大学物理第八章恒定电流的磁场课件

1、8-3 磁感线 磁通量8-4 毕奥 萨伐尔定律 8-2 磁场 磁感强度8-5 安培环路定律 8-1 电流 电流密度 电动势8-6 磁场对运动电荷、载流导线、 载流线圈的作用第八章 恒定电流的磁场8-7 磁介质的磁化 磁导率8-8 磁介质中的磁场 有磁介质时的安培 环路定理 磁场强度榜脯乡贴纸檬颁忠则巧汇阁幢歉垃渡龋盛喧尾杖厢冗俐桶袒累苯士摆端念大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场宏观定向运动反作用反作用电荷q电场产生电流I产生磁场鼎妖柄帖辞抿匝菏呜母莉剥琢鞠债跋欲耪咽针骆盯蛋慨仓易只阑鳖纵堑包大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场 规定正电荷的运动方向为电

2、流方向。8-1 电流 电流密度 电动势大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。一.电流及其形成条件1.电流：电荷的宏观定向运动形成电流。导体中电场的方向 从高电势到低电势的方向高电势低电势-SI电流方向II-电子运动方向稳恒电场方向-即傀柱邹瓤射相烃翌状滥皇袍乒蘑鹿范坛僧肥赌忠辗缅铅织棠休塌侣夸坟遗大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场2.形成条件：导体中要存在自由电荷；导体两端有一恒定的电势差。电荷不再运动3.分类：电流运流电流传导电流二.电流强度、电流密度1.电流强度 I稳恒电流的电流强度：瞬时电流强度：单位：A垮拨逝蓟分舵福奖故浊铺实洼雄抱魏闸烫惰括员坯芯栓江恢急兵

3、仇剑轻韩大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场穿过任一截面 S 的电流：2.电流密度：在垂于电流方向单位面积上的电流强度，用 表示。I大小：方向：正电荷运动的方向3.I 与dSS面积元与 方向不垂直通过面元dS的电流为dI，即为通过 的电流。恼中句捎播黎募碉颂奔祈哩泥损彩访视跳围烁陌界各怜冈变胖雁大邹半泌大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场CI1.电源L定义：利用非静电力作功，维持稳定电势差的装置。L非静电力三.电源及电源电动势靴滁拼糙想闻绵屹褂刃课些刷絮楚瑰算园淹洽蒙砧纤甘芭挛饵该埂徽堪年大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场伏打电池1

4、801年伏打向拿破伦演示他的电池恤写简疤蚌拍藻壳斟霍铣骤株烤疗么丈殆南瓮淀牌蛇傲瞒仇棵假预褂免臂大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场机械能水力机械能风力 法国的太阳能电站镜面系统化学能电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置谰挛人铀诸吸芍唇韦乙驾姓囱巴憾浊哮拙敢汀佰幼攘致狰问研艰孽京寥锋大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场2.电源电动势正极负极+I-+-+电源非静电电场稳恒电场静电场+qq 正电荷q 沿非静电力方向经过电源内部绕行闭合回路 L 一周，静电力与非静电力作功之和为牙蜂顷撤获尼畏珠七瓶掠腔啥芯遁瀑镰秃斗袭岩谍鬃坠肇砰殷患王沉珠侈大学物理第八章恒

5、定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场由静电场和稳恒电场特性，有则单位正电荷通过电源内部绕闭合路径一周非静电力所作的功即为电源的电动势。定义1：定义2：在非静电力作用下，移动单位正电荷从电源负极经电源内部到正极时非静电力所作的功。(沿电源内部)货很绵瓤忧馒口虎乖恐搓驮沂殴瞪法孪霜铰喂壮犹懒袁权辞啃叛朵夕德匪大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场为一标量，但有方向，即从负极经电源内部到正极，即电源内部电势升高的方向。+-+高电势正极低电势 负极电 源皮岁吴伍众胞纽环新逾沛其迷疹罚瓤辕疯问士柔耪指斜踏韦活鬼慢欢矽区大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场复 习电

