磁场和磁感应强度.ppt

1、1，1，11-2磁场和磁感应强度，1，磁现象(magnetic phenomenon )，磁现象的发现要比电现象早得多。 东汉王充“司南勺”，北宋沈括航海用指南针“四大发明”。 同号磁极相互排斥，异号磁极相互吸引。 磁极周围存在磁场，磁场中的其他磁极和运动电荷必须受到磁场的作用力，该作用力称为磁场力和磁力。 磁场的力是通过磁场这一特殊物质传递的。 磁铁磁性最强的区域称为磁极。 磁铁指北方的磁极是磁北极或n极，指南方的是磁南极或s极。 2、磁性基本现象，司南勺，(1)具有磁性，能吸引铁、钴、镍等。 (2)具有磁极，分为磁北极n和磁南极s。 (3)磁极之间存在相互作用、同性排斥、异性吸附。 (4)

2、磁极不能单独存在。 永久磁铁的性质：3，地球是巨大的永久磁铁。 4，4，1820年4月，丹麦物理学家埃尔斯特德(H.C.Oersted，17771851 )发现小磁针在通电导线周围受到磁力作用而偏转。 5、磁现象与电荷的运动有着密切的关系。 运动电荷能够产生磁效应和磁力。 结论1821年安培提出了物质磁性的本质假说：所有磁性现象的根源都是电流。 磁性物质的分子中存在电路电流，被称为分子电流。 分子电流相当于单元磁铁，物质向外部显示磁性，依赖于物质中的分子电流对外部的磁效应的总和。 自从6，6，1820年奥斯特发现电流的磁效应后，人们认识到了磁与电的密切关系。 1820年安培发现了磁铁的电流作用

3、和电流间的相互作用，提出了所有的磁现象来自电流，所有的物质的磁来自构成物质的分子中存在的环状电流。 这种环形电流称为分子电流。 安分子电流假说与现代对原子和分子结构的认识一致。 原子由原子核和核外电子组成，电子的绕核运动形成经典概念的电流。 7、物质磁起源不能用古典理论完全描述。 量子理论表明，核外电子对磁有一定的贡献，但物质磁的主要来源是电子的自旋磁矩，强磁性物质的强磁性与相邻原子间电子的自旋磁矩的交换作用有关。 用经典的概念无法说明的磁现象和电现象非常相似，自然界中有独立存在的电荷，但是迄今为止独立存在的磁负荷，即所谓的“磁单极子”没有找到。 寻找“磁单极子”是当今科学界面临的重大课题之一

4、。 8、磁场和磁感应的强度、运动电荷、定磁场：磁场分布不随时间变化，一般是由于定电流激发而在电流周围的空间发生。 反映磁场性质的物理量：磁感应强度、磁感应强度的方向：小磁针位于场点时的n极的方向。 9、实验：1 .点电荷q0以相同速度v向不同方向移动。 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，(1)、(2)、10、2 .改变与磁场方向垂直运动的电荷的速率v，改变点电荷的电量q0。 (1)在磁场中的同一场点，Fmax/q0v是一定量，(2)根据磁场中的场点，Fmax/q0v的大小不同。 实验结果：定义磁感应强度的大小：国际单位制单位：特斯拉(t )，1

5、1，带电粒子在磁场中向其他方向运动时，其力垂直于其特定方向的平面，带电粒子在磁场中垂直于该特定方向运动时受力最大。 1 .任意点p的磁感应强度的方向：当探测电荷q0沿着作为速度v的特定直线通过磁场中的点p时，作用于其上的洛伦兹力总是等于零，与探测电荷的电量和运动速度无关。 该特定直线是点p的磁场本身的属性，称为零输出线。 将该直线规定为点p的磁感应强度的方向。 用磁感应强度记述磁场，用矢量表示。 运动电荷在磁场中受到的磁场力称为洛伦兹力。13、2 .点p的磁感应强度的大小，3 .点p的磁感应强度的指向b、v、f满足右螺旋关系：电荷速度与该特定方向垂直时受到的磁力最大。 关于点p的磁感应强度的大

6、小，正试验电荷所受到的洛伦兹力的大小为F=q0vBsin、单位特斯拉(t )、NsC-1m-1、Vsm-2、NA-1m-1。 人体磁场极弱，例如心电激发磁场约为310-10T。 测量人体内的磁场分布可以诊断疾病并图示磁共振成像。 地球的磁场约为510-5T。 大型电磁铁的磁场可以在2T以上。 超导磁铁能激发25T的磁场原子核附近能达到104T脉冲星的表面高达108T。 一部分磁场的大小：15、16、3、磁感应线和磁通量决定了磁场中某点的磁场方向，磁感应线不交叉。 通电导线周围的磁感应线都是包围电流的闭合曲线，没有起点和终点。磁感应线的图像表示磁场分布状况：曲线上的各点的切线方向与该点的磁感应强

7、度b方向一致，在垂直于磁场的单位面积上通过曲线的根数与在那里的b的大小成比例，即疏密的程度反映b的大小。 一组磁感应线包围的管状区域叫磁感应管。 17、磁感应线、(1)磁感应线上任意点的切线方向与该点的磁感应强度方向一致。 (2)每单位面积垂直通过的磁感应线的数量与在那里的磁感应强度b的大小相等。 (1)磁感应线上的某一点的切线方向与该点的磁感应强度b的方向一致，(2)通过与b垂直的单位面积的磁感应线的根数与该点b的大小相等。 磁场强的地方磁感应线密。 2 .性质(1)2条磁感应线不能交叉(2)磁感应线是包围电流的闭合曲线。 19，3 .典型的磁感应线(1)通电长直导线磁场的磁感应线右手：拇指

8、I方向四指-磁感应线方向，(2)通电圆线圈磁场的磁感应线右手：拇指I方向四指-磁感应线方向，20，(3) 通电直螺旋线圈磁场的磁感应线右手握住螺旋线圈：四指I方向拇指-线圈内部的感磁线方向，(4)通电线圈缠绕环磁场的感磁线右手握住线圈缠绕环：四指I方向拇指-环内的磁感应线方向。磁感应线的性质、电流集合链、闭合曲线(不存在磁单极子)、相互不交叉、方向和电流处于右手螺旋关系、I、I、b、b、22、图像：典型的磁感应线、23、 磁感应线和电流满足右手螺旋定律。 为了记述磁场的强弱，规定在磁场中的某一点通过与b向量垂直的单位面积的磁感应线的数量(磁感应线密度)，等于该点b的数值。 圆电流周围的磁感应线是与圆面正交并通过其直径的平面内，磁感应线是2簇的环绕电流的曲线。 24、任意曲面s的磁通量(magnetic flux )在曲面上的任意一点的磁感应强度b与该位置的要素dS的坐标积BdS的整个曲面s的代数和、即国际单位系中，磁通量的单位为Tm2，也称为WB (web ster )。 25、规定法线方向相对于封闭曲面垂直朝向外侧。 磁感应线从曲面内出来时磁通量为正，磁感应线从曲面外出来时磁通量为负。 不均匀磁场中通过任意面积要素的磁通量：均匀磁场中通过面积s的磁通量： 26，磁场的高斯定理(磁通连续原理): 任意磁场中通过任意闭曲面的磁通量始终为零。