大学物理课件：磁场1

磁场磁感应强度

§10.1高斯定理与安培环路定理

§10.2

磁力

§10.3磁介质中的磁场

§10.4第10章稳恒磁场上海磁悬浮列车

磁场(1)主要内容：磁感应强度毕奥—萨伐尔定律运动电荷的磁场●

永磁体具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质。●永磁体具有磁极，分磁北极N和磁南极S。●磁极之间存在相互作用，

同性相斥，异性相吸。●磁极不能单独存在。SN§10.1磁场磁感应强度（1）基本磁现象永磁体的性质10.1.1磁感应强度奥斯特实验（1819年）NSI

在载流导线附近的小磁针会发生偏转1820年安培的发现放在磁体附近的载流导线或线圈会受到力的作用而发生运动。SNFI电流与电流之间存在相互作用II++--II++--磁场对运动电荷的作用S+电子束N结论：磁现象与电荷的运动有着密切的关系。运动电荷既能产生磁效应，也受到磁力的作用。实验发现:电荷q沿磁场方向运动时，F=0电荷q垂直磁场方向运动时，

F=Fmax+定义空间某点的

，引入运动点电荷q以速率

沿不同方向经过该点。电荷q受到的磁力的方向垂直与构成的平面。的大小与q的大小，的大小及的方向均有关（2）磁场磁感应强度运动电荷磁场运动电荷磁场的对外表现：对磁场中运动电荷和电流有作用力。对在磁场中运动的载流导线作功。定义：磁场中某点磁感应强度的大小磁感应强度的单位：T特斯拉G高斯该点磁感应强度的方向：试验电荷的“零受力方向”即为该处磁感应强度的方向。可用来确定。在垂直磁场的方向改变速率v，改变点电荷电量q，还发现：在磁场中同一点，为一恒量，而在不同的点上，

的量值不同。比值可用来表征该点磁场的性质。10.1.2毕奥-萨伐尔定律（1）电流元导线中任取一线元,其中的电流为I,则称为电流元大小:

Idl方向:

dl中电流的方向.是矢量:（2）毕奥—萨伐尔定律

电流元在P点产生的磁感应强度的大小式中是与的夹角为真空磁导率矢量式:毕奥—萨伐尔定律任意载流导线在P点产生的磁场

的方向垂直

与

构成的平面,指向由右手螺旋确定实际中建立坐标,把分解为和

10.1.3毕—萨定律的应用（1）一段直线电流的磁场I在处取电流元,它在P点产生的大小为式中都是变量,统一用表示方向：因各电流元在P点的方向均相同代入并整理得:①导线无限长,②导线半无限长,③P点在导线延长线上,I讨论（2）圆电流的磁场圆环半径为R，通电流I,计算圆环轴线上P点的磁感应强度。

方向如图所示圆环上任取电流元,它在P点产生的的大小为IyZxo由对称性因各电流元在P点的方向不同，求得：IyZxo①

圆心处：x=0②x>>R讨论③一段半径为R通电流为I的圆弧形电流在圆心处的磁场

例1.两根长直导线沿半径方向引到铁环上的A、B两点，并与很远处的电源相连，如图所示。求环中心O处的磁感应强度。则电流I1和I2的关系为

I1和I2对o点的磁感应强度的大小B1和B2分别为

设o点左右两段圆弧形电流对o点的磁感应强度的大小分别为B1和B2，导线长度分别为和,圆环导线截面积为S,电阻率为,解:圆心o处的合磁感应强度为

的方向垂直纸面向里

的方向垂直纸面向外注意此结果与A、B两点的位置即与l1、l2的长度无关。例2、如图所示的闭合回路ABCDA中通有电流I，两弧的半径均为，角AOD等于900，求：（1）AB、CD两直线段电流在O点处产生的磁感应强度大小；（2）BC、DA两圆弧段电流在O点产生的磁感应强度大小；（3）O点的总磁感应强度大小和方向。解：（1）AB、CD两直线段在O点的B大小相等（2）BC和DA两段圆弧在O点的B大小也相等

方向垂直纸面向里

（3）O点的总磁感应强度大小和方向。例3.

无限长导线通电流I,旁边有一个与它共面的单匝矩形线圈,各部分尺寸如图所示,计算通过矩形线圈的磁通量.解:在r处取面元ds通过ds的磁通式中20

分割电流元为无限多宽为dx的无限长载流直导线；解：以P点为坐标原点，向右为坐标正向；电流元电流例2：一宽为a无限长载流平面，通有电流I

,求距平面左侧为b

与电流共面的P点磁感应强度B的大小。磁场第一次作业P212~216页2,