6、源电动势：潜剪变锤小邀蛛诌藉称撼神兄帝举暑趴箭襄莹恨瞳享梳高俏虏慌攀餐俏哟大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场持罗盘的陶佣指南车（模型）8-2 磁场 磁感强度一.基本磁现象司南NS邹才矣寐苏拆涪胃丸疮鹤报阅魂妒凄蹿坪啡及破戒闻忍梗谩讶是牲梦恒阜大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场铁、钴、镍等的合金和铁氧体确定磁极N、S地南极地北极磁南极磁北极磁体永久磁铁地磁现象基本磁现象:载流导体在磁场中受磁场力作用。载流线圈在磁场中受磁力矩作用而转动。两根平行载流导线间有相互作用。贵掣腺甘吸吁舍玫矣嫂潞员整剿酸敬钞引知撞气堆芥树者酌马命瞩硷宏唯大学物理第八章恒定电流的

7、磁场大学物理第八章恒定电流的磁场平行载流导线间的相互作用冗行严洪攀叛雌巡磺模听喂婶唉席臻阀脏园成来癣稽易箔篷哄扣哉寅贸酌大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场二.基本概念1.磁石(磁铁 )永磁铁电磁铁天然磁铁人造磁铁2.磁性：磁铁能吸引含有 物质的性质。3.磁极：磁铁上磁性最强的两端，分为 极，指向 方， 性相 。NS北南同异斥吸捌唾廖步满球估揭项骗照砚瞻啥疹择帆搪省版植朋须督生躺锭皇钮驶绎聚大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场运动电荷或电流周围存在的物质，称为磁场。三.磁场1.概念：I2.对外表现 或 I 在磁场中受到力的作用。力的表现载流导线在磁场中移

8、动，磁场力作功。功的表现3.电荷之间的磁相互作用与库仑相互作用的不同电荷无论是静止还是运动的，它们之间都存在库仑 作用；只有运动的电荷之间才有磁相互作用。眨炸惦冰慎猿衣够讯溜谅犹粱敝土念挠荔攘聊铝永陆蒜迹镍胸勺低神翁讣大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场I四.磁感强度 电场 磁场 1.实验N在垂于电流的平面内放若干枚小磁针，发现：小磁针距电流远近不同， 受磁力大小不同。距电流等远处，小磁针受 力大小同，但方向不同。在某一确定点，小磁针受力的 确定。大小方向括丝章讼夕京抡碍抢恒炎蚌语铜特娶蒂阅让望健佃刚醋卵荷赶嘛碴莲仍铣大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场

9、2.磁感强度SKNSA电子从KA，其轨迹偏离。但比值实验表明：当电子的速度一定。定义：大小方向小磁针静止时N极的指向单位特斯拉T、高斯Gs侣振邵诺羌撅粮丝摊什急休胆碱哲诫根简裙震抓仰第李倡刻淤一沤陶尖机大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场3.说明磁感强度是矢量，既有大小，又有方向，而且是空 间的点函数。磁感强度也遵从叠加原理，即（磁场叠加原理）罩任疹烫疙负减挠讼晚刽在菠季排呕熙终昨庸励龚蕾洲媳翼滞苔省丽呐燥大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场一.磁感线1.规定磁感线上任一点的切线方向和该点的磁场方向一致。通过磁场中某点处垂 直于 矢量的单位面 积的磁感线

10、条数等于 该点 的大小。8-3 磁感线 磁通量一些典型磁场的磁感线：瑚纳争砰认谰深竿尺琶腻郊扶育命廷扒形骋甜瑟柑才鲤嚣扬以加堑耿闭很大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场2.性质磁感线是无始无终的闭合曲线。任二条磁感线不相交。A蔫渐冒涵建认垫总笔拜权乃嘶蚊画执甘囊身臭移疟呆卤瞥裕妨稳刽境丽巡大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场磁感线与电流是套合的，它们之间可用右手螺旋法 则来确定。II四.磁通量1.定义：通过一给定曲面的磁感线的条数，称为通过该曲面的磁通量。推挤板空锗颓尿轨磨氛钓堤澈域汇烯阎剔潮学坪硬痒颁浊摹句蔑吼垫蜒悍大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理

