恒定电流磁场精品课件

1、恒定电流磁场第1页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三磁铁司南减压球（磁铁玩具）第2页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三绚丽多彩的北极光第3页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三磁悬浮列车（上海）第4页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三磁在日常生活的应用第5页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三磁记录第6页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三E静止的电荷产生静电场。运动的电荷产生何种场？ 运动的电荷既产生电场，又产生磁场！空间分布不随时间变化的电流称为稳恒电流。 稳恒电流

2、产生的磁场的空间分布也是不随时间变的称为稳恒磁场。第7页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三一 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。磁极不能分离 (正负电荷可以分离开)。地磁：地球是一个大磁体。11.1 磁感应强度第8页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三 地核每400年比地壳多转一周，地球的磁极每隔几千年会发生颠倒。地壳地核地幔NS第9页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三几个重要实验实验一(奥斯特)揭示出电流可对磁针施加作用力2. 基本磁现

3、象第10页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三实验二(安培)揭示出磁铁会对电流施加作用力第11页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三实验三(安培)揭示出载流导线之间有相互作用力相互吸引相互排斥 上述现象都说明了：磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系。第12页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三3. 安培的分子电流假说 1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。 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。第13页，共40页，2

4、022年，5月20日，11点30分，星期三 磁场磁作用通过磁场进行磁场运动电荷 (电流)运动电荷(电流)磁场磁铁磁铁电流电流第14页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三二 磁感应强度磁感强度 的定义在通电闭合回路中，取电流元电流元在磁场中的受力 (1) 磁场中任一点, 有一特定方向，当电流元与特定方向一致时，受力为零。方向为该点磁感应强度方向。第15页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三(2) 当电流元与该点磁感应强度方向垂直时， 受力最大。该点磁感应强度的大小 三者相互垂直,成右手螺旋关系。第16页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期

5、三(3) 当电流元与磁感应强度方向为 任意角度时受力大小：电流元在磁场中受力：称为安培力，式子为安培公式。第17页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三磁感应强度的单位： 特斯拉地球的南、北两极约为 610-5T ； 一般永磁体约 0.052T ；中子星磁场 108T ；人体磁场 1012T ；目前利用超导材料已能取得 40T 的强磁场。第18页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三一、毕奥萨伐尔定律 真空中的磁导率 大小：方向：右螺旋法则 磁 场：取?P11.2 毕奥萨伐尔定律 这里的u.相当于e.,只不过从分母挪动到分子，Idl相当于q，其他不变第19页

6、，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三任意载流导线在 p点处的磁感应强度：上式也称为磁感应强度叠加原理。 毕奥萨伐尔定律不能由实验直接证明, 然而由这个定律出发得到的结果都很好的和实验相符合。P*可见是从Idl指向r第20页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三二、毕奥-沙伐尔定律的应用计算各种电流分布产生的磁场的磁感强度基本步骤：1)任取电流元, 求出其在场点P产生的磁感的大小与方向；2)分析当电流元沿电流移动时， dB 的方向是否变化：p若不变,直接积分; 若变, 则要将dB适当的分解, 对各分量分别积分, 然后再合成起来。第21页，共40页，2022年

7、，5月20日，11点30分，星期三例题1. 载流直导线的磁场Ia解求距离载流直导线为a 处一点P 的磁感应强度 几何关系Pl第22页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三(1) 无限长直导线方向：右螺旋法则(2) 任意形状直导线PaI12I讨论场点在直电流延长线上半无限长载流导线，场点在一端的垂线上第23页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三RxO求轴线上一点 P 的磁感应强度。根据对称性方向满足右手定则。Px例2. 载流圆线圈的磁场第24页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三(2)载流圆线圈的圆心处 (3) 一段圆弧在圆心处产生的磁场

8、I如果由N 匝圆线圈组成I(1)S磁矩定义讨论第25页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三R (3)oIIRo (1)x推广o (2)RI第26页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三 Ad(4)*oI(5)*第27页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三如图，求O 点的磁感应强度。解练习I123RO第28页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三三、运动电荷的磁场 P+qS电流元内电荷数一个电荷产生的磁场电荷密度 n第29页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三若 ， 与 同向。若 ， 与 反向。 一个

9、以速度 运动的电荷, 在距它r 处所激励的磁感应强度为：第30页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三Oab如图的导线，已知电荷线密度为，当绕O点以 转动时【解】1234线段1：O点的磁感应强度【例】【求】线段2：同理第31页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三线段3线段4Oab1234dr第32页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三例6 半径为R 的带电薄圆盘的电荷面密度为 ,并以角速度 绕通过盘心垂直于盘面的轴转动。求圆盘中心的磁感应强度。第33页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三xORqrdr细圆环圆电流圆盘在中心处的磁场px解法一圆电流的磁场 向外向内第34页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三解法二运动电荷的磁场 第35页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三Assignments阅读教材第5057页活页作业 P39-40页第36页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三IP.a回 顾1、毕奥-萨伐尔定律磁感的大小:磁感的方向:由Idl转向r 的右手螺旋方向。第37页，共40页，2022年，5月20日，11点30分，星期三2、直电流的磁场+aPa.无限长载流直导线b.半无限长载流直导线c.载流直导线延长线上第