大学物理：第07章 恒定磁场2

复习：传导电流、运流电流、分子电流电流强度和电流密度：电流与载流子的运动的关系：欧姆定律的微分形式：电动势：§7-2磁场磁感应强度1.磁现象的本质1.1磁现象早期观测的磁现象北宋沈括《梦溪笔谈》提到关于指南针的四种用法,该书中还提到了“磁偏角”现象：

(1)指甲旋定法(2)盏唇旋定法(3)缕悬法

(4)水浮法

在地磁两极附近，由于磁感线与地面垂直，外层空间入射的带电粒子可直接射入高空大气层内，它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光。绚丽多彩的极光2010年3月11日拂晓,摄于加拿大道森市附近地区Monday,September26,2011

ANASAimagecapturedfromtheInternationalSpaceStationshowsrareauroraappearinginred.物理实验中常见的磁现象：物理实验中常见的磁现象：奥斯特实验（1820年）安培实验（1820年）（1）磁体附近的载流导线受到力的作用：（2）电流与电流之间存在相互作用：S+（3）磁场对运动电荷的作用：电子束N1.2磁现象的本质

磁现象都起源于运动电荷（电流），磁相互作用的本质是运动电荷（电流）之间的相互作用。分子电流：电子绕原子核运动和电子自旋所形成。电流机制：（1）传导电流；（2）运动电荷（运流电流）；（3）分子电流

（永磁体）。2.磁场

磁场对以上三者产生（磁）作用磁场是磁作用的媒介，通过磁场实现磁作用的传递运动电荷磁场运动电荷运动电荷、传导电流以及永磁体（分子电流）都可以产生磁场讨论：

1.运动电荷周围既有电场也有磁场

2.电荷周围的场与观测者所处的参考系有关[S’]q•[S]3.磁感应强度磁感应强度的大小：磁感应强度的方向：+vFmaxq0小磁针在该点处N极的指向利用运动电荷在磁场中的受力性质来定义§7-3毕奥-萨伐尔定律1.毕奥─萨伐尔定律

电流元:Idl：线电流上的一个线元矢量电流元实际上是一个运动电荷的集合。空间一体积元中的运动电荷也能等效为一电流元+vdqSdle+++++毕奥─萨伐尔定律(真空磁导率：o=410-7N·A-2)IdlPrdB

*实验定律dqdEr电荷元的电场具有球对称性

电荷元的电场具有球对称性，电流元的磁场具有轴对称性一段电流的磁感应强度：2.毕奥─萨伐尔定律的应用2.1解题要点2.2几种常见电流的磁场（1）直线电流的磁场DCOP（3）载流直螺线管内部的磁场xxPRO

I⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙Ox

（2）环形电流的磁场（1）直线电流的磁场：DCOPIdl

在P点的磁感应强度：其中：代入，得：总的磁感应强度：无限长载流导线：1=0,2

=（2）环形电流的磁场xxPRO

dB||dBrdBIdlB

=0xxPRO

dB||dBrdBIdlx=0（圆心）：为载流线圈的磁矩。

定义：ISm

I⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙O12Rx（3）载流直螺线管内部的磁场

xdx长螺线管中心：长螺线管端口：⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙O12RxL=10R长直线电流的磁场载流直螺线管内部中心点的磁场环形电流轴线上一点的磁场(x>>R)

无限长带电直线的场强电偶极子中垂线上一点的场强(r>>l)均匀带电平行板(±q)之间的场强：真空中：真空中：例

如图，无限长载流平板，宽度为a

，沿长度方向通以恒定面电流I，电流I沿宽度方向均匀分布。求在平板中垂线上到平板距离为x的P点的磁感应强度。PyaxxOI

z1dBdydIyrdBydBx解：1）x或a0：2）x0或a：近似为长直电流的磁场(无限大载流平板)例

半径为

R

的圆盘均匀带电，电荷密度为。若该圆盘以角速度绕圆心O

旋转，求轴线上距圆心x

处的磁感应强度。Pxx

dIRrdrOdBR解：Pxx

dIR