大学物理 课件 第六章1节 磁感应强度

静止电荷——静电场运动电荷——电场、磁场运动电荷形成恒定电流产生的磁场不随时间变化——恒定磁场第六章恒定磁场

磁感应强度6-1一、磁场⑴、磁性：天然磁石或人工磁铁吸收铁(Fe)，钴(Co)，镍(Ni)的性质。

磁体：具有磁性的物体

永久磁体：长期保持磁性的物体⑵、磁极：条形磁铁两端磁性最强的部分在水平面内自由转动的条形磁铁，在平衡时总是指向南

北方向，指向南方的磁极称为磁南极，用S表示，指向

北方的磁极称为磁北极，用N表示。1、磁现象及其规律磁体之间的相互作用，同极相斥，异极相吸奥斯特（HansChristanOersted，1777-1851）

1820年,丹麦物理学家，发现了电流对磁针的作用，从而导致了19世纪中叶电磁理论的统一和发展,开辟了物理学的新领域---电磁学。

INS电流的磁效应

2、电流的磁效应一切磁现象都源于运动的电荷（1）运动电荷不仅产生电场,还要激发磁场；（2）运动的电荷在磁场中将受到磁场力的作用；（3）一切磁现象起源于电荷的运动，磁场力就是运动电荷之间的一种相互作用力。运动电荷磁场运动电荷在运动电荷（或电流）周围空间存在的一种特殊形式的物质。⑴、定义磁场对磁体、运动电荷或载流导线有磁场力的作用；载流导线在磁场中运动时，磁场力要作功——

磁场具有能量。处于磁场中的磁介质会被磁化，产生磁化电流。⑵、磁场的特性：3、磁场磁场中特殊的方向反映了磁场的方向特征确定的比值Fmax/qv

反映了磁场的强弱特征定义矢量函数B，规定它的大小为单位

：

T（特斯拉）方向为放在该点的小磁针平衡时N极的指向。1T=1N/(A·m)

q二、磁感应强度定义：三、毕奥－萨伐尔定律电流元Idl在真空中一点P点产生的磁感应强度dB为：称为真空磁导率

内容：电流元Idl在真空中的P点产生的磁感应强度dB的大小，与电流元的大小成正比，与电流元和由电流元到P点的位置矢量r之间的夹角的正弦值成正比，与电流元到P点的距离的平方成反比。任一载流导线产生的磁场：

说明：①该定律是在实验的基础上抽象出来的，不能由实验直接证明，但是由该定律出发得出的一些结果，却能很好地与实验符合。②毕奥－萨伐尔定律是求解电流磁场的基本公式，利用该定律，原则上可以求解任何稳恒载流导线产生的磁感应强度。四、磁场叠加原理解题步骤1、选取合适的电流元——根据已知电流的分布与待求场点的位置；2、写出电流元产生的磁感应强度——根据毕奥－萨伐尔定律；3、选取合适的坐标系——要根据电流的分布与磁场分布的特点来选取坐标系，其目的是要使数学运算简单；4、计算磁感应强度的分布——叠加原理；5、一般说来，需要将磁感应强度的矢量积分变为标量积分，并选取合适的积分变量，来统一积分变量。五、毕奥－萨伐尔定律的应用例1、一段载流直导线的磁场因为各电流元产生的磁场方向相同，磁场方向垂直纸面向里。下面求磁场的大小解:(1)对无限长载流直导线(θ1→0,θ2→π)，则磁感应强度B的方向，与电流成右手螺旋关系，右手拇指表示电流方向，右手四指指向磁场方向。讨论:(2)对半无限长载流直导线(θ1=π/2,θ2→π)，则(3)若P点在载流直导线延长线上(θ1=0,θ2→0)，则磁场方向只有沿轴的分量，垂直于轴的分量和为零。例3、载流圆线圈在其轴上的磁场代入以上积分不变量：PIRxx解:例2、圆弧电流在圆心处的磁场磁场方向与电流满足右手螺旋法则。讨论:两种特殊的情况：X>>R轴上无穷远的场强为x=0圆电流环中心的场强PIRxx如图是载流导体中的任一电流元,横截面积单位体积内的运动电荷每个电荷的电量每个电荷的定向运动速度载流导体的电流为据毕-萨定律在电流元内存在带电粒子的个数单个运动电荷产生的磁感应强度为:qvBrqvBrdlIqv六、运动电荷的磁场讨论单个运动电荷产生磁场的大小为:方向符合