磁场磁感应强度课件

1、1一、 基本磁现象1、自然磁现象 磁性：具有能吸引铁磁物资(Fe、Co、Ni）的一种特性。磁体：具有磁性的物体磁极：磁性集中的区域地磁：地球是一个大磁体。磁极不能分离，（正负电荷可以分离开）2 地核每400年比地壳多转一周地壳地核地幔NS 地球的磁极每隔几千年会发生颠倒3、 磁现象起源于运动电荷I后来人们还发现磁电联系的例子有： 磁体对载流导线的作用； 通电螺线管与条形磁铁相似； 载流导线彼此间有磁相互作用；18191820年丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应。1820年4月，奥斯特做了一个实验，通电流的导线对磁针有作用，使磁针在电流周围偏转。上述现象都深刻地说明了： 磁现象与运动电荷之

2、间有着深刻的联系。4 安培的分子电流假说、磁力、近代分子电流的概念： 轨道圆电流自旋圆电流分子电流 一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。 磁体与磁体间的作用； 电流与磁体间的作用； 磁场与电流间的作用； 磁场与运动电荷间的作用； 均称之为磁力。51、磁场1）磁力的传递者是磁场2）磁场是由运动电荷所激发，参考系是观察者3）磁场对外的重要表现电流(或磁铁)磁场电流(或磁铁)静止电荷激发静电场运动电荷可同时激发电场和磁场。(1)磁场对进入场

3、中的运动电荷或载流导体有磁力的作用；(2)载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体作 功，表明磁场具有能量。二、磁感应强度磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。6 2、磁感应强度1）磁矩： 定义载流线圈的面积S 与线圈中的电流I 的乘 积为磁矩(多匝线圈还要乘以线圈匝数)，即 式中N 为线圈的匝数，n0为线圈的法线方向，Pm与I 组成右螺旋。 2）磁场方向：使线圈磁矩处于稳定平衡位置时的磁矩的方向。73）磁感应强度的大小磁感应强度的单位1特斯拉104高斯（1T104GS） 是试验线圈受到的最大磁力矩、 是试验线圈的磁矩。81、磁力线常见电流磁力线：直电流，圆电流，通电螺线管的磁力线

4、。 1）什么是磁力线？I2）磁力线特性三、磁通量 磁场中的高斯定理 、磁力线是环绕电流的闭合曲线，磁场是涡旋场。 、任何两条磁力线在空间不相交。 、磁力线的环绕方向与电流方向之间遵守右螺旋法则。9 dm是穿过dS 面的磁力线条数。 3）用磁力线描述磁场强弱 规定：通过垂直于磁力线方向的单位面积的磁力线数等于这一点磁感应强度的大小。即B的另一单位 10 穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿过该曲面的磁通量，用符号m表示。 3、磁场中的高斯定理这说明 i)磁力线是无头无尾的闭合曲线， ii)磁场是无源场，磁场无磁单极存在。 2、磁通量 由于磁力线是无头无尾的闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的总磁通

5、量必为零。 q S 111）电流元的方向：为线段中 电流的方向。1、 毕奥沙伐尔定律四、毕奥沙伐尔定律 若磁场中，电流元 到某点P的矢径为 ，则电流元在P点产生的磁感应强度 的大小与 成正比，与 经过小于 的角转到矢径 的方向角的正弦成正比，与 的平方成反比，其方向为 的方向。122）在（SI）制中3）B 的方向 dB Idl 与r 组成的平面，且 dB 与dlr0 同向。P13 整个载流导体在P点的磁感应强度则是电流元在P点产生的 dB 之矢量和式中r0是电流元指向P点的矢径的单位矢。 电流元在P点产生的磁感应强度的矢量式为 142、 定律应用 由Idlr 确定电流元在 P点的 dB 的方向

6、 将 d B 向选定的坐标轴投影，然后分别求出15 （1）载流直导线的磁场： 解：取电流元Idl ，P点对电流元的位矢为r，电流元在P点产生的磁感应强度大小为 方向垂直纸面向里，且所有电流元在P点产生的磁感应强度的方向相同，所以 dBPaIdll16设垂足为o,电流元离o点为l，op长为a，r 与a 夹角为则Bd y0 xzPIdlal17因为所以18关于 角的有关规定：长直电流的磁场 角增加的方向与电流方向相同，则为正，反之，则为负 19 半长直电流的磁场 半长直电流：垂足与电流的一端重合，而直电流的另一段是无限长。 20（2） 圆电流的磁场解：I R 0 x dB/dBdBqdB/由于对称

7、性21所以即22轴线上任一点P的磁场 圆电流中心的磁场 圆电流的中心的 1/n 圆电流的中心的 23 长直电流与圆电流的组合例求下各图中0点的B的大小 I I O o O I R o R I o I24 求如图所示的电流中球心0的磁感应强度。 1l o 2I 2l 1I R 图（2） o I I R 图（1）（1）每一边电流产生B1：25纸面向里 纸面向外 1l o 2I 2l 1I R 图（2）（2）电流元中心26例9-1 无限长直导线折成V形，顶角为，置于X-Y平面内，且一个角边与X轴重合，如图。当导线中有电流I时，求Y轴上一点P（0,a）处的磁感应强度大小。解：如图示，将V形导线的两根半无限长导线分别标为1和2，则方向垂直纸面向内； 可求导线2在P点的磁感应强度 利用方向垂直纸面向外； acosa I P I 1 2 xY27 P点的总磁感应强度大小为： B的正方向垂直纸面向外。 28 (非相对论条件下、运动电荷的电场与磁场) 如图，若带电粒子（即电荷）的定向运动速度为v,设导线截面为s， 带电粒子数密度为n，则在dt时间内过截面s的带电粒子数 已知由电流元激发的磁场为 五、运动电荷的电磁场29若每个载流子的电荷为q，则dt时间内通过s截面的电量 于是在电流元中的电流强度为 若把电流元Id