（精选）8 电流的磁场.ppt

第八章电流的磁场 8 1磁场 磁感应强度 8 2电流的磁场 8 3磁场对运动电荷的作用 8 4磁场对电流的作用 磁矩 1 第一节磁场 磁感应强度 一 磁场二 磁感应强度三 磁感应线四 磁通量 2 1 自然界磁现象 一 磁场 1 磁现象及其规律 磁性 具有能吸引铁磁物质 Fe Co Ni 的一种特性 磁体 具有磁性的物体 3 2 电流的磁效应 使磁针在电流周围偏转 通电导线对磁针有作用 载流导线之间有磁相互作用 说明 磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系 4 2 磁场 磁铁和运动电荷 电流 在其周围激发的一种特殊物质 静止的电荷激发静电场运动的电荷可同时激发电场和磁场 分子电流假说 磁铁的磁场和电流的磁场一样 都是由电荷的运动产生的 5 单位 特斯拉 T 大小 方向 正电荷受力为零时的速度方向 即小磁针置于此处时N极指向 1 磁感强度的定义 二 磁感应强度 6 三 磁感应线 磁场的图示法 1 磁感强度的方向 磁感线上的切线方向 7 磁感应线的特点 在任何磁场中 每一条磁感应线都是环绕电流的闭合曲线 无头无尾 好象涡旋一样 因此磁场是一种涡旋场 电流方向与电流产生的磁场方向符合右手螺旋法则 任意两条磁感应线在空间互不相交 8 磁感应线较密处 磁场较强 磁感应线较疏处 磁场较弱 通过垂直于磁场方向的单位面积的磁感应线的条数 2 磁感应强度的大小 9 四 磁通量 垂直通过磁场中一个给定面积的磁感应线的总数 1 均匀磁场 单位 10 11 2 非均匀磁场 12 第二节毕奥 萨伐尔定律 一 毕奥 沙伐尔定律二 毕奥 沙伐尔定律的应用 13 一 毕奥 沙伐尔定律 方向 该处电流的方向 电流元矢量 电流与微分线元的乘积 1 电流元在真空中产生的磁场 静电场 磁场 对比 14 真空磁导率 毕奥 萨伐尔定律 真空中的磁场 15 2 一段载流导线产生的磁场 步骤 1 把长度为L的载流导线分成许多个电流元 3 几条 或几段 载流导线产生的磁场 磁场的叠加原理 16 1 真空中载流圆环圆心上的磁场 二 毕奥 沙伐尔定律的应用 方向均沿x轴的正方向 17 方向 右手螺旋法则 大拇指 四指弯曲方向 电流方向 1 4圆环 半圆环 载流圆环圆心上的磁场 大小 18 方向均沿x轴的负方向 2 真空中载流长直导线的磁场 19 的方向沿x轴的负方向 2 无限长载流直导线的磁场 1 有限长载流直导线的磁场 20 3 半无限长载流直导线的磁场 21 右手螺旋 长直载流导线的磁场方向 大拇指 电流方向 四指弯曲方向 磁感应线环绕方向 某一点的即为磁感应线在该点的切线方向 磁感应线是一组同心圆 22 载流导线产生的磁场 注 长直载流导线延长线上任一点的磁感应强度为0 23 第三节磁场对运动电荷的作用 一 洛仑兹力二 质谱仪 24 1 洛仑兹力 大小 一 洛仑兹力 方向 右手螺旋定则 不会改变电荷运动速度的大小 但会改变电荷的运动方向 25 2 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子以速度作匀速直线运动 带电粒子在均匀磁场中作匀速圆周运动 26 螺距 带电粒子作螺旋线运动 27 二 质谱仪 带电粒子受电磁场作用的现代技术运用 速度选择器 质谱分析仪 工作原理 利用磁场对运动电荷的作用 把电量相等而质量不同的带电粒子分离 速度选择器 照相底片 28 根据条纹的位置测量出圆周半径R计算同位素的质量 质谱 粒子射到底片上形成的线状条纹 29 三 运动电荷在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力 洛仑兹力 运动电荷在电场和磁场中受的合力 30 第四节磁场对电流的作用 一 安培定律二 磁场对载流线圈的作用 磁矩 31 1 安培定律 电流元在磁场中的受力 一 安培定律 洛伦兹力 电流元中的自由电子数 电流元所受合力 方向 32 电流元在磁场所受到的力 大小 夹角 安培定律 方向 2 一段载流导线在磁场所受的力 33 1 均匀磁场 讨论 当 p 2 Fmax IBL 当 0或 p时F 0 2 非均匀磁场 34 例 一条无限长直载流导线通有电流I1 另一有限长度的载流导线AB通有电流I2 求导线AB与无限长直载流导线平行和垂直放置时所受到的安培力 解 1 AB与直导线平行 方向 垂直于纸面向里 电流I1在AB上产生的磁感应强度的大小为 35 根据安培定律 AB受到的磁场力 大小 垂直指向无限长直导线 方向 36 2 AB与直导线垂直 I2 A B L 电流元受到的安培力 方向 大小 在AB导线上 距无限长直导线为l处取电流元 则此处的磁感应强度为 垂直AB向上 37 根据安培定律 AB受到的磁场力为 方向 垂直AB向上 38 二 磁场对载流线圈的作用 磁矩 线圈法线方向 39 1 均匀磁场对载流线圈的作用力 40 位于同一直线上作用相互抵消 不位于同一直线上 形成力偶 41 N匝线圈所受力矩 2 均匀磁场对载流线圈的力矩 42 线圈的磁矩 线圈所受力矩 载流线圈在磁力矩的作用下将会发生转动 与线圈的