磁场对电流的作用(大二上).

1、1 电流电流电流：电流就是电荷的定向运动。电流：电流就是电荷的定向运动。运流电流：裸露电荷的定向运动；运流电流：裸露电荷的定向运动；传导电流：导线中的电流。传导电流：导线中的电流。+- 运流电流附近既有电场也有磁场，运流电流附近既有电场也有磁场，而传导电流周围只有磁场。而传导电流周围只有磁场。电流的方向：规定电流的方向：规定正电荷的运动方向为电流的方向正电荷的运动方向为电流的方向。 电流强度：单位时间内通过截面电流强度：单位时间内通过截面S S的电量。的电量。dtdqI 注意：在导体中注意：在导体中q q包含两个部分。一部分是通过截面包含两个部分。一部分是通过截面的正电荷，另一部分是反向通过的

2、负电荷。的正电荷，另一部分是反向通过的负电荷。2实验表明：在恒定电流周围同时存在实验表明：在恒定电流周围同时存在电场电场和和磁场磁场。恒定磁场：恒定电流所产生的磁场。恒定磁场：恒定电流所产生的磁场。 稳恒磁场稳恒磁场3磁场：在电流周围形成的一种物质。磁场：在电流周围形成的一种物质。 特性：会对处于其中的运动电荷（电流）产生力的特性：会对处于其中的运动电荷（电流）产生力的 作用，称为磁场力。作用，称为磁场力。磁感应强度矢量磁感应强度矢量: :描述空间磁场分布。描述空间磁场分布。BmFqvB在磁场在磁场 空间中，若电荷空间中，若电荷q 以速度以速度 运动：运动：vB0max0limsinmqFFB

3、q vq v磁感应强度矢量磁感应强度矢量磁场磁极电流磁极电流( /) ()sinFFq dtv dtI dlsin4因此电流元因此电流元 在磁场在磁场 中受到的磁场力为：中受到的磁场力为：BIdlmdFIdlB说明：说明： 的方向与电荷受磁场力为零时的运动方向相同。的方向与电荷受磁场力为零时的运动方向相同。B5若若 由电流元由电流元 产生，产生，B 产生的磁感应强度为：产生的磁感应强度为：说明：说明： 、 、 三者满足右手螺旋关系。三者满足右手螺旋关系。dlB三、毕奥萨伐尔定律三、毕奥萨伐尔定律2004rrlIdBdlId Idlrr0为真空磁导率常数。为真空磁导率常数。710410 T m

4、A6真空中任意电流回路产生的磁感应强度：真空中任意电流回路产生的磁感应强度：2004rrlIdB7求半径为求半径为a a的电流环在其轴线上产生的磁场。的电流环在其轴线上产生的磁场。分析：在轴线上，磁场方向沿分析：在轴线上，磁场方向沿z z向。向。电流分布呈轴对称。电流分布呈轴对称。解：解：在电流环上任取电流元在电流环上任取电流元 ，Idl【例题【例题11-211-2】 jdlxyza(0,0,)Pz204rIdldB23222021222224RaIRRaRRaIdldBBzz8一、磁场的高斯定理一、磁场的高斯定理磁感应强度磁感应强度矢量矢量 （磁通密度矢量）（磁通密度矢量）( )B r电流元

5、电流元 产生的产生的 为：为：IdldB则整个电流回路产生的则整个电流回路产生的 为：为：B4.2 磁场的高斯定理和安培环路定理 2004rrlIdB2004rrlIdBd9说明说明: : 也为磁通密度矢量。由密度的定义：也为磁通密度矢量。由密度的定义：BdBds式中：式中： 为垂直于磁力线的面元；为垂直于磁力线的面元； 为穿过为穿过dsds面元的磁通量。面元的磁通量。dsd穿过闭合曲面穿过闭合曲面S S的磁通量为：的磁通量为：sdB10 在恒定磁场中，磁感应强度矢量穿过任意闭合面的在恒定磁场中，磁感应强度矢量穿过任意闭合面的磁通量为磁通量为0，即：，即： 上式表明：磁力线在空间任意位置是上式

6、表明：磁力线在空间任意位置是连续连续的。的。上式表明：上式表明：恒定磁场是无源场恒定磁场是无源场 孤立磁荷不存在孤立磁荷不存在3 3、真空中恒定磁场的高斯定理、真空中恒定磁场的高斯定理0sdB11在恒定磁场中，磁感应强度矢量沿任意闭合路径的在恒定磁场中，磁感应强度矢量沿任意闭合路径的环量等于其与回路交链的电流之和的环量等于其与回路交链的电流之和的 倍，即：倍，即：安培环路定理安培环路定理( (积分形式积分形式) )说明说明:(1) :(1) 指回路指回路C C所围电流的代数和；所围电流的代数和； (2) (2) 指回路指回路C C上的总磁感应强度上的总磁感应强度( (由由C C内外电流内外电流共同产生）。共同产生）。二、二、 安培环路定理安培环路定理0iiIl dB0iiIB12 半径为半径为a a的无限长直导体内通有电流的无限长直导体内通有电流I I，计算空间磁感应强度分布。计算空间磁感应强度分布。 aI分析：电流均匀分布在导体截面分析：电流均匀分布在导体截面上，呈轴对称分布。上，呈轴对称分布。解：根据安培环路定律解：根据安培环路定律 当当rara时时