真空中的稳恒磁场课件.pptxVIP

第1页共28页结构框图真空中的稳恒磁场真空中的稳恒磁场磁感应强度毕-萨定律磁场的高斯定理安培环路定理磁场的基本性质洛仑兹力安培定律带电粒子在磁场中的运动霍耳效应磁力和磁力矩磁力的功磁力作用磁现象安培定律

第2页共28页第一节磁的基本现象和基本规律一、磁铁的磁性磁极：磁性特强的区域NS作用规律：同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。

第3页共28页二、电流的磁效应奥斯特实验表明：电流对磁极有力的作用磁铁对电流有作用电流间有相互作用载流线圈的行为象一块磁铁

第4页共28页磁现象解释：近距作用观点磁场磁极磁极电流电流电流、磁铁的本源一致：安培分子环流假说本质:运动电荷激发磁场,磁场传递运动电荷间的相互作用。

第5页共28页三、安培定律I1I2SI中真空磁导率P.49安培定律力方向的判断：

第6页共28页第二节稳恒磁场及其描述一、磁感应强度如同静电场中将q2看作试探电荷

第7页共28页对整个电流积分得描述磁场的基本物理量是磁感应强度。单位：在国际单位制中1[T]=1特斯拉操作定义：试探电流元在磁场中受力

第8页共28页二、毕奥—萨伐尔定律求解电流磁场分布基本思路：将电流视为电流元的集合电流元磁场公式磁场叠加原理电流磁场分布毕—萨定律：电流元产生磁场的规律,与点电荷电场公式作用地位等价。电流元产生的磁场电流L产生的磁场.大小：方向：右手法则

第9页共28页试比较点电荷电场公式与电流元毕奥—萨伐尔定律相同之处：?都是元场源产生场的公式元电荷或点电荷产生的电场元电流产生的磁场?场强都与r2成反比?都是计算场的理论基础计算不能视为点电荷带电体产生的电场的基础计算任意形状电流产生的磁场的基础

第10页共28页不同之处：?公式的来源不同电场公式是直接从实验中总结出来；磁场公式是概括闭合电流情况下的数据，间接得到的。因为实际上得不到稳恒的电流元。?方向平行或反平行于方向(对应于q的正负)方向垂直于与组成的平面,满足右旋关系?dE与dq成正比dB不仅与Idl成正比,还和夹角正弦成正比?一个点电荷能在它周围空间任一点激起电场电流元在其延长线上不激发磁场

第11页共28页例1.直线电流的磁感应强度已知：求：分布解：在直电流(AB)上取电流元各电流元在P点产生的同向l

第12页共28页统一变量：l2.直导线及其延长线上点讨论：1.无限长直电流

第13页共28页三、磁场的高斯定理切向：该点方向疏密：正比于该点的大小1.磁感应线特点闭合，或两端伸向无穷远；与载流回路互相套联；互不相交2.磁通量--通过磁场中某给定面的磁感应线的总条数微元分析法(以平代曲，以不变代变)

第14页共28页对封闭曲面，规定外法向为正进入的磁感应线穿出的磁感应线3.磁场的高斯定理穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零：磁场是无源场磁感应线闭合成环，无头无尾不存在磁单极。

第15页共28页练习已知：I，a，b，l求：解：比较静电场稳恒磁场无源场有源场高斯定理保守场？环路定理

第16页共28页推导：可由毕－沙定律出发严格证明采用方法：以无限长直电流的磁场为例验证推广到任意稳恒电流的磁场（从特殊到一般）四、稳恒磁场的安培环路定理

第17页共28页1)选在垂直于长直载流导线的平面内，以导线与平面交点o为圆心，半径为r的圆周路径L，其绕向与电流成右旋关系。1.导出：

第18页共28页若电流反向：与环路绕行方向成右旋关系的电流对环流的贡献为正，反之为负。

第19页共28页2)在垂直于导线平面内，围绕电流的任意闭合路径若电流反向：

第20页共28页3)在垂直于导线平面内，但不围绕电流的任意闭合路径不穿过的电流：对上各点有贡献对无贡献

第21页共28页4)不在垂直于导线的平面，任意空间闭合路径

第22页共28页5)空间存在多个长直电流时，其中I1、I2、···、Ik是被包围在L内，而Ik＋1、Ik＋2、···、In是在L外的，由磁场叠加原理

第23页共28页2.推广：稳恒磁场的安培环路定理稳恒磁场中，磁感应强度沿任意闭合路径L的线积分（环流）等于穿过闭合路径的电流的代数和与真空磁导率的乘积。说明①成立条件：稳恒电流的磁场场中任一闭合回路