大二上课件物理磁场

1、6.1 基本磁现象一、磁铁的性质：（1）磁极：磁铁中磁性较强的区域中性区：无磁性 的区域。磁极的分类：南极、北极。（2）磁力：磁铁之间的作用力。“同性相斥，异 性相吸” （3） 自然界中不可能单独存在N、S极二、电与磁的联系（电流的磁效应）第六章 稳恒磁场 法国物理学家，电动力学的创始人。少年时期主要跟随 父亲学习技艺，没有受过正规系统的教育。安培自幼聪慧过 人，对事务有敏锐的观察力。他兴趣广泛，爱好多方面的科 学知识。1799年安培开始系统研究数学，1805年定居巴黎， 担任法兰西学院的物理教授，1814年参加了法国科学会， 1818年担任巴黎大学总督学，1827年被选为英国皇家学会会 员。

2、他还是柏林科学院和斯德哥尔摩科学院院士。 安培是近代物理学史上功绩显赫的科学家。特别在电磁学方面的贡献尤为卓著。从1814年参加科学会开始，在以后的二十多年中，他发现了一系列的重要定律、定理，推动了电磁学的迅速发展。1827年他首先推导出了电动力学的基本公式，建立了电动力学的基本理论，成为电动力学的创始人。 安培善于深入研究他所发现的各种规律，并且善于应用数学进行定量分析。1822年在科学学会上，他正式公布了他发现的安培环路定理。在电动力学中，这是一个重要的基本定律之一。安培的研究工作结束了磁是一种特殊物质的观点，使电磁学开始走上了全面发展的道路。为了纪念他的贡献，以他的名字命名了电流的单位。

3、安培(Andre-Marie Ampere, 1775-1836)3、安培假说假说：一切磁现象都起源于电流。在磁性物质分子中， 存在着回路电流，称分子电流，它相当于一个基 元磁铁。若将这些分子电流定向地排列起来，宏 观上显示出N、S 极来。ISIS分子电流6.2 磁场 磁感应强度一、磁 场 任何运动电荷或电流，在其周围空间均产生磁场特点:（1）矢量场，既有大小，又有方向。 （2）对磁场中的运动电荷或电流有力的作用。 （3）载流导体在磁场中运动时，磁力对其作功。 在引入磁场概念后，所有的相互作用都是通过磁场来进行传递的。运动电荷运动电荷磁场二、磁感应强度 （通过磁场对载流线圈的作用引入）InS磁

4、矩：磁矩是一个描述载流线圈自身性质的物理量。在磁场中引入实验线圈：（1）几何尺寸很小；（2）I很小。结果：1. 有一平衡位置，该位置Pm的方向即为磁场方向2. 由平衡位置转900，此时线圈所受力矩最大，且对给定点来说 Mmax Pm，而Mmax/ Pm仅与线圈所在位置有关、与线圈无关。即：反映了磁场自身性质的物理量。定义大小：方向： Pm的方向。单位：特斯拉（T）磁感强度 的另定 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直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关.+ 带电粒子在磁场中沿其他方向运动时 垂直于 与特定直线所组成的平面. 当带电粒子在磁

5、场中垂直于此特定直线运动时受力最大.大小与 无关 磁感强度 的定义：当正电荷垂直于 特定直线运动时，受力 将 方向定义为该点的 的方向. 单位 特斯拉+ 磁感强度 的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时，受力 将 方向定义为该点的 的方向. 磁感强度大小运动电荷在磁场中受力6.3 磁 力 线 磁通量 磁场中的高斯定理 规定：曲线上每一点的切线方向就是该点的磁感强度 B 的方向，曲线的疏密程度表示该点的磁感强度 B 的大小.III一、 磁 力 线SNISNI磁场中某点处垂直 矢量的单位面积上通过的磁感线数目等于该点 的数值.二、 磁通量 磁场的高斯定理性质:（1）是一组无头、无尾的闭合曲线；（2）

6、闭合的磁力线与电流回路相互套在一起；（3）磁力线与电流的方向相互满足右手螺旋法则。 磁通量：通过某一曲面的磁感线数为通过此曲面的磁通量.单位 物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零 （故磁场是无源的.） 磁场高斯定理 例 如图载流长直导线的电流为 , 试求通过矩形面积的磁通量. 解 先求 ，对变磁场给出 后积分求P*一、 毕奥萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场)真空磁导率 任意载流导线在点 P 处的磁感强度磁感强度叠加原理6.4 毕奥萨伐尔定律12345678例 判断下列各点磁感强度的方向和大小.+1、5 点 ：3、7点 ：2、4、6、8 点 ：毕奥萨伐尔定律PCD* 例1 载流长直导线的

7、磁场.解 方向均沿 x 轴的负方向二 毕奥-萨伐尔定律应用举例 的方向沿 x 轴的负方向.无限长载流长直导线的磁场.PCD+IB 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*PIBXI 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. 解 根据对称性分析例2 圆形载流导线的磁场.p*p* 3）4）2） 的方向不变( 和 成右螺旋关系）1）若线圈有 匝讨论*oI（5）* Ad（4）*o（2R）I+IRo（1）xR（3）oI练习1、试求以下各图中圆心处的磁感应强度(图中半径均为R，电流均为I )l1l2解：利用 得方向方向设园弧l1 、l2的电流分别为I1 、I2 ，则有：方向方向因所以方向O同理方向相反方向相反所以练习2、在一无限长的半径为R半圆柱体金属薄片中，自上而下地流有电流 I。求：圆柱轴线上任一点的磁感应强度. 解：将载流圆柱薄壳分成无数多个宽为dl 的无限长细导线，则其通有电流： 利用： 如图所示，因每个方向不同，而由对称性可知 dldBxy+pR+*例3 载流直螺线管的磁场 如图