第08章讲 电流与磁场-精品课程-大学物理=厦门大学.pptx

第八章 电流与磁场;§8-1 稳恒电流和稳恒电场 电动势 §8-2 磁场和磁感应强度 §8-3 毕奥─萨伐尔定律 §8-4 磁场的高斯定理 §8-5 安培环路定理 §8-6 磁场对运动电荷的作用 §8-7 磁场对电流的作用 §8-8 磁介质 ;§8-1 稳恒电流与稳恒电场 电动势;一、电流强度与电流密度 ;2、电流密度;电流密度与载流子的运动速度的关系:; 电流密度为矢量, 其方向沿正电荷运动的速度方向: ;4、稳恒电流的条件： ;二、欧姆定律及其微分形式;2、欧姆定律的微分形式;图38;三、电源及电源电动势 ;2、电源的电动势;四、含源电路的欧姆定律;一般地：;2、一段含源电路的欧姆定律 ;一般地：;解： ;§8-2 磁场与磁感应强度;一、磁现象的本质;奥斯特实验（1819年）;安培实验（1820年）;（2）电流与电流之间存在相互作用：;;2. 磁现象的本质;二、磁场;三、磁感应强度;§8-3 比奥－萨伐尔定律;一、毕奥─萨伐尔定律 ;电流元:;;二、毕奥─萨伐尔定律的应用;2. 几种常见电流的磁场(I);解:;x;x = 0（圆心）：;（3） 载流直螺线管内部的磁场 ;无限长螺线管： ;;解：;例8-4、半径为 R 的圆盘均匀带电，电荷密度为? 。若该圆盘以角速度 ? 绕圆心 O 旋转，求轴线上距圆心 x 处的磁感应强度。;P;§8-4 磁场的高斯定理;一、磁感应线;;二、磁通量;三、磁场的高斯定理;例8-5 如图，已知：I，a，b，l ， 求：通过矩形平面的磁通量。;解：;§8-5 安培环路定理;一、 安培环路定理;一般情况：;图8;二、安培环路定理的应用;;;（2）长直螺线管的磁场;图9;（3）螺线环内的磁场;解： ;§8-6 磁场对运动电荷的作用;一、洛仑兹力;;（1）运动方向与磁场方向平行;（2）运动方向与磁场方向垂直;（3）运动方向沿任意方向;例8-5、有一均匀磁场，其磁感应强度 B = 1.5 T ，水平地由南指向北。如果有一个 5.0 兆电子伏特的质子沿竖直向下的方向通过磁场，问作用在质子上的力有多大？（ 质子质量 m = 1.67?10-27 kg ）;三、应用电场和磁场控制带电粒子的实例; 2、磁聚焦;3、磁约束;极光：;在地磁两极附近 由于磁感线与地面垂直 外层空间入射的带电粒子可直接射入高空大气层内 它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光;四、霍耳效应;;3、霍耳效应的应用 ;§8-7 磁场载流导线的作用;一、安培定律; 二、载流导线所受磁场力;× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×;图14;; 三、载流线圈所受磁力矩;;一般平面线圈： ;;解：;;2、磁力对转动载流线圈的功;一般情况：;例8-9、如图所示，求：（1）线圈所受磁力矩的大小和方向。（2）线圈转过90°，磁力矩所做的功。;§8-8 磁介质;一、磁介质的分类;二、磁介质的磁化;顺磁质的磁化过程： ;抗顺磁质的分子附加磁矩： ;顺磁质的磁化过程： ;三、 磁化强度矢量 磁化电流;1、定义磁化强度;;四、存在磁介质时的高斯定理和安培环路定理;; 磁场强度沿着任一闭合路径的环流等于通过该闭合路径所包围面积的传导电流的代数和，即： ;均匀、线性的磁介质：;例8-10、一半径为 R1 的无限长圆柱形直导线，外面包一层半径为 R2 ，相对磁导率为 ?r 的圆筒形磁介质。通过导线的电流为 I o 。求： （1）磁介质内、外磁场强度和磁感应强度的分布；（2） 磁介质内、外表面的磁化电流强度。;解：;;