载流导线在 p点处的磁感应强度： 上式也称为磁感应强度叠加原理。 P * 毕奥－萨伐尔定律不能由实验直接证明, 然而由这个定律出发得到的结果都很好的和实验相符合。 * 2、毕奥－萨伐尔定律的应用 I a 解 例1求距离一段载流直导线为a 处一点P 的磁感应强度。 P l * (1) 无限长载流直导线 方向：右螺旋法则 (2) 任意形状载流直导线 P a I 1 2 I 讨论 * R x O 例2 求载流圆线圈轴线上一点 P 的磁感应强度。 根据对称性 方向满足右手定则。 P x 解 * (1) x R 讨论 当圆电流的面积S 很小, 或场点距圆电流很远时, 把圆电流叫做磁偶极子。 * (2) x = 0 载流圆线圈的圆心处 (3) 一段载流圆弧在圆心处产生的磁场 N 匝圆线圈 * I R O 1 2 3 例3 一无限长载流导线弯成如图所示形状，求O 点的磁感应强度。 解 方向均向外 方向向外 * x r O R x 在螺线管上的 x 处截取一小段dx 例4 求一段载流直螺线管轴线上的磁场 螺线管半径为 R 导线中电流为 I 单位长度线圈匝数 n 解 P x r O R x P * x r O R x P x r O R x P * （1）无限长直载流螺线管 讨论 （2） 半无限长直载流螺线管 * 三、运动电荷的磁场 导体中的电流所激发的磁场, 实际上是由大量定向运动的电荷所激发的。 S 以电量为q、速度为v 的正电荷作研究对象，设电流元横截面积为S，单位体积中带电粒子数为n，则电流: * 在 导线中载流子数 , 所以一个载流子产生的磁场： * 一个以速度 运动的电荷, 在距它r 处所产生的磁感应强度为： 正运动电荷的磁场 负运动电荷的磁场 + × * 例6 半径为R 的带电薄圆盘的电荷面密度为σ ,并以角速度ω 绕通过盘心垂直于盘面的轴转动。求圆盘中心的磁感应强度。 * 解法一 向外 向内 圆电流的磁场 * 解法二 运动电荷的磁场 第六章 稳恒磁场 大学物理学 第二版