电流的磁场PPT课件

1、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,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,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,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,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

2、铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的,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,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,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,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,四、磁通量,垂直通过磁场中一个给定面积的

3、磁感应线的总数,1.均匀磁场,单位,2.非均匀磁场,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,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,真空磁导率,毕奥萨伐尔定律,真空中的磁场,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,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,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

4、圆心上的磁场,大小,方向均沿 x 轴的负方向,2. 真空中载流长直导线的磁场,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,3）半无限长载流直导线的磁场,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,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,第三节 磁场对运动电荷的作用,一、洛仑兹力 二、质谱仪,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,2.带电粒子在磁场中的运动,带电

5、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,螺距,带电粒子作螺旋线运动,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,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,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,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,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

6、所受合力,方向,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,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,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,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,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,根据安培定律，ab 受到的磁场力为,方向：垂直ab向上,二、磁场对载流线圈的作用、磁矩,线圈法线方向,1. 均匀磁场对载流线圈的作用力,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,n 匝线圈所受力矩,2. 均匀磁场对载流线圈的力矩,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