稳恒电流的磁场(1)

1电流,电荷的定向移动形成电流。,两个条件:1）存在可以自由移动的电荷2）存在使电荷作定向移动的电场力,第15章稳恒电流的磁场,15.1稳恒电流电动势,电流的单位是A（安）1A=1,所以，电流I是某一截面积的电流密度通量,3电动势,非静电力:能不断使正电荷逆静电场力方向运动,电源：提供非静电力的装置.,非静电电场强度等于单位正电荷所受的非静电力，方向-,移动q，一周，非静电力所做的功,电源外部Ek=0，,移动单位正电荷一周，非静电力所做的功：,定义为电源的电动势,非静电场的环流不为零；非保守场，非保守力,电动势的方向,3磁场,4磁感强度的定义,带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关。,实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定方向运动时不受力，此方向与电荷无关,15.2真空中的磁场,1.基本磁现象,2.电流的磁效应,自己看书,带电粒子在磁场中沿其他方向运动时垂直于与特定方向所组成的平面.,当带电粒子在磁场中垂直于此特定方向运动时受力最大.,大小与无关,磁场单位:特斯拉,正电荷垂直于特定方向运动，受力，将方向定义为该点磁感强度的方向。,磁感强度大小,特斯拉：18561943，出生于克罗地亚，后加入美国籍。早年与爱迪生共同工作。发明了交流电动机。后来，他开创了特斯拉电气公司，从事交流发电机、电动机、变压器的生产，并进行高频技术研究，发明了高频发电机和高频变压器。,法国物理学家毕奥(17741862)和萨伐尔(17911841)，实验得到了载流长直导线对磁极的作用反比于距离r的结果。后来法国数学家拉普拉斯通过数学分析，把实验结果提高到理论高度，得出了毕奥萨伐尔拉普拉斯定律，给出了电流元所产生的磁感强度的公式：电流元在空间某点所产生的磁感强度的大小正比于电流元的大小，反比于电流元到该点距离的平方，磁感强度的方向按右手螺旋法则确定，垂直于电流元到场点的距离。,5毕奥萨伐尔定律,5毕奥萨伐尔定律,(电流元在空间中产生的磁场),真空磁导率,磁感强度叠加原理,+,+,+,1、5点：,3、7点：,2、4、6、8点：,沿载流导线自身方向，磁场为0,（1）载流长直导线的磁场,解,方向均沿x轴负向,6毕奥萨伐尔定律的应用,的方向沿x轴的负方向.,无限长载流长直导线的磁场.,电流与磁感强度成右螺旋关系,半无限长载流长直导线的磁场,无限长载流长直导线的磁场,I,真空中,半径为R的载流导线,通有电流I,称圆电流.求其轴线上一点p的磁感强度的方向和大小.,（2）圆形载流导线的磁场,p,*,解根据对称性分析,解据对称性分析,总磁场方向沿x轴,和为右螺旋关系,3）,4）,2）的方向不变(和成右螺旋关系）,1）若线圈有匝,+,x,（3）磁矩,圆电流磁感强度公式也可写成,定义磁矩,（4）载流直螺线管轴线上的磁场,如图所示，有一长为l,半径为R的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通有电流I.设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点P处的磁感强度,解由圆形电流磁场公式,（1）若P点为管内轴线中点,长直载流导线的磁场,(2)无限长的螺线管内轴线上,（3）半无限长螺线管轴线上端点,7匀速运动点电荷的磁场,由毕萨定律,运动电荷q的磁场,+,解:,例1半径为的带电薄圆盘的电荷面密度为,并以角速度绕通过盘心垂直于盘面的轴转动，求圆盘中心的磁感强度.,方向：,例2.氢原子中的电子以v=2.2106m/s的速度沿半径r=5.310-11m的圆轨道运动，求电子在轨道中心产生的磁感应强度B和它的轨道磁矩m。,方向沿轨道中心轴向下。,电子轨道运动形成的圆