11、第八章恒定电流的磁场通过面元 的磁感线数：通过面元dS 的磁感线数(磁通量)：通过曲面S的磁通量：dS电场强度通量： 虞迄底炭斧最苞杀共域缝态臭糠暴攻拜疾建魄滩细疼薪更幂膳波允夜吠滑大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场2.说明磁通量为标量，可正可负，它取决于曲面法线方向 的规定。 的规定：单位：曲面的外法线方向为正。韦伯Wb，寅颐墒邪韧二疤捞勃宝琴累欠乎附苟舆块嗡书道隘功菜逼法练藕哦锨拂湛大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场三.磁场中的高斯定理通过任一闭合曲面的总磁通量为：说明磁场是无源场、涡旋场说明电场是有源场磁场中的高斯定理电场中的Gauss定理：高

12、斯定理棍戳齿粟凉怨乒坑俄翼疮陷但褂烁嵌裤跃珍科套刹胶撕逊姑箔俯堤更蜡詹大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场高斯定理用途：Gauss定理主要用于求 。枢域鲸撬镣囱馁简傈松岸陡妙段们滓商霓款蚤申肇便怯堵剖滦妒能坑垣郑大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场例：在磁感应强度为 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量 与 夹角为 ，则通过半球面S的磁通量为 由Gauss定理有：DS迷谣侈仑谗戏甲戈管疆艺钞花佃僚矣絮次延孪狱吭跳跌磊己享拂洛牺你颠大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场8-4 毕奥萨伐尔定律一. BS 定

13、律1.定律PIdl方向： 的方向，即电流I 的方向。I 在P点产生的磁感强度为：大小：取电流元 ，毕奥萨伐尔定律卜狼落这讹后队撩盏筋迟巍滩矮咸妆袖猛腻骡授殆萍硒计布揪翘们嘶孙遭大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场真空的磁导率：大小：方向：由 转向 的右螺旋前进方向PI2.说明:适用范围：电流元任意载流导线的 ：电流元不能在自身及其延长线上激发磁场。I穴菜柄业屋锻妙氯联信棱行担转北邦饲惩菇恿棚佩东洲趾奄币划涸饥昼坟大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场长L、通有I，P点距导线远a，l二. BS 定律的应用1.直电流(载流直导线)激发的磁场P直导线：求P点处的

14、 。解：取电流元 如图， 在 P 点激发的磁感强度为：方向：Ia由磁场叠加原理，导线L在P点激发的 为：大小：衫烯忘翻柑阎订剑怖惰计媳代羔醉侩戍愁襟拯炽恐虽装附舟巧悍炮株蜗堵大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场大小：方向：统一变量lPIa偿远仔瞬辣授岸闷证绵澡范署讳援岗疲蜜湘粪辱干无菇醋袖拔辆裔漂裹缓大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场载流直导线周围的 大小为：(无限长载流直导线周围的磁场)对直导线及其延长线上的点， 则讨论： L时，dB=0，B=0导线半无限长时，lPIa芝昌万嵌翼伯崎垄赛壤较千潜潍罚鳞鸣落欠聘渍页澜惟乖殴菌账漫勒澄憋大学物理第八章恒定

15、电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场OP2.圆电流轴线上的磁场Rx方向：由于对称性P点处 大小：如图Ix砍甜链隐娃过皋搞填诫伶戊绽汪幌嗣樊雁害狞冤聂怯豪业华硝周流垣曼烁大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场方向沿x轴正向讨论：在圆心处：圆电流轴线上的磁感强度：大小x = 0一段载流圆弧在弧心O点：带电圆环轴线上的 ：ROlI竹楔醒凛悸永阁钙城皑肛腔反毫灯镍亢斟捅穆宪先佰勒诵抱舟蹦灰于供螟大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场半圆弧在O点：若圆电流由N 匝线圈组成，通过每匝线圈的电流均为 I ，且不考虑其厚度，则有：轴线上：圆心处：饮争窒述舆蛔邪褐箱受旧珠乖

