《大学物理稳恒磁场》课件.pptVIP

*******************大学物理稳恒磁场本节课我们将深入探讨稳恒磁场，学习磁场的基本概念、性质和应用。稳恒磁场是指随时间变化缓慢的磁场，它在电磁学中占有重要地位。课程导入磁场现象磁场是物质的一种基本属性，磁场现象普遍存在于自然界中，例如指南针指向北极等。电磁学应用电磁学原理是现代科技的重要基础，广泛应用于发电机、电动机、磁悬浮列车等。重要物理学家牛顿、麦克斯韦等科学家为电磁学发展做出了重要贡献，他们的理论和实验成果为我们理解磁场现象奠定了基础。磁场的基本概念磁场磁场是一种无形的力场，由运动的电荷产生。磁场存在于空间的任何地方，但它在磁铁周围或电流通过的导线周围最强。磁力磁场对磁性物质或运动的电荷施加力，称为磁力。磁力可以吸引或排斥磁性物质，并且可以使电流发生偏转。磁场的表示方式磁场可以用磁感线来表示，磁感线是假想的曲线。磁感线的方向表示该点磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁场的作用1对运动电荷的作用磁场对运动电荷有力的作用，被称为洛伦兹力。2对磁性物质的作用磁场会吸引或排斥磁性物质，例如铁磁性物质被磁铁吸引。3对电流的作用磁场会对电流产生力的作用，被称为安培力，应用于电动机。4电磁感应现象变化的磁场可以感应出电流，这是发电机工作的原理。磁感线的性质切线方向磁感线在某点的切线方向表示该点磁场的方向。疏密程度磁感线越密集的地方，磁场越强；反之，磁感线越稀疏的地方，磁场越弱。封闭曲线磁感线是封闭的曲线，不会有起点或终点。不相交磁感线在空间中不相交，如果两条磁感线相交，则该点会有两个方向的磁场，这是不可能的。磁感线的描述磁感线是用来描述磁场的一种工具。磁感线是假想的曲线，其方向与磁场方向一致，其密度反映磁场的强弱。磁感线是闭合曲线，从磁体的N极出发，穿过空间，回到磁体的S极。磁感线不相交，但在磁体内部可以相交。安培环路定律1环路积分闭合环路2磁场强度磁场3电流穿过环路安培环路定律将磁场强度与电流联系起来。它描述了闭合环路上的磁场强度积分与穿过该环路的电流成正比。高斯磁通定理磁场线磁场线是一种直观的工具，用于描述磁场的方向和强度。磁场线是闭合曲线，没有起点或终点。磁场线越密集，磁场越强。封闭曲面高斯磁通定理描述了穿过任何封闭曲面的磁通量总和为零。这意味着没有磁单极子存在，磁力线总是形成闭合回路。应用高斯磁通定理是理解和计算磁场的重要工具。它在分析磁场问题，特别是涉及磁场源和磁场变化的问题时，发挥着关键作用。磁矩和磁化强度磁矩磁矩是衡量磁体强度的一个物理量。磁矩的大小决定了磁体产生磁场的强弱。磁化强度磁化强度是指磁性物质在磁场中被磁化的程度。磁化强度越大，磁性物质被磁化的程度就越高。磁矩和磁化强度磁矩和磁化强度是描述磁性物质磁性的两个重要参数，它们与磁性物质的种类、形状、尺寸、磁场强度等因素有关。磁性物质的分类顺磁物质顺磁物质在磁场中会被弱磁化，方向与外磁场一致。例如，铝、铂、氧气等。抗磁物质抗磁物质在磁场中会被弱磁化，方向与外磁场相反。例如，金、银、水、二氧化碳等。铁磁物质铁磁物质在磁场中会被强磁化，方向与外磁场一致。例如，铁、钴、镍等。磁化率和磁导率磁化率和磁导率是描述物质磁性的重要参数，反映了物质在磁场中的响应程度。磁化率表示物质被磁化程度，与磁场强度成正比，而磁导率则表示物质对磁场的导通能力，反映了物质对磁场的阻抗。1真空磁导率为μ0，约为4π×10-7亨利/米。1顺磁磁化率为正，磁导率大于μ0，被磁化后增强磁场。1抗磁磁化率为负，磁导率小于μ0，被磁化后减弱磁场。1铁磁磁化率很大，磁导率远大于μ0，能被强烈磁化，且具有磁滞现象。磁场强度与磁通密度磁场强度和磁通密度是描述磁场性质的重要物理量，两者密切相关。磁场强度表示磁场本身的强度，与磁性物质无关，是描述磁场本身的物理量。磁通密度则反映了磁场在某一点的强度，受磁场强度和磁介质的影响，是一个更直观的物理量。磁场强度和磁通密度之间存在着密切的联系。在真空或磁性物质中，磁通密度与磁场强度成正比，比例系数为磁导率。磁导率反映了磁性物质对磁场的“导通”能力，真空的磁导率为常数，而磁性物质的磁导率则会随着温度、材料等因素而发生变化。钻石磁体的特点钻石是碳的同素异形体，具有高度的化学惰性，非常坚硬，热导率高，是透明的非磁性物质。钻石磁体的特点包括高磁阻，这意味着在磁场中，钻石的电阻率会发生明显变化，这使其在磁传感和磁存储领域具有潜在应用价值。电流导线周围的磁场1右手定则确定磁场方向2磁场强度与电流成正比3磁场形状环绕导线4