大学物理-磁场-磁感应强度课件

1、1+一 电流密度 1.电流带电粒子的定向运动单位: 安培(A ) 单位时间内通过某横截面的电量称为电流强度.习惯上规定正电荷运动的方向为电流的正方向.6.1 电流 电动势1+一 电流密度 1.电流带电粒子的定向运动单2 2.电流密度2 2.电流密度3 2.电流密度单位:安培每平方米(A/m2) 电流密度矢量 的方向沿该点电场 的方向，大小等于通过与该点场强方向垂直的单位面积的电流强度. 描述电路中某点电流强弱和方向的物理量3 2.电流密度单位:安培每平方米(A/m2) 电流密度矢4三 电动势4三 电动势5 非静电力:能把正电荷从电势较低的点(如电源负极板)送到电势较高的点(如电源正极板)的作用

2、力称为非静电力. 电源：提供非静电力的装置.+-+ 非静电场场强 :单位正电荷所受的非静电力.5 非静电力:能把正电荷从电势较低的点(如电源负6 电源电动势 的定义：把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，电源中的非静电力所作的功. 自负极经电源内部到正极的方向为电动势的正方向. 此定义也适用于非静电力作用在整个回路上的情况（如电磁感应）电源电动势也可定义为把单位正电荷绕闭合回路一周时，电源中非静电力所作的功.（电源外部 ）6 电源电动势 的定义：把单位正电荷从负极通过电源内7一 基本磁现象1. 磁的概念磁性：能吸引铁磁物质(Fe、Co、Ni）的一种特性磁体：具有磁性的物体地磁：地球是一个大

3、磁体。磁极：磁性集中的区域没有独立的N极和S极磁偏角6.2 磁场 磁感应强度7一 基本磁现象1. 磁的概念磁性：能吸引铁磁物质(Fe8 1820年，丹麦物理学家奥斯特(H.C.Oersted，17771851）发现了小磁针在通电导线周围受到磁力作用而发生偏转。 磁铁对载流导线、载流导线之间或载流线圈之间也有相互作用。 实验发现：2.磁现象的本质-运动电荷8 1820年，丹麦物理学家奥斯特(H.C.O9安培的分子电流假说 近代分子电流的概念： 轨道圆电流自旋圆电流分子电流1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。 一切磁现象的根源是电流.任何物质的分子中都存在有圆形电流，称为分子电流.分子电

4、流相当于一个基元磁铁.9安培的分子电流假说 近代分子电流的概念：1822年10二 磁感应强度 1.磁场电流(或磁铁)磁场电流(或磁铁)磁场对外的重要表现磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体做功，表明磁场具有能量磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。10二 磁感应强度 1.磁场电流(或磁铁)磁场电流112.磁感应强度磁场方向：在平衡位置处，磁力矩为零，线圈正法线所指的方向，定义为线圈所在处的磁场方向（图2实线所示）.图2图1 试验线圈线圈转过90o，此时线圈所受磁力矩最大，图2虚线所示，记为Mmax 实验指出磁矩 是矢量,方向与线圈的

5、法线方向一致.表示沿法线方向的单位矢量，法线与电流流向成右螺旋关系 112.磁感应强度磁场方向：在平衡位置处，磁力矩为零，线圈正12磁感强度大小磁感应强度的单位：特斯拉（T） 1特斯拉104高斯（1T104G）磁场中某点处磁感应强度B的方向与该点处试验线圈在稳定平衡位置时的法线方向相同；磁感应强度B的大小等于具有单位磁矩的试验线圈所受到的最大磁力矩. 比值的大小可以反映各点磁场的强弱。12磁感强度大小磁感应强度的单位：特斯拉（T）磁场中某点处磁13三 磁通量曲线上每一点的切线方向就是该点的磁感应强度 B 的方向； 规定：通过磁场中某点处垂直于B矢量的单位面积的磁力线条数等于该点B矢量的量值，这

6、样，曲线的疏密程度可以表示该点的磁感应强度 B 的大小.I1.磁力线SNI13三 磁通量曲线上每一点的切线方向就是该点的磁感应强度 14磁力线的特性:SNI(1) 磁场中每一条磁力线都是环绕电流的闭合曲线，而且每条闭合磁力线都与闭合电路互相套合，因此磁场是涡旋场。(2) 任何两条磁力线在空间不相交.磁力线的环绕方向与电流方向之间可以用右手定则表示。若拇指指向电流方向，则四指方向即为磁力线方向；若四指方向为电流方向，则拇指方向为磁力线方向。14磁力线的特性:SNI(1) 磁场中每一条磁力线都是环15单位：韦伯（Wb） 2.磁通量磁通量：穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿过该曲面的磁通量，用符

7、号 表示.15单位：韦伯（Wb） 2.磁通量磁通量：穿过磁场中某一曲面16磁场中的高斯定理：穿过任意闭合曲面的总磁通量必为零.四 磁场中的高斯定理16磁场中的高斯定理：穿过任意闭合曲面的总磁通量必为零.四 17五 毕奥-萨伐尔定律17五 毕奥-萨伐尔定律18P*对于真空中的磁场： 真空的磁导率 18P*对于真空中的磁场： 真空的磁导率 19磁感强度叠加原理：任意形状的载流导线在给定点P产生的磁场，等于各段电流元在该点产生的磁场的矢量和. 国际单位制中，真空中毕奥萨伐尔定律或19磁感强度叠加原理：任意形状的载流导线在给定点P产生的磁场20运动电荷的磁场Idl+vISIq电流元Idl内，有个带电粒

8、子。导体的单位体积内有n个带电粒子，每个粒子带有电量q，以速度 沿电流元 的方向作匀速运动而形成导体中的电流。电流元的横截面为S，那么，单位时间内通过截面S的电量，即电流强度I为20运动电荷的磁场Idl+vISIq电流元Idl内则一个带电粒子产生的磁感应强度B为+vr-vr矢量式表示B,v和r三者符合右手螺旋法则则一个带电粒子产生的磁感应强度B为+vr-vr矢量式表示B,一载流直导线，电流为I ，方向沿x轴正方向，导线两端到P 点的连线与导线的夹角分别为1和2 。求距导线为a 处P 点的磁感应强度。OPaxxr1.载流直导线的磁场六 毕奥-萨伐尔定律的应用解：任取一电流元在给定点P产生的磁感应强度大小为方向垂直纸面向外.一载流直导线，电流为I ，方向沿x轴正方向，导线两端到P 点23OPaxxr23OPaxxr242.圆弧形电流在圆心产生的磁场 已知: R、I，圆心角为，求在圆心O点的磁感应强度.解：任取电流元rR 圆电流中心的磁场 1/n 圆电流的中心的磁场在圆心处的磁感应强度的大小为方向垂直于纸面向外242.圆弧形电流在圆心产生的磁场 已知: R、I，圆心角25真空中有一半径为R的圆形载流线圈，通有电流I，现计算在圆线圈的轴线上任一点P的磁感应强度. 3.圆形电流轴线上的磁场P*I25真空中有一半径为R的