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第七章电流与磁场

主要任务：研究相对于观察者运动的电荷在空间激发的场——磁场的规律。§7-1恒定电流和恒定电场电动势一、形成电流的条件1.大量电荷有规则的定向移动形成电流。电流的种类：传导电流：自由电子、正负离子、电子—空穴对等位移电流：携带电荷并形成电流的带电粒子，称为载流子。金属内的载流子是电子。电解质溶液中的载流子是正负离子。2.导体中形成电流的条件：(1)有可以移动的电荷；(2)有维持电荷作定向移动的电场。

3、电流的定义单位时间内通过导体任一截面的电量为电流强度。电流强度随时间而变化(例如交流电)，可用瞬时电流强度来表示在SI中，规定电流强度为基本量，1s内通过导体任一截面的电荷为1C的电流强度称为1A，即单位：安培(A)二、恒定电流与恒定电场恒定电流恒定电流——电流分布不随时间变化

2.恒定电场恒定电场——维持恒定电流所需的电场，其分布不随时间变化。静电场与恒定电场比较不同相同静电场恒定电场导体内一经建立不需能量维持导体内分布不变其存在一定伴随能量转换分布不随时间变化高斯定理?有源性环路定理?保守性均适用

三、电流与电流密度1.电流密度矢量大小：通过与该点垂直的单位截面的电流。方向：与+q的漂移运动方向，方向相同。单位：安?米-2(A?m-2)通过一个有限截面S的电流强度为

2.电流的连续性方程形象描述电流分布，—电流密度矢量线。曲线上每一点的切线方向为的方向，曲线的疏密表示它的大小。(1)电流线在电流场中选一闭合曲面S，单位时间内从S面内流出的电荷量为(2)电流的连续性方程据电荷守恒定律，电流密度矢量的通量等于该面内电荷减少的速率.

当电荷分布不随时间变化(电场不变)时，电流将达到稳恒。(3)恒定电流说明:1o在没有分支的恒定电路中，通过各截面的电流必定相等；而且恒定电路必定是闭合的。2o恒定电流情况下的电荷分布(净电荷的宏观分布不随时间改变)所激发的恒定电场与静电场服从同样的基本规律。

四、电源及电源电动势问题：能否形成恒定电流？非静电力做功，不断的将正电荷从低电位移到高电位的装置+带正电导体－带负电导体连接导线++-电源维持外电路两端的电势差形成恒定电流

1、电源：符号：~2、电源电动势把单位正电荷经电源内部从负极移到正极，非静电力所作的功。—描述电源做功的本领的物理量设电荷q在电源内受非静电力则，电源内部的非静电场强为：方向：经电源内部由负极指向正极。将其他形式的能转换为电能的装置。对整个电路有：说明：??反映电源做功本领，与外电路闭合否无关；??是标量，遵循代数运算法则。

磁场和磁感应强度

一、磁的基本现象司南勺SN两极不可分割，即“单极子”不存在。磁性：能吸引铁、钴、镍等物质的性质。磁极：磁性最强的区域，分磁北极N和磁南极S。1.磁铁的磁性

磁偏角2.磁力磁极间存在相互作用，同号相斥，异号相吸。地球是一个巨大的永磁体。

问题：磁现象产生的原因是什么？3.电流的磁效应1819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像一块磁铁结论：磁现象与电荷的运动有着密切的关系。运动电荷既能产生磁效应，也受到磁力的作用。

4.安培分子电流假说(1822年)?一切磁现象起源于电荷的运动。?磁性物质的分子中存在着分子电流，每个分子电流相当于一基元磁体。?物质的磁性取决于内部分子电流对外界磁效应的总和。?说明了磁极不能单独存在的原因。二、磁场磁感强度1.磁场运动电荷磁场运动电荷

2.磁感应强度—描述磁场大小和方向的物理量(1)定义：方向：小磁针N极指向；实验：正试验电荷q0以速率v在磁场中沿不同方向运动受力：实验结果:a.F?v、B组成的平面；q0b.F大小正比于v、q0、sin?q0沿磁场方向运动，F=0;q0垂直磁场方向运动，F=Fmax单位：特斯拉(T)磁感强度的大小：

思想：我们在研究带电体产生的电场时，将其看成许许多多电荷元。即：将电流看成许许多多的电流元：I.P实验证明：在真空和SI制中，方向:写成矢量表示：?0=4??10-7亨利·米-1—真空中的磁导率IIrdlIdB三、毕奥—萨伐尔定律

四、毕—萨定律应用举例?选取电流元或某些典型电流分布为积分元；?由毕-萨定律写出积分元的磁场dB；?建立坐标系，