《大学物理学》第10章稳恒磁场.pptx

§11.1电流;当电流在大块导体中流动时，导体内各处的电流分布不一定是均匀的。为了精确描述任一时刻电流在截面内的分布情况，引入了电流密度矢量j的概念。;如图（a）所示，在导体中某点处取一与电流方向垂直的面积元dS。;电流密度矢量：;11.1.2欧姆定律的微分形式;欧姆定律的

微分形式;一般金属或电解液，欧姆定律在相当大的电压范围内是成立的，但对于许多导体或半导体，欧姆定律不成立，这种非欧姆导电特性有很大的实际意义，在电子技术，电子计算机技术等现代技术中有重要作用.;7-1-3电源和电动势;内电路：电源内部正、负两极之间的电路，电荷克服静电场力做功，从低电势向高电势运动。;结论：电源电动势在数值上等于把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电性电场力所做的功。;§11.3磁场磁感应强度;;1820年4月，丹麦物理学家奥斯特(H.C.Oersted，1777－1851）发现了小磁针在通电导线周围受到磁力作用而发生偏转。;在实验的基础上，1821年安培提出了分子电流的假说，一切磁现象的根源是电流。磁性物质的分子中存在回路电流，称为分子电流。分子电流相当于基元磁铁，物质对外显示出磁性，取决于物质中分子电流对外界的磁效应的总和。电学和磁学开始走向了统一。;在运动电荷周围的空间里，不仅有电场存在，而且还存在着另一种场，称为磁场。与电场一样，磁场也是一种客观物质。它的一个最基本特性就是对位于磁场中的运动电荷（或电流）产生作用力。我们可以将两个运动电荷（或电流）之间的磁相互作用理解为：由于其中一个运动电荷（或电流）周围存在磁场，而另一运动电荷（或电流）则完全“浸没”在该磁场中，所以受到磁场力的作用，反之亦然。;１１．３．3磁感应强度;(1)在磁场中，当试验电荷以运动速度v沿磁场方向(或其反方向)运动时，所受磁力为零。。;磁场中任一点P点的磁感应强度B的大小定义为：;;例1载流直导线周围磁场的分布。

一载流长直导线，电流为I，导线两端到P点的连线与导线的夹角分别为?1和?2。求距导线为a处P点的磁感应强度。;(1)无限长载流直导线的磁场。???1=0,?2=?;例2圆形载流导线轴线上的磁场。

载流圆线圈半径为R，电流为I。求轴线上距圆心O为x处P点的磁感应强度。;;讨论：;圆电流的面积为:;例3载流密绕直螺线管内部轴线上的磁场。;(R2+x2)3/2=(R/sinβ)3;讨论两种特殊情况：;电流的磁效应告诉我们，电流能够激发磁场。而电流是由带电粒子做有规则的定向运动所形成，所以，电流所激发的磁场实际上是由每个运动电荷所激发的磁场叠加而成的。;每个载流子在P处产生的磁场为;11.6磁通量磁场的高斯定理;条形磁铁周围的磁感应线;直线电流的磁感应线;圆电流的磁感应线;通电螺线管的磁感应线;11.6.2磁通量磁场的高斯定理

;对于闭合曲面，通常规定曲面上任一面元dS的正法线单位矢量的方向垂直于曲面向外。;11.7.1安培环路定理

;;2．环路L不围绕电流I;11.7.2安培环路定理的应用举例

;安培环路定理：;例2计算无限长载流圆柱体的磁场。设圆柱体

导线的半径为R，轴向电流I均匀地通过导线横截面。;（2）计算柱体内的B;例4载流螺绕环的磁场分布。;;11.8.1安培定律;;解;;

11.8.2两根无限长平行载流直导线间的相互作用力

电流单位“安培”的定义;同理，可以证明：载流导线AB每单位长度所受的力的大小也等于

μ0I1I2/2πa，方向指向导线CD。;11.8.3均匀磁场对矩形载流线圈的作用

;导线ab和cd所受的磁场作用力分别为f2和;;11.9.1运动电荷在磁场中所受的力洛仑兹力

;11.9.2洛仑兹力与安培力的关系

;11.9.3带电粒子在均匀磁场中运动分析及应用举例

;这时粒子受的洛仑兹力起着向心力的作用，

所以粒子速度的大小不变，运动的方向改变，

带电粒子将作匀速圆周运动。;(3)v0与B斜交成θ角;利用上述结果可实现磁聚焦。;11.9.4运动电荷在电场和磁场中所受的力

;精确测量电子荷质比的值为;3霍耳效应;;;量子霍尔效应（1980年）;11.10.1磁介质的磁化;弱磁质;;无外磁场时抗磁质分子磁矩为零;

;;各向同性磁介质;例1有两个半径分别为和的“无限长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为的磁介质.