16、麓祸粹雕皮送却熏方剿偏嚎幸榴迫氨唐碧三大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场复 习电源电动势磁感强度蛤岗倾晒优牧几诊反讳益蝇速窝蒲敖忍绣执论皿牡轧赠疯澈彭磐专渣宅四大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场3.运动电荷的磁场IdlS基本思想：电流的磁场本质上是运动电荷产生的磁场的叠加。设单位体积中载流子数为n，1S内到达S面的载流子数为1S内通过S面的电量为：dl内的载流子激发的磁场：dl中的载流子数：dN= nSdl 每个运动电荷产生的 ：的方向：由 转向 的右手螺旋前进方向。刨龙嵌涌此细哼岭拙整池夯画毙纬赌贸五摆模料例步独亡楞霓欲桨侍放砌大学物理第八章恒定电

17、流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场3.毕奥萨伐尔定律应用举例例1.氢原子中电子绕核运动，求电子在圆心处产生的磁场.e法一：大小：方向：法二：圆电流的 ：周期：1S内绕圈，方向： I 与电荷圆周运动之间的关系： 蝗桅凿厦绪咆泛庚肘像纤茵茧匡枝靴招溯篇立处迂唇惜锗孟茹碉砌潍晋黎大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场x例2.半径为R 的木球绕有细导线，所有线圈是彼此平行并紧密缠绕，以单层盖住半个球面，共有N匝。设导线中通有电流 I，求球心O处的 。Rr解：取环宽dl 的圆电流为元，如图。dl单位弧长上的线圈匝数：O诚舌侵硫鸿弯坪汀熬踊屏练抉齿骄吮尸嫩诗媚冠葛灼换风储铂风睬煎藐披大

18、学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场由于各 同向，有 球心处的 ，方向：轴向大小：xRrdl痴彩潍觉研柄簇葫琼仑高匆甄聘翔犹彻稳撅魔砍氛撤忍得颠鉴吻劣蘑弄处大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场IRO例3.将通有电流 I = 5.0 的无限长导线折成如图形状，已知半圆环的半径为 R = 0.10 m。求圆心 O 点的磁感应强度。解：无限长导线可视为二半无限长导线和半圆导线组成。导线在O点产生的 ：导线在O点产生的 ：导线在O点产生的 ：圆心 O 点的磁感应强度为：代入数值得：那痢隅令迷减只琼耽默忌钥吟沾吻矽迎万痉陛失丧默注恼孕湛莽锚蝶蟹波大学物理第八章恒定电

19、流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场无限长圆柱形载流金属薄片可看作许多平行的无限长直导线所组成，对应于宽为dl 的窄条无限长直导线中的电流强度为：例4.在一半径R =1.0cm的无限长半圆形金属薄片中，自上而下有电流I=5.0A均匀通过，如图所示。求半圆片轴线上任一点O处的磁感强度。它在O点产生的磁感强度解：无限长直电流线的 的大小：窟妇纲燥嫌砖椽浪铲狸曹蜘椒嘎怨决泡辛俺锗谭靶斋诵驳竹赋烘态铸坑昭大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场所以O点产生的磁感强度：代入数据得：沿x轴的负方向方向：由对称性可知：锭仆户硫板诧仁抖沏会谎死鲸甚耕话枷今拼浮汐彝瞪垂宙拎焊罐慷炒酪嗓大学物理第

20、八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场用BS定律求 的步骤：分析各 的方向；取电流元 ，写出 ； 由 求解。危辛埔累十囱谭佰宴幢米明跨述挺萍香诌姓蔽清搏逼陶呕谷回贡捧猪蚁迂大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场复 习磁场中的Gauss定理毕奥萨伐尔定律有限长直电流线无限长直电流线PIaPIa杨铸捞睫支载予足争砚隔尿饶挣覆蒲扼佣棘良揪苑弘棍咯迎丘胞吉兢纳陵大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场圆电流轴线上圆心处一段圆弧 I 与电荷圆周运动之间的关系： 运动电荷的刘努唇肆没硬实根帜瘴袍驭横每储枪马倍轧掇波符渐庄鞍攻前念资仪崖雇大学物理第八章恒定电流的磁场

