第7章-稳定磁场课件

1、第7章，稳定磁场，7.1定电流电动势，7-1-1定电流和定电场，电流：大量电荷的取向运动。 导体中存在自由电荷，形成电流的两个基本条件：导体必须维持一定的电场。 载流子：导体中负载电荷的粒子。 电流强度(I ) :单位时间内通过导体任意截面的电量。 单位：安培，通过导体中任意截面的电流强度不随时间变化(I=一定量)。 恒流(直流):电流强度的方向：导体中的正电荷的流动。 产生一定电场的电荷分布必须不随时间变化，7-1-2电流密度、电流密度：导体中的单位时间内通过与电流方向垂直的单位面积的电力量在导体中的某点是电流密度的大小，在这一点上是正电荷漂移的方向。 载流子浓度n； 载波电量q； 载流子漂

2、移速度、电流密度矢量：通过任意曲面的电流强度：7-1-3电源和电动势、电源：供给非静电力的装置、外部电路：电源外部的电路、电流从高电位移动到低电位。 内部电路：电源内部的正、负两极之间的电路，电荷抵抗静电力，从低电位运动到高电位。 非静电场：非静电力与试验电荷电量之比，电动势：在使单位正电荷沿闭合回路移动1周的过程中，非静电性电场力起到的作用。 螺栓(v )，结论：电源电动势等于单位正电荷从负极通过电源内部移动到正极时的非静电电场力的功。 电源电动势的方向：电源内部电位上升的方向。 7.2磁场磁感应强度，7-2-1磁的基本现象，司南勺，(1)带磁，吸引铁、钴、镍等物质。 (2)具有磁极、分磁北

3、极n和磁南极s。 (3)磁极间有相互作用，同性排斥，异性吸引。 (4)磁极不单独存在。 永久磁铁的性质：地球是一个巨大的永久磁铁。 1820年4月，丹麦物理学家埃尔斯特德(H.C.Oersted，17771851 )发现小磁针在通电线周围受到磁力作用而偏转。 磁现象与电荷的运动有密切的关系。 运动电荷既受到磁效应又受到磁力的作用。 结论1821年安培提出了物质磁的本质假说：所有磁现象的根源都是电流。 磁性物质的分子存在电路电流，称为分子电流。 分子电流相当于基元磁铁，物质向外部显示磁，物质中的分子电流依赖于外部的磁效应的总和。 7-2-2磁场和磁感应强度、运动电荷、反映磁场性质的物理量：磁感应

4、强度、磁感应强度的方向：小磁针在场时的n极的指向。 实验：(1)点电荷q0以相同速度v向不同方向运动。 实验结果：4 .电荷q0在垂直磁场方向上运动时，3 .电荷q0在磁场方向上运动时，(2)在与磁场垂直的方向上运动电荷的速度v变化，点电荷的电荷量q0变化。 在磁场中的同一场中，Fmax/q0v是一定量，根据磁场中的位置不同，Fmax/q0v的大小也不同。 实验结果：定义磁感应强度的大小：国际单位：特斯拉(t )，常用单位：高斯(g )，7-2-3磁感应线，1 .磁感应线上的任何点的切线方向都与该点的磁感应强度的方向一致。 2 .垂直通过单位面积的磁感应线的数量与那里的磁感应强度b的大小相等。

5、 磁感应线(b线):棒磁铁周围的磁感应线，直线电流的磁感应线，磁感应线是一组循环电流的闭合曲线。 圆电流的磁感应线，通电螺线管的磁感应线，磁感应线的特征：1，磁感应线连续，不交叉。 2、磁感应线是围绕电流的闭合曲线，没有起点，没有终点。 7.3 VIO-savar定律，VIO和savar是一种实验方法，证明长直流电线周围的磁感应强度与距离成反比例，与电流强度成比例。、7-3-1视频服务器法则，视频服务器法则：电流源在空间的任意点p产生的磁感应强度的大小与电流源成正比，与距离r的平方成反比，电流源与点p的位向量之间的角度的正弦成正比。 那个方向一致。 真空中的磁导率： o=410-7TMA-1、

6、7-3-2视频-服务器定律的应用，在任意线电流场点的磁感应强度b等于构成线电流的所有电流要素单独存在时在该点的磁感应强度的矢量和。 磁感应强度重叠原理：1 .通过直流导线的磁场一通电长直线导线、电流强度I、从导线两端到p点的线和导线的角度分别为1和2。 由导线求出a点p点的磁感应强度。 设无限长通电引线：1=0、2=，半无限长通电引线：1=0、2=/2、2 .圆形通电引线轴线上的磁场通电线圈半径为r，电流强度为I。 从轴线上的中心o求出x点的p点的磁感应强度。 圆心： (x=0时)，场点p远离圆电流(xR )时：在圆电流的面积上，面积的正法线方向和环电流的流动成为右手的螺旋关系，其单位向量用表

7、示。 n回圈电流磁矩：回圈电流的磁感应强度：磁偶极子，磁偶极子磁场：圆电流产生的磁场。 3 .直流螺线管内部轴线上的磁场通电，以螺线管半径为r的引线中的电流为I的每单位长度的线圈匝数n短于螺线管上的x，无限长螺线管：例1 .玻尔的氢原子模型中，电子绕原子核的运动相当于圆电流，对应的磁模式求出轨道磁矩和轨道角动量的关系。 解：以电子的轨道半径为r，以每秒转速为。 圆电流面积：电流强度：电子角动量：磁矩：例2 .无限长通电平板，宽度a，电流强度I。 求出正上方p点的磁感应强度。 解：对称性： By=0，例5 .半径r的圆盘均匀带电，电荷密度为。 该圆盘以角速度绕圆心o旋转时，求出来自轴线上的圆心x

8、的磁感应强度和磁矩。 解：力矩：7-3-3运动电荷的磁场，运动电荷的磁感应强度公式：7.4磁场中的高斯定理，7-4-1磁通，磁通m :通过磁场中某曲面的磁感应线的数量。 单位：“韦伯”(Wb )、7-4-2磁场中的高斯定理、磁场中通过任意闭合曲面的磁感应强度通量等于零。 的双曲正切值。 7.5安培环路定理、7-5-1安培环路定理、安培环路定理：是真空中稳定电流的磁场，磁感应强度是沿着任意闭合路径l的线积分是被该闭合路径包围通过的电流的代数和的倍，与路径的形状和大小无关。 注意：1 .安培环路定理式中的电流强度是指，被闭合曲线包围，通过的电流强度，不包含闭合曲线以外的电流。 2、安培环路定理式中的磁感应强度b是闭合曲线内外所有电流产生的磁感应强度。 3 .电流符号规定为，在电流方向和积分路径的迂回方向构成右