磁场第一次课 2011 上课.ppt

§9.1 磁场力和磁感应强度 一. 磁力与磁场 磁体 磁体 电流 电流 安培提出: 一切磁现象起源 于电荷运动 运动电荷 运动电荷 磁场 磁场的性质: (1) 对运动电荷(或电流)有力的作用; (2) 磁场有能量 磁力都是运动电荷之间相互作用的表现 二. 磁感应强度 在闭合回路中取电流元 电流元在磁场中的受力特点: (1) 电流元在磁场中的方向不同,受力也不同; 存在一个方向使 定义 (2) 当电流元的取向与 磁感应强度的方向垂 直时,受到的磁场力最 大; 磁感应强度 的大小 定义该方向为磁感应强度 的方向 所组成的平面; (4) 当电流元与磁感应强度 受到磁场力的大小为 矢量形式: (3) 磁场力 的方向总是垂直 于电流元 和磁感应强度 间的夹角为? 时， 安培力公式 §9.2 毕奥－萨伐尔定律 一.毕奥－萨伐尔定律 静电场: 取 磁 场： 取 毕－萨定律： 单位矢量 真空中的磁导率 大小： 方向： ? ? ? P P 例 P 二.毕－萨定律的应用 1. 载流直导线的磁场 I P a 解 求距离载流直导线为a 处 一点P 的磁感应强度 根据几何关系： l I P a (1) 无限长直导线 方向：右螺旋法则 (2) 任意形状直导线 P a I 1 2 讨论 I P (3) 无限长载流平板 I b P 解 x y O (1) (2) (3) 分析： (1) 无限长载流直导线 (2) 无限大板 磁屏蔽 i i 2. 载流圆线圈的磁场 R x O I 求轴线上一点P 的磁感应强度 P x 根据对称性 方向满足右手定则 P x (1) 载流圆线圈的圆心处 (2) 一段圆弧在圆心处产生的磁场 I 如果由N 匝圆线圈组成 如图，求O 点的磁感应强度 I 1 2 3 解 R O 例 讨论 I I R O 1 2 3 (3) S 定义 磁距 x O R q 求绕轴旋转的带电圆盘轴线上的磁场和圆盘的磁矩 解 P r 例 圆盘圆心处 方向沿 x 轴正向 3. 载流螺线管轴线上的磁场 I P R 已知螺线管半径为R 单位长度上有n 匝 l 讨论 P R l (1) 无限长载流螺线管 讨论 (2) 半无限长载流螺线管 三.运动电荷的磁场 P + q S 电流元内总电荷数 电荷密度 a b O 一个运动电荷产生的磁场 如图的导线，已知电荷线密度为?，当绕O点以? 转动时 解 1 2 3 4 线段1： ? O点的磁感应强度 例 求 线段2： 同理 线段3： 线段4： 同理 a b O 1 3 4 ? 2 * 11 * 11