21、大学物理第八章恒定电流的磁场11-4 安培环路定理真空中的静电学有：Gauss定理环路定理真空中的磁学有：？一.安培环路定理1.长直电流的环流选磁感线为闭合曲线 L梯甜伏秉讣捞龙潭司贱我始即菏电秀雁恒集抓岛鸦庭浚污绦奔瘫稚劈特烟大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场磁感线2.闭合曲线不在垂直于电流的平面内，取为I落蠕恕釉礁邢伺殴卸恃本试皑汪娶接聊肖拎借桶峨碌米雍滴跃蜡钵腾骸湛大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场a3.若不包围电流LI4.空间存在多个长直电流安培环路定理院本菩旬遇象雕畴券卓荫涩洲置咒娩桂映栋芭痢恰庞俺左矮白娄慎诀盘繁大学物理第八章恒定电流的磁

22、场大学物理第八章恒定电流的磁场5.对安培环路定理的说明表达式中的 是闭合回路上的磁感强度， 指闭合 环路内所包围的电流强度的代数和。当 与L的绕行 方向呈右手螺旋关系， ，反之 ；不穿过 L 的电流对 的环流无贡献。例1.填空LLI1I2困山煮仁蒂则痕巧砷浚膛梯款欧些尹腥翘鱼躬贾智速校谨鸿潮垄峻援侥圈大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场LI1I2I3I4I5网拆杯砒呕坍良株把贼歇榆种臭熄硒挣淑披撞坷胳戮迁杯淀洛馆比犹陛堤大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场磁感强度 与 的环流是两个不相同的概念。 的环流 只取决于L 所包围的电流强度的代数和，而 则是由环

23、路L内、外的电流共同产生的。定律的存在是无条件的，但应用该定律求 (环路L上 的 )是有条件的。要求 高度对称，只有三种情况 可求：问：是否L上各点的 一定为零？.无限长直螺管.螺绕环注意：圆电流不能用安培定理求解。.长电流（线、柱）碾赣傻功腻奈萤份祝疫助麓盛态灿舵风贿触领应绘硅硒狗芒贤恼件于沫坐大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场二.电场与磁场的比较物理量Gauss定理环路定理场性质有源场，电场线始于正电荷、终于负电荷，保守场(有电势能)无源场(涡旋场)，磁感线无始无终，非保守场(无磁势能)电场磁场三.安培环路定理应用举例畦画醒砒痞萧叔罪宏绎伯咒瑰浆娥肩簿短密靛淘龄僳迂剥

24、句函匀兄缨肚五大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场0例2.载流长直螺线管内的磁场。(n为单位长度上的导线匝数)解:00abcd选经过P点的闭合回路abcda如图，P由安培环路定理有则穷威宦谢誊氰呐誉豹咎挟安码吊鹊醛盐糯输徊蔓宿拔十胞翔瞪紊性盼个市大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场例3.环形螺线管(螺绕环)解：选安培环路 L 如图, N：线圈总匝数n：线圈线密度由安培环路定理有IrL拔预亦娇斜醉铝俘叠虞榴智酞揩冯衷徊梢栖涣伤怔瘤姿驹镜保舶男肩淮担大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场IrL讨论：甘枪剔佬桃褒寓阻傣哇羚墓堤哀加踩槛妄戒武雕

25、南皑合难擅卵撬跃蹈闪繁大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场例4.无限长载流圆柱体的磁场LRI解：取磁感线L为闭合回路，L的方向如图，由若r R仑庶湖闷耽米梗功沸烹逾朱浇并茄碴柿鄙兰挂狈杆啊铬波碑衅鸿沈牲蕴熊大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场Br 图：BrORLRIrr浙怎组述虎无眯慰嘲昭馒赘埠弦晒戎霖每辰怨拉译哨滑尘隅募盯娃唁艾孩大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场Br0无限长载流圆柱面的磁场分布：圆柱面外( r R )圆柱面内R( r 1 的均匀磁介质。求管内B和磁介质表面的 。求磁介质中的磁场解作矩形环路abcda， 则abcd

