《第7章 稳恒磁场01(比奥萨法尔定律)》-公开·课件设计.pptVIP

讨 论 (1) 无限长的螺线管 （2）半无限长螺线管 将 代入 x B O * * 一、电流 （SI 制单位:安培 A） 电流是导体中带电粒子（自由电子或 正负离子， 统称“载流子”）的定向流动。 规定:正电荷流动的方向为电流的方向。 某瞬时 电流强度: 单位时间内通过某一截面的电量。 7.1 电流 电流密度 电动势 第7章 恒定电流的稳恒磁场 对大块导体不仅需用物理 量电流强度来描述，还需 建立电流密度的概念来进 一步描述电流强度的分布 ? ? dS 定义电流密度矢量： 二、电流密度 方向: 大小: 该点的电流流向 电流密度 dI dS P I ? 大块导体 对任意曲面S： I 是 的通量 dI 为形象描写电流分布，可以引入“电流线”的概念 对闭合曲面，根据电荷守恒定律： 电流的连续性方程 单位时间内流出 S 面内的电量 应等于该闭合曲面内电量的减少 三、电流连续方程 稳恒电场 电流稳恒条件 时，电流不随时间变化，即 不随时间改变的电流称为恒定电流 不随时间改变的电荷分布所产生的电场稳恒电场 稳恒电场与静电场相似： 都服从高斯定理和环路定理 也有 也可以引入“电势” 在恒定电流电路中，沿任何闭合回路一周的电势降落的代数和为0 回路电压方程 恒定电场与静电场的区别： 导体内部和表面的场强 - - - + + + 静电场（静电平衡） 稳恒电场 + + - - 电功率和焦耳定律 电功率 焦耳定律: 焦耳定律的微分表达式： -- 热功率密度 四、欧姆定律和焦耳定律的微分形式 欧姆定律的微分表达式： 电流 电导率 电阻 ? 是电阻率， 电动势： 把单位正电荷从负极板通过电源内部移到正极板， 非静电场所作的功, 即 普遍表达式 + 四、电源电动势 定义非静电场强： 方向：电源内部负极 正极 7.2 电磁现象及其本源 磁体对磁体； 电流对磁体； 磁现象本质： 运动电荷对运动电荷的作用 电流对电流； 安培分子电流假说： 任何物质中的分子都存在回路电流，称为分子电流， 这些分子电流定向排列起来，在宏观上就使该物质对外 显示出磁性。 磁性： 磁极： 磁体吸引铁磁性物质的性质。 磁体上磁性最强处。 磁相互作用： 定义磁感应强度 方向: 大小: 不受力的方向定义为 的方向. 方向上受力 为 在 单位: 特斯拉 T ( 1 T = 10 4 G ) 7.3 磁场 磁感应强度 一 . 磁场 激发 运动电荷 磁场 运动电荷 激发 作用于 作用于 运动电荷在磁场中受力（实验） (1)磁场力与电荷电量成正比 (2)磁场力与电荷运动速度成 正比且垂直于速度方向 (3)当电荷沿着某个特定方向运动时，磁场力为 零，而垂直于该方向运动时，磁场力最大 二、磁感应强度 7.4 电流和运动电荷的磁场 方向: 大小: 满足右手螺旋法则 叠加原理 一、毕奥 — 萨伐尔定律及其应用 静电场：源(电荷) ? 磁场：源(电流) ? 电流元： 真空中的磁导率: ?0= 4??10-7亨利·米-1(H·m-1) * S：电流元横截面积 n：单位体积带电粒子数 q：每个粒子带电量 v：沿电流方向匀速运动 电流的磁场本质是运动电荷磁场 从毕萨定律导出运动电荷的磁场 电流元 产生的磁场： 二、运动电荷的磁场 电流元体积中粒子数： 电流是单位时间通过S的电量： 每个运动电荷产生的磁感强度： ? B r + v - v r ? B 1 2 3 4 5 6 7 8 例 判断下列各点磁感强度的方向和大小. + + + 1、5 点 ： 3、7点 ： 2、4、6、8 点 ： P C D * 例1 载流长直导线的磁场. 解 方向均沿 x 轴的负方向 ? I B 无限长载流长直导线的磁场. P C D ? 电流与磁感强度成右螺旋关系 半无限长载流长直导线的磁场. 真空中 , 半径为R 的载流导线 , 通有电流 I , 称圆电流. 求其轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小. 解 根据对称性分析 例2 圆形载流导线的磁场. I p * 2） 3） 1）若线圈有N匝 讨论 * 引入磁矩 描述载流线圈性质 圆电流叫磁偶极子 为磁偶极子的磁矩 解法一 圆电流的磁场 向外 例 半径 为R的带电薄圆盘的电荷面密度为? , 并以角速度? 绕通过盘心垂直于盘面的轴转动 ，求圆盘中心的磁感强度. 向内 解法二 运动电荷的磁场 o I （5） * A d （4） * o （2 R ） I + R （3） o I I R o （1） x