大学物理 第七章稳恒磁场

1、本章题头内容提要第一节司南奥斯特实验电子束偏转双电流作用磁双极不可分磁起源结论1822年法国科学家安培提出了有关物质磁性本质的假说年法国科学家安培提出了有关物质磁性本质的假说 一切磁现象的根源都是电流一切磁现象的根源都是电流. . 磁性物质的分子中，存在着小的回路电流，称为磁性物质的分子中，存在着小的回路电流，称为 分子电流分子电流-+vNSNSNS磁中性磁中性NS 磁铁的磁性是分子电流形成的磁铁的磁性是分子电流形成的 如果某种物质的分子电流都按一定方向排列起来，如果某种物质的分子电流都按一定方向排列起来， 这种物这种物质在宏观上就会显示出质在宏观上就会显示出N N、S S极来极来 。第二节一

2、、磁场一、磁场磁场磁场电流电流电流电流 一切磁现象，都是由运动电荷或电流产生一切磁现象，都是由运动电荷或电流产生的的在运动电在运动电荷的周围会产生磁场荷的周围会产生磁场磁场的主要表现是：对磁场中的运动磁场的主要表现是：对磁场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用电荷或载流导体有磁力的作用. .这种作用是通过这种作用是通过“场场”来传来传递的递的. . 磁场对磁铁、对电流、对运动电荷均有磁作用力；磁场对磁铁、对电流、对运动电荷均有磁作用力； 磁场是物质的一种形态，它的物质性表现在磁场磁场是物质的一种形态，它的物质性表现在磁场 具有一定的能量具有一定的能量. 磁场是一个矢量场磁场是一个矢量场二、磁感应

3、强度矢量二、磁感应强度矢量1. 1.磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用(a) (a) 当运动电荷的速度方向与该点小磁针当运动电荷的速度方向与该点小磁针N N极的指向平行时，极的指向平行时，运动电荷不受磁力作用。运动电荷不受磁力作用。(b)(b)当运动电荷以某一速率沿垂直于磁感应强度的方向进入当运动电荷以某一速率沿垂直于磁感应强度的方向进入磁场时，它所受到的磁力最大磁场时，它所受到的磁力最大. .maxFq v实验证明：实验证明：vqFBmax2. 磁感应强度大小磁感应强度大小: 1.1.磁感应强度磁感应强度 的方向：的方向：正电荷通过磁场正电荷通过磁场中某点受力为零时，且其运动方向与该点

4、小磁针中某点受力为零时，且其运动方向与该点小磁针N N极的指向相同，规定这个方向为该点磁感应强度极的指向相同，规定这个方向为该点磁感应强度 的方向。的方向。 BB2. 2.磁感应强度的定义磁感应强度的定义在国际单位制中，磁感应强度的单位是在国际单位制中，磁感应强度的单位是T(特斯拉特斯拉)，即，即111T=1N Am第三节磁感应线图象磁通量续上例磁场高斯定理第四节电流元毕萨定律应用说明四指由电流绕向场点，拇四指由电流绕向场点，拇指指向为磁场方向。指指向为磁场方向。适用于直电流适用于直电流适用于圆（弧形）电流适用于圆（弧形）电流拇指指向电流方向，四指拇指指向电流方向，四指绕向为磁场方向。绕向为磁

5、场方向。例例小结延长线延长线0 B nIB0 lNn 均匀密绕均匀密绕无限长无限长直直螺线管的磁场螺线管的磁场Il例解任意载流导体解任意载流导体o点处的磁场；点处的磁场；（1 1）IIao1l2l对对1l02101B对对2lar 0212aIBBO402方向指向纸内方向指向纸内解题解题1 1、应用比应用比-萨定律和叠加原理以及典型场公式萨定律和叠加原理以及典型场公式)cos(cos4210rIBo无限长直线电流的磁场限长直线电流的磁场02rIBo有限长直线电流的磁场有限长直线电流的磁场载流圆线圈在圆心处的磁场载流圆线圈在圆心处的磁场RIBo2依据依据oIIRR2l1l3l对对1l3l031 B

6、B2l是是 圆弧，圆弧，RIRIB8241002 方向指向纸外方向指向纸外aIB24301圆1143ll )13(8021baIBBB方向指向纸内方向指向纸内圆2241ll bIB24102方向指向纸内方向指向纸内obaI圆弧1l2l 1 1如图，一根无限长的直导线，通有电流如图，一根无限长的直导线，通有电流I I，中部一段弯成半径为中部一段弯成半径为a a的圆弧形，求图中的圆弧形，求图中P P点磁点磁感应强度的大小。感应强度的大小。 第五节安培环路定理例应用举例例安培环路定理求磁场（三步曲）安培环路定理求磁场（三步曲）：分析磁场的分布；分析磁场的分布；选取相应的回路；选取相应的回路；运用定理

7、公式运用定理公式例例例O应用安培环路定理求对称磁场的应用安培环路定理求对称磁场的BI I解：（解：（1）同轴电缆为轴对称场分布；）同轴电缆为轴对称场分布；（2）在不同区域以轴为圆心作圆形闭合回路）在不同区域以轴为圆心作圆形闭合回路为安培环路；为安培环路；（3）应用安培环路）应用安培环路定理求定理求B； iLIl dB0 1rr 电流密度电流密度211rIj I I2r1r3r212021012rrIrjrB 1012rIrB 21rrr IrB022 rIB 202 32rrr 电流密度电流密度)(22232rrIj )(2222203rrjIrB )(2222322303rrrrrIB 3rr 0)(04 IIB 第六节洛仑兹力电磁合力带电粒子磁运动圆运动螺线运动螺距磁聚