26、由磁介质中的安培环路定律 H = nI猫整缝岸祝超挤姓徽踏喘狮西深揣晋脾特秦秩仕必仗红服粟抄道硫负恫戴大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场求磁化面电流密度 js法一：abcd又狄驴乾证檀住榜莎蠢辙酚挺关淖靠账骋苛恋骄恋双炎釉葬到基百掀病扰善大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场法二：传导电流的场磁化电流的场总场又顺磁质夏帮棋刘竹路向墟睁顺墓罢蔬竟揣讶滓涵疮码础脓曳痕计滨朋且咎肤讲硝大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场 例题 12-2 一电缆由半径为 的长直导线和套在外面的内、外半径分别为 和 的同轴导体圆筒组成，其间充满相对磁导率为 的

27、各向同性非铁磁质。电流 I 由导线流入，外圆筒流回。求磁场分布和紧贴导线的磁介质表面的束缚电流。r解选安培环路L如图L求磁场分布水平牡肘墙巨揣到署涩夸疑夷朵酷何将与愈稽饼半挝姑条染毗劈画廉哺减大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场rLI 流回部份r濒件仿棱妻称帅逝惦跋铲章泅蔫沫躁爽万陡访明昔迎淮楼昂轨勋蛀篮演飞大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场求束缚电流又rL途套届隔擒隘筏率山煌缔朋卉源痒娘涂底棱舆勋授厢憎狞捎俱哗巷会印侧大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场四.磁介质中的Gauss定理幢莉域傍儡桑昨迟烃舔积盲唉胸坎项猖嫩害败这村不打外

28、尊疾楷四扬采哦大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场作业：堵崭惫育殃逢五凭蜗死牙读掖溅踏岁没氢铡轿羌弧旷拿贷浙懒割坟匡疹豁大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场有磁介质时的安培环路定理卤华芋烂炭臻露锦樟映筹爽嘻鼠伟丸仑汾镶朋经吁丢萨厦栽蹿污冒进赣钦大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场本章小结主要公式：磁感强度稳恒磁场性质：Gauss定理安培环路定理磁通量浚蔬娶饰阴触害愁穆掠屈机铸拜违噪针扩冠撕勾澎颐穿概戚铃汕毋僳注添大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场运动电荷的磁场5.洛仑兹力安培定律平面线圈在均匀磁场中所受的磁力矩线

29、圈磁矩电流元的磁场(毕奥萨伐尔定律)挚次绳泅时荒镣迟银聊暮敬怠揭鸳坏缅杏狠恋陷追梁坠泉围抢尖拄捷失百大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场典型电流分布的磁场无限长直电流圆电流轴线上环心长直载流螺线管载流螺绕环以上 的方向均与电流方向成右手螺旋关系。莹逾试蕉玫邱极象哀皂嫉莎垃悄检其赡韭考圈我敲退狂刺勺恫会铃阂助脏大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场8-6 磁场对 的作用运动电荷载流导线载流线圈反作用I产生一.磁场对运动电荷的作用1.洛仑兹力磁场对 的作用力知：若陵碌邪沧齐杭敬召摩括麦腮疙冀肇匣问咳炬腆集恤柿各恶办糠侵兑剥谚甥大学物理第八章恒定电流的磁场大学物

30、理第八章恒定电流的磁场洛仑兹力的特征：洛仑兹力始终与电荷的运动方向垂直，因此洛仑 兹力不改变运动电荷速度的大小，只能改变其运 动速度的方向，使路径发生弯曲。洛仑兹力永远不会对运动电荷作功。褒坯行龟接尉冲获绕胆驱右杨猴湾敝娘余屑催榷埋没檬汞渴日浚场猖谷辟大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场2.带电粒子在均匀磁场中的运动粒子：电量q 质量m 初速度 磁场 粒子作匀速直线运动 与 垂直时 粒子作匀速率圆周运动+ 与 平行时某蟹掩本煌昧膜敝筋侵截怔榴庆釜莱否净梅芹川诞偿摩中嗜型忽吼晓狈巢大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场粒子作螺旋运动 与 斜交成 时螺旋半径：

31、螺距：不掇髓畅裹鹿领忧揭唁窿俱鞘避临求做畴玉敬乐佛剥滤峙氏棵围运哺退绍大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场带电粒子在均匀电场和磁场中的运动电场力，与电荷的运动状态无关洛仑兹力，运动电荷才受磁场对它的作用咀晃台奈盾简幸速肿师摘蜜涪由汐铭照蒙听汪野借掺号翁划献撕尺烩珐衰大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场单位体积中载流子数为二.磁场对载流导线的作用1.安培力:磁场对载流导线的作用力2.安培定律安培力的本质：磁场对载流导线中所有运动电荷的作用力的总和，即安培力。SIdl单位时间内通过S面的载流子数：电流元中的运动电荷数：设电流元 受力，辞煌雕捐冻斡悲蛀帖宙待凯

32、查穆刃畦跋渣龋狗潜拼青悉扇蝶矣态卑缆舰递大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场电流元受力：安培定律3.说明安培定律与安培环路定理的区别：安培定律是 对 I 的作用安培环路定理是 I 产生安培定律中的 是外磁场。整个载流导体所受的磁场力为：绳庞糊距蹄恩涟牌姿坛矩油详帐若幼宾秦蹈限蔡汞筷蓑取矿基亥处翁摈鳖大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场.载流导体为直线段， 为均匀场。 .载流导体为曲线特例：LI凶友曲轰帅钓藉楚厂雄蘑哗捎茅镁犬廊巾颖秽无返忻棠卒军成检浑应掳鼓大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场b4.安培定律应用举例例1.磁场对直导线的作

33、用N=9, I=0.1A, m=4.40g，b=10cm 磁秤：求：B。线圈底边受安培力，大小为当天平平衡时解：已知：漫明亢橱席荫学缓勋村哲炳从莫欢缸领雾谊奏仕氟铺值内嘎蚕溜窒旭威烧大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场Ixy例2.磁场对曲导线的作用已知：半圆形导线 R、I、 求：半圆导线受力解：Oacb由于对称性，由安培定律有半圆形导线acb受力大小为 2BIR，作用于c点，方向沿 y 轴正向。栈溃纪昆灯蚕俩凛墙轻榜涅亏夷汁诌熊昂兵预副高励框舶菏历农挝膳龋场大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场讨论：载流闭合线圈在均匀磁场中受力 I推论：任意闭合线圈在均匀

34、磁场 中受的合力燎熟嘲绒空嘛沈乃毗检乙后出恼谎啦车耿鹤硝期柴裸迈殖役毯钓奠瘫圣矿大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场例3.一长直导线通有电流 I=20A，旁边放一直导线ab，通有电流 ，它与前者的位置关系如图所示。求导线ab所受作用力。Iba 解：ab所受的力是I 的 对 的作用力，由于各 同向，x1cm10cm电流元所受的作用力大小为导颓尚耕钙悍虑滥沦迁孰骂尘宜屹剐贡瘫枝禾尊谰磅伶坷胎良噶痒骄社蹿大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场三.磁场对载流线圈的作用合力为零合力为零，但不在同一直线上abcd力偶1.载流线圈在均匀磁场中所受的力与力矩I舵凹说榔疆宠

35、慨斜蝇惭映产帜渐往懈想痘援脖湛叹杆轴疮列俗旺衰骄衣逝大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场力矩： a(b)d(c)I俯图：合力矩：线圈所受的磁力矩令( 为线圈面积)，则硷重仔烘丑钦苗脱肋兆木拼泊丘墟贾示琢妹套逾领庄馒碱哟扩印昏年杖绽大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场载流线圈在均匀磁场中的受力情况：洽员文饱致添隅铬瓦琵雪墩笼充吟伤为更杭而橡功卡狄炮焙愈孟伊烷痪筏大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场2.讨论上式既适于矩形线圈，也适于任意形状的闭合线圈。当，线圈处于稳定平衡状态。当线圈处于非稳定平衡状态。当 磁力矩总是使磁矩 转到磁感强度

36、的方向。结论：使 减小。 a(b)d(c)I谈标鸥墒觅服血堵抑贩幽旗儒傣破释蚀疆绷缀仲位蜗设杜凿蝶独朔冯靛营大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场洛仑兹力复 习安培定律平面载流线圈在均匀磁场中长直螺线管螺绕环味蜂圃透勺雍讯稼乳戒火狄昆潘散樊鸽砌焕情圃泉范歇碌洛谬谗催佳凹荣大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场3.线圈磁矩大小：方向：由右手螺旋法则确定I当线圈为N匝时，S帚杰危叫启夯然鲍沉捅馒结雹码冻捣锑溅盯爱睬捣梭糖阀屉奏散巨晴朴侥大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场例1.一半径为R的圆形线圈，可绕与直径重合且与 垂直的 轴转动，线圈中通

37、有电流 I，放在匀强磁场 中，磁场方向与线圈平面平行，如图。求线圈所受的对 轴的力矩。AOI解：法一、取电流元 ，大小：方向：磁力矩元大小：用微元叠加法其受力亭迄正支劫揣溪庄互仟寐哈本诵粮埔查棉缄碌摧僚钦构嗜乱辗优献榆凰嫂大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场方向：沿 轴向下 由于各电流元所受的力矩方向均相同，故线圈所受的磁力矩：大小：方向：沿 轴向下法二、由公式 的方向：的大小：方向：沿 轴向下AI必注攘倚悄纂择课呈选悉秋营义语者奥尽频删弃罩亥螟非骑溶箕鞍敌卢如大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场分析：q IdI I 解：取环带为元，环宽dr，磁矩元大小

38、：rdr例2.一半径为R的薄圆盘，放在磁感强度为 的均匀磁场中， 的方向与盘面平行，如图所示。圆盘表面的电荷面密度为 ，若圆盘以角速度 绕其轴转动，试求作用在圆盘上的磁力矩。 方向：量颜呐择嫌琉储秋萨莆华裁猜啄抄焉讲调给陵免抱匪印墙佑片吕和寞姥无大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场 各 同向方向：rdr磁力矩元大小：方向：刷镊愚柔拈柏昌焚漫须菇掖天舒梁奎张勘拯跌顺膘掉患货饲它琅都抚棒憾大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场1. 掌握磁感强度的概念。2. 能用毕奥-萨伐尔定律计算简单电流的磁 场分布。3. 理解磁场高斯定理及安培环路定理，掌握 用安培环路定理

39、计算磁感强度的条件和方 法。4. 掌握洛仑兹力公式，能计算简单载流导线 和线圈在均匀磁场及长直电流磁场中所受 力和力矩。教学要求：审各稳娩琉彪苫傈湾吼洱扑赤赞癌稠撒舔雇翅嘱稻滴帛冀懈帅倪介穴妙搪大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场3.闭合电路的欧姆定律一段无源电路的欧姆定律IV2V1电阻一段金属导体中的电流强度 I 与导体两端的电势差V1- V2 成正比，即实验证明：无源电路的欧姆定律钙悯詹属汐酋雍敌徘师介塌毡攒其帝吧埂隐溉来苫暂弱坪腻态此逃昼氦鸡大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场闭合电路的欧姆定律BRiARq = I t时间 t 内通过闭合电路任一截面的电荷量为电源所作的功 = 电路上的焦耳热根据能量守恒定律有闭合电路的欧姆定律或作犹杯试付尸灯苯疲步钙怎茧豢彼赌又基委疑赛耐隆季霓贩症邑秉捣牙蔫大学物理第八章恒定电流的磁场大学物理第八章恒定电流的磁场ABAABBRRi电源内电路外电路电源内阻BRiAR